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想要设计自己的微服务?看这篇文章就对了

来源:哗拓教育

本文通过使用Spring Boot,Spring Cloud和Docker构建的概念验证应用程序的示例,为了解常见的微服务架构模式提供了一个起点。

作为这个系统的基础,我选择了一个旧项目,其后端曾经是一个整体。该应用程序提供了一种处理个人财务,组织收入和支出,管理储蓄,分析统计数据和创建简单预测的方法。

功能服务

整体应用程序被分解为三个核心微服务。所有这些都是可独立部署的应用程序,围绕某些业务功能组织。

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帐户服务

包含一般用户输入逻辑和验证:收入/费用项目,节省和帐户设置。

METHOD PATH DESCRIPTION USER AUTHENTICATED AVAILABLE FROM UI
GET /accounts/{account} Get specified account data
GET /accounts/current Get current account data × ×
GET /accounts/demo Get demo account data (pre-filled incomes/expenses items, etc) ×
PUT /accounts/current Save current account data × ×
POST /accounts/ Register new account

统计服务

对主要统计参数执行计算并捕获每个帐户的时间序列。数据点包含标准化为基本货币和时间段的值。此数据可用于跟踪帐户生命周期中的现金流动态。

METHOD PATH DESCRIPTION USER AUTHENTICATED AVAILABLE FROM UI
GET /statistics/{account} Get specified account statistics
GET /statistics/current Get current account statistics × ×
GET /statistics/demo Get demo account statistics ×
PUT /statistics/{account} Create or update time series datapoint for specified account

通知服务

存储用户的联系信息和通知设置(如提醒和备份频率)。计划工作人员从其他服务收集所需信息,并向订阅客户发送电子邮件。

METHOD PATH DESCRIPTION USER AUTHENTICATED AVAILABLE FROM UI
GET /notifications/settings/current Get current account notification settings × ×
PUT /notifications/settings/current Save current account notification settings × ×

注意

  • 每个微服务都有自己的数据库,因此无法绕过API并直接访问持久性数据。
  • 对于这个项目,我使用MongoDB作为每个服务的主数据库。拥有多语言持久性体系结构(以便选择最适合服务要求的数据库类型)也是有意义的。
  • 服务到服务通信非常简单:微服务仅使用同步REST API进行通信。现实世界系统中的常见做法是使用交互方式的组合。例如,执行同步GET请求以检索数据并通过Message broker使用异步方法进行创建/更新操作,以便解耦服务和缓冲消息。这带给我们 。

基建服务

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配置服务

客户端使用

只需构建具有spring-cloud-starter-config 依赖性的Spring Boot应用程序 ,自动配置将完成剩下的工作。

现在,你的应用程序中不需要任何嵌入属性。只需提供 bootstrap.yml 应用程序名称和配置服务URL:

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

使用Spring Cloud Config,可以动态更改应用程序配置

注意

  • 动态刷新有一些限制。 @RefreshScope 不适用于 @Configuration 类,不能影响 @Scheduled 方法。
  • fail-fast property表示如果Spring Boot应用程序无法连接到Config Service,则会立即失败启动。当你启动时,这非常有用 。
  • 下面有重要的安全说明。

验证服务

从客户端来看,一切都与传统的基于会话的授权完全相同。你可以从Principal 请求中检索 对象,使用基于表达式的访问控制和@PreAuthorize 注释检查用户角色和其他内容 。

PiggyMetrics中的每个客户端(帐户服务,统计服务,通知服务和浏览器)都有一个范围: server用于后端服务, ui - 用于浏览器。因此,我们还可以保护控制器免受外部访问,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网关

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

Service Discovery

另一种众所周知的架构模式是Service Discovery。它允许自动检测服务实例的网络位置,这些服务实例可能由于自动扩展,故障和升级而动态分配地址。

服务发现的关键部分是注册表。我在这个项目中使用了Netflix Eureka。当客户端负责确定可用服务实例的位置(使用注册服务器)并在它们之间加载平衡请求时,Eureka是客户端发现模式的一个很好的例子。

使用Spring Boot,你可以轻松地使用spring-cloud-starter-eureka-server 依赖项, @EnableEurekaServer 注释和简单配置属性构建Eureka Registry 。

通过@EnableDiscoveryClient 注释和 bootstrap.yml 应用程序名称启用客户端支持 :

spring:
  application:
    name: notification-service

现在,在应用程序启动时,它将向Eureka Server注册并提供元数据,例如主机和端口,运行状况指示器URL,主页等.Eureka从属于服务的每个实例接收消息。如果故障超过可配置的时间表,则实例将从注册表中删除。

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负载均衡器,断路器和Http客户端

Netflix OSS提供了另一套很棒的工具。

Ribbon

Ribbon是一个客户端负载均衡器,可以让你对HTTP和TCP客户端的行为进行大量控制。与传统的负载均衡器相比,每次线上调用都不需要额外的跳过 - 你可以直接联系所需的服务。

Hystrix

除了断路器控制之外,使用Hystrix还可以添加一个回退方法,以便在主命令失败时获取默认值。

Feign

Feign是一个声明式HTTP客户端,可与Ribbon和Hystrix无缝集成。实际上,通过一个 spring-cloud-starter-feign 依赖关系和 @EnableFeignClients 注释,你可以拥有一整套负载均衡器,断路器和HTTP客户端,并具有合理的即用型默认配置。

以下是帐户服务的示例:

@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);
}
  • 你需要的只是一个界面
  • 你可以在Spring MVC控制器和Feign方法之间共享 @RequestMapping
  • 以上示例指定了所需的服务ID - statistics-service感谢Eureka的自动发现(但显然你可以访问具有特定URL的任何资源)

监控仪表板

让我们看看我们在负载下的系统行为:帐户服务调用统计服务,它响应模仿延迟。响应超时阈值设置为1秒。

img
0 ms delay 500 ms delay 800 ms delay 1100 ms delay
表现良好的系统。吞吐量约为22个请求/秒。统计服务中的活动线程数量很少。中位服务时间约为50毫秒。 活动线程的数量正在增长。我们可以看到紫色线程池拒绝的数量,因此大约有30-40%的错误,但电路仍然关闭。 半开状态:失败命令的比例超过50%,断路器启动。睡眠窗口的时间量后,下一个请求通过。 100%的请求失败。电路现在永久开放。睡眠时间后重试不会再次关闭电路,因为单个请求太慢。

日志分析

安全

基建自动化

与部署整体应用程序相比,部署微服务具有相互依赖性,这是一个复杂得多的过程。拥有一个完全自动化的基础设施非常重要。我们可以通过持续交付方法获得以下好处:

  • 随时发布软件的能力。
  • 任何构建都可能最终成为一个版本。
  • 构建工件一次,根据需要进行部署。

这是一个简单的Continuous Delivery工作流程,在此项目中实现:

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如何运行所有的东西?

这真的很容易,我建议你试试。请记住,你要启动8个Spring Boot应用程序,4个MongoDB实例和RabbitMq。确保4 Gb 的计算机上有 RAM。你始终可以通过网关,注册表,配置,身份验证服务和帐户服务运行重要服务。

在你开始之前

  • 安装Docker和Docker Compose。
  • 出口环境变量: CONFIG_SERVICE_PASSWORDNOTIFICATION_SERVICE_PASSWORDSTATISTICS_SERVICE_PASSWORDACCOUNT_SERVICE_PASSWORDMONGODB_PASSWORD

生产模式

在此模式下,所有最新图像都将从Docker Hub中提取。只需复制 docker-compose.yml 并点击即可 docker-compose up -d

发展模式

如果你想自己构建映像(例如,在代码中进行一些更改),则必须使用Maven克隆所有存储库并构建工件。然后,运行docker-compose -f docker-compose.yml -f docker-compose.dev.yml up -d

docker-compose.dev.yml 继承 docker-compose.yml 在本地构建映像的额外可能性,并公开所有容器端口以便于开发。

重要的终点

  • localhost:80 - 网关
  • localhost:8761 - Eureka Dashboard
  • localhost:9000 - Hystrix仪表板
  • localhost:8989 - Hystrix仪表板源
  • localhost:15672 - RabbitMq管理

注意

此外,Service Discovery机制在所有应用程序启动后需要一些时间。在实例,Eureka服务器和客户端在其本地缓存中都具有相同的元数据之前,客户端无法发现任何服务,因此可能需要3次侦听。默认侦听时间为30秒。

原文标题《Microservice Architectures With Spring Cloud and Docker》

作者:Alexander Lukyanchikov

译者:我就静静地看

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