由於最近公司業務需要,需要搭建基於Spring Cloud的微服務系統。遍訪各大搜索引擎,發現國內資料少之又少,也難怪,國內Dubbo正統治著天下。但是,一個技術總有它的瓶頸,Dubbo也有它捉襟見肘的地方。所幸霸主Spring也推出了一整套微服務解決方案,各個子專案也巧妙地解決了分散式系統開發過程中的各種各樣的問題。看了很多國內的資料,最早的幾份文件也是互相借用,恐怕究竟是什麼都說不清楚了。擼主在github上面發現幾個很好的相關專案,就想翻譯來看看。這篇其實是專案說明,但是裡面很多知識點是百度找不到的,下面就來看看吧,想要部署來看看的可以去下載:

這個專案的名字叫:Piggy Metrics,一個供個人處理財務的解決方案。

簡介
這是一款概念性的應用程式,基於Spring Boot,Spring Cloud和Docker 簡單演示了微服務的架構模式,順便說一句,它還有一個非常漂亮整潔的使用者介面。下面是它的介面演示:
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功能服務

PiggyMetrics被分解為三個核心微服務。這些服務都是圍繞某些業務能力組織的可獨立部署的應用程式。
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賬戶服務
包含一般使用者輸入邏輯和驗證:收入/費用專案,儲蓄和帳戶設定。

Method Path Description User authenticated Available from UI
GET /accounts/{account} 獲取指定的帳戶資料
GET /accounts/current 獲取當前帳戶資料 × ×
GET /accounts/demo 獲取模擬賬戶資料(預填收入/費用專案等) ×
PUT /accounts/current 儲存當前帳戶資料 × ×
POST /accounts/ 註冊新帳號 ×

統計服務
對主要統計引數執行計算,併為每個帳戶的時間序列。資料點包含基準貨幣和時間段的值。此資料用於跟蹤帳戶生命週期中的現金流動動態(尚未在UI中實現的花式圖表)。

Method Path Description User authenticated Available from UI
GET /statistics/{account} 獲取指定的帳戶統計資訊
GET /statistics/current 獲取當前帳戶統計資訊 × ×
GET /statistics/demo 獲取模擬帳戶統計資訊 ×
PUT /statistics/{account} 建立或更新指定帳戶的時間序列資料點

通知服務
儲存使用者聯絡資訊和通知設定(如提醒和備份頻率)。計劃工作人員從其他服務收集所需的資訊,並向訂閱的客戶傳送電子郵件。

Method Path Description User authenticated Available from UI
GET /notifications/settings/current 獲取當前的帳戶通知設定 × ×
PUT /notifications/settings/current 儲存當前帳戶通知設定 × ×


**小結:

  • 每個微服務都有自己的資料庫,因此沒有辦法繞過API和直接訪問資料庫。
  • 在這個專案中,使用MongoDB作為每個服務的主資料庫。它是支援多種程式語言永續性架構(包括最適合服務需求的資料庫型別)。
  • Service-to-service的通訊是相當簡單的:各個微服務之間的通訊只使用同步的REST API。在現實世界中通常的做法是使用互動風格的組合。例如,執行同步GET請求以檢索資料,並通過訊息代理使用非同步方法進行建立/更新操作,以便分離服務和緩衝訊息,這為我們帶來了一致性。

基礎服務設施

在分散式系統中有一些常見的架構,這可以幫助我們理解核心服務的工作原理。Spring Cloud提供了強大的工具來增強基於Spring Boot的應用程式,以此來實現這些架構。
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Config service
Spring Cloud Config是用於分散式系統的水平可擴充套件的集中式配置服務。支援本地儲存、Git和Subversion。

在這個專案中,使用native profile,它從本地類路徑載入配置檔案。可以檢視shared在Config服務資源中的目錄。現在,當通知服務請求其配置時,配置服務以shared/notification-service.ymlshared/application.yml響應(在所有客戶端應用程式之間共享)。

客戶端使用
只需構建具有spring-cloud-starter-config依賴的Spring Boot應用程式,自動配置將完成其餘所有工作。

現在,不需要在應用程式中使用任何嵌入式屬性。只需提供bootstrap.yml應用程式名稱和配置服務url:

spring:
   application:
     name:notification-service 
  cloud:
     config:
       uri:http:// config:8888 
      fail-fasttrue

使用Spring Cloud Config,可以動態地更新配置。
例如,EmailService bean已註釋@RefreshScope。這意味著,可以更改電子郵件文字和主題,而不需要重新部署啟動通知服務。

首先,在Config伺服器中更改所需的屬性。然後,對Notification服務執行重新整理請求:

此外,也可以使用Repository webhooks自動執行此過程

**小結:

  • 動態更新有一些限制。@RefreshScope不與@Configuration類一起使用,並且不影響@Scheduled方法
  • fail-fast屬性意味著Spring Boot如果它無法連線到Config
    Service就將啟動失敗,這在批量啟動時非常有用。
  • 安全注意事項請往下看

Auth service
授權的責任完全抽取到單獨的伺服器,它為後端資源服務授予OAuth2令牌。Auth伺服器用於使用者授權以及在外圍內的安全的機器對機器通訊。

在這個專案中,我使用Password credentials授權型別的使用者授權(因為它只由本地PiggyMetrics UI使用)和Client Credentials授予微服務許可權。

Spring雲安全提供了方便的註釋和自動配置,使得從伺服器端和客戶端端都很容易實現。您可以在文件中瞭解更多資訊,並在Auth Server程式碼中檢查配置詳細資訊。

從客戶端,一切工作與傳統的基於會話的授權完全相同。您可以Principal從請求中檢索物件,檢查使用者的角色和其他使用基於表示式的訪問控制和@PreAuthorize註釋的東西。

PiggyMetrics(帳戶服務,統計服務,通知服務和瀏覽器)中的每個客戶端都有一個範圍:server用於後端服務,以及ui- 用於瀏覽器。因此,我們還可以保護控制器免受外部訪問,例如:

@PreAuthorize("#oauth2.hasScope('server')")
@RequestMapping(value = "accounts/{name}", method = RequestMethod.GET)
public List<DataPoint> getStatisticsByAccountName(@PathVariable String name) {
    return statisticsService.findByAccountName(name);
}

API Gateway
可以看到,有三個核心服務,它們向客戶端公開外部API。在現實世界的系統中,這個數字可以快速增長以及整個系統的複雜性。實際上,上百個服務可能涉及到渲染一個複雜的網頁。

在理論上,客戶端可以直接向每個微伺服器發出請求。但是顯然,這個選項有挑戰和限制,如需要知道所有端點地址,分別執行每個資訊的http請求,在客戶端合併結果。另一個問題是非web友好的協議,可能在後端使用。

通常一個更好的方法是使用API​​閘道器。它是進入系統的單個入口點,用於通過將它們路由到適當的後端服務來處理請求,或者通過呼叫多個後端服務並聚合結果。此外,它可以用於身份驗證,洞察,壓力和金絲雀測試,服務遷移,靜態響應處理,主動流量管理。

Netflix打開了這樣一個邊緣服務,現在使用Spring Cloud,我們可以使用一個@EnableZuulProxy註釋啟用它。在這個專案中,我使用Zuul來儲存靜態內容(ui應用程式),並將請求路由到適當的微服務。這是一個簡單的基於字首的路由配置Notification服務:

zuul:
   routes:
     notification-service:
         path:/ notifications / ** 
        serviceId:notification-service 
        stripPrefix:false

這意味著所有開始的請求/notifications都將路由到Notification服務。沒有硬編碼的地址,你可以看到。Zuul使用服務發現機制來定位通知服務例項,以及斷路器和負載平衡器,如下所述。

Service discovery
另一個公知的架構模式是服務發現。它允許自動檢測服務例項的網路位置,由於自動擴充套件,故障和升級,可能會動態分配地址。

服務發現的關鍵部分是登錄檔。我在這個專案中使用Netflix Eureka。當客戶端負責確定可用服務例項(使用登錄檔伺服器)和負載平衡請求的位置時,Eureka是客戶端發現模式的一個很好的例子。

使用Spring Boot,您可以輕鬆地使用spring-cloud-starter-eureka-server依賴關係,@EnableEurekaServer註釋和簡單配置屬性來構建Eureka登錄檔。

支援@EnableDiscoveryClient註釋的客戶端支援bootstrap.yml應用程式名稱:

spring:
   applicationname:notification-service

現在,在應用程式啟動時,它將註冊到Eureka伺服器並提供元資料,如主機和埠,執行狀況指示器URL,主頁等。Eureka從屬於一個服務的每個例項接收心跳訊息。如果心跳故障切換到可配置的時間表,則例項將從登錄檔中刪除。

此外,Eureka提供了一個簡單的介面,您可以跟蹤執行的服務和可用例項數: http://localhost:8761

負載均衡器,斷路器和Http客戶端
Netflix OSS提供了另一個偉大的工具集。

Ribbon
Ribbon是一個客戶端負載均衡器,它為您提供了對HTTP和TCP客戶端行為的大量控制。與傳統的負載均衡器相比,每個線上呼叫不需要額外的跳躍 - 您可以直接聯絡所需的服務。

開箱即用,它與Spring Cloud和服務發現本身整合。Eureka Client提供了可用伺服器的動態列表,以便Ribbon可以在它們之間進行平衡。

Hystrix
Hystrix是斷路器模式的實現,它提供了對通過網路訪問的依賴性的延遲和故障的控制。主要思想是在具有大量微服務的分散式環境中停止級聯故障。這有助於快速失敗,並儘快恢復 - 自愈的容錯系統的重要方面。

除了斷路器控制,使用Hystrix,您可以新增一個後備方法,在主命令失敗的情況下呼叫該方法以獲取預設值。

此外,Hystrix生成每個命令的執行結果和延遲的指標,我們可以用它來監視系統行為。

Feign
Feign是一個宣告式Http客戶端,它與Ribbon和Hystrix無縫整合。實際上,使用一個spring-cloud-starter-feign依賴項和@EnableFeignClients註釋,您擁有一組完整的負載平衡器,斷路器和Http客戶端,並具有合理的即用型預設配置。

以下是帳戶服務的示例:

@FeignClient(name = "statistics-service")
public interface StatisticsServiceClient {

    @RequestMapping(method = RequestMethod.PUT, value = "/statistics/{accountName}", consumes = MediaType.APPLICATION_JSON_UTF8_VALUE)
    void updateStatistics(@PathVariable("accountName") String accountName, Account account);

}
  • 你需要的只是一個介面
  • 你可以用@RequestMapping在Spring MVC控制器和Feign方法之間共享部分
  • 上面的示例指定只需要的服務id -
    statistics-service,由於通過Eureka自動發現(但顯然,您可以訪問任何資源與特定的網址)

監視儀表板
在這個專案配置中,Hystrix的每個微服務通過Spring Cloud Bus(使用AMQP代理)將指標推送到Turbine。監控專案只是一個小的Spring啟動應用程式與渦輪和Hystrix儀表板。

看下面如何讓它執行。

讓我們看看我們的系統在負載下的行為:帳戶服務呼叫統計服務,它的響應具有不同的模仿延遲。響應超時閾值設定為1秒。

0 ms delay 500 ms delay 800 ms delay 1100 ms delay
表現良好的系統。吞吐量約為22請求/秒。統計服務中的活動執行緒數較少。中位服務時間約為50 ms。 活動執行緒的數量在增加。我們可以看到紫色執行緒池拒絕的數量,因此約30-40%的錯誤,但電路仍然關閉。 半開狀態:故障命令的比率大於50%,斷路器啟動。在睡眠視窗的時間後,下一個請求被允許通過。 100%的請求失敗。電路現在永久開啟。在睡眠時間後重試不會再次閉合電路,因為單個請求太慢。

日誌分析
當嘗試在分散式環境中識別問題時,集中式日誌記錄可能非常有用。Elasticsearch,Logstash和Kibana堆疊使您可以輕鬆搜尋和分析您的日誌,利用率和網路活動資料。我的其他專案中描述的即開即用 Docker配置。

安全
高階安全配置超出了此概念驗證專案的範圍。對於真實系統的更真實的模擬,考慮使用https,JCE金鑰庫加密微服務密碼和配置伺服器屬性內容(有關詳細資訊,請參閱文件)。

基建自動化

部署微服務及其相互依賴性,比部署單片應用程式要複雜得多。擁有完全自動化的基礎設施非常重要。我們可以通過持續交付方法實現以下優勢:

  • 隨時釋放軟體的能力
  • 任何構建可能最終都是釋出
  • 構建工件一次 - 根據需要部署

這裡是一個簡單的連續交付工作流,在這個專案中實現:
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在此配置中,Travis CI為每個成功的git push建立標記的映像。因此,latest對於Docker Hub上的每個微服務總有影象,並且用git提交雜湊標記的舊影象。它很容易部署任何一個,並快速回滾,如果需要。

如何執行所有的東西?
記住,你要啟動8個Spring Boot應用程式,4個MongoDB例項和RabbitMq。確保您4 Gb的計算機上有可用的RAM。您可以始終執行重要的服務,雖然:閘道器,登錄檔,配置,Auth服務和帳戶服務。

在你開始之前
- 安裝Docker和Docker Compose。
- 出口環境變數:CONFIG_SERVICE_PASSWORD,NOTIFICATION_SERVICE_PASSWORD,STATISTICS_SERVICE_PASSWORD,ACCOUNT_SERVICE_PASSWORD,MONGODB_PASSWORD

生產模式
在這種模式下,所有最新的影象將從Docker Hub中提取。只需複製docker-compose.yml和打docker-compose up -d。

開發模式
如果你想自己構建影象(例如在程式碼中有一些變化),你必須使用maven克隆所有的倉庫和構建工件。然後,執行docker-compose -f docker-compose.yml -f docker-compose.dev.yml up -d

docker-compose.dev.yml繼承docker-compose.yml具有在本地構建映像的額外可能性,並公開所有容器埠以方便開發。

重要埠

http://DOCKER-HOST:80 - Gateway
http://DOCKER-HOST:8761 - Eureka Dashboard
http://DOCKER-HOST:9000/hystrix - Hystrix Dashboard
http://DOCKER-HOST:8989 - Turbine stream (source for the Hystrix Dashboard)
http://DOCKER-HOST:15672 - RabbitMq management (default login/password: guest/guest)

小結

所有Spring Boot應用程式都需要執行Config Server進行啟動。但是我們可以同時啟動所有容器,因為fail-fastSpring Boot屬性和docker restart: always-compose選項。這意味著所有依賴的容器將嘗試重新啟動,直到Config Server啟動並執行。

此外,在所有應用程式啟動後,服務發現機制需要一些時間。任何服務都不可用於客戶端發現,直到例項,Eureka伺服器和客戶端都在其本地快取中具有相同的元資料,因此可能需要3個心跳。預設心跳週期為30秒。