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SpringCloud实战

news 来源：原创 2025/4/21 8:36:06

环境准备：

1. 一台虚拟机，部署好centos7操作系统、安装好docker

2. 使用docker安装mysql数据库且启动mysql容器

3. IDEA配置的JDK版本是11

4. 前端代码启动Nginx

一、单体架构和微服务的区别？

1. 单体架构

将业务的所有功能集中在一个项目中开发，打成一个包部署。

优点：

架构简单、部署成本低

缺点：

  • 团队协作成本高（多人在一个项目上提交代码容易造成很多的代码冲突，每天解决代码需要很久）
  • 系统发布效率低（当代码体量过大时，重新发布需要耗时长）
  • 系统可用性差（假如项目中有某些并发量很大的功能，还有一些访问量不大但是很重要的功能，例如：付款。服务器资源是有限的，一些功能占用了大量的资源，会影响别的功能的正常运转）使用apache-jmeter模拟测试

总结： 单体架构适合开发功能相对简单，规模较小的项目。

2. 微服务

微服务架构，是服务化思想指导下的一套最佳实践架构方案。服务化，就是把单体架构中的功能模块拆分为多个独立项目。

3. SpringCloud 

SpringCloud是目前国内使用最广泛的微服务框架。官网地址：https://spring.io/projects/spring-cloud。 SpringCloud集成了各种微服务功能组件，并基于SpringBoot实现了这些组件的自动装配，从而提供了良好的开箱即用体验：

二、微服务拆分

1. 服务拆分原则

1.1 什么时候拆分？

创业型项目：先采用单体架构，快速开发，快速试错。随着规模扩大，逐渐拆分。

确定的大型项目：资金充足，目标明确，可以直接选择微服务架构，避免后续拆分的麻烦。

1.2 怎么拆分

从拆分目标来说，要做到：

  • 高内聚：每个微服务的职责要尽量单一，包含的业务相互关联度高、完整度高。
  • 低耦合：每个微服务的功能要相对独立，尽量减少对其它微服务的依赖。

从拆分方式来说，一般包含两种方式：

  • 纵向拆分：按照业务模块来拆分
  • 横向拆分：抽取公共服务，提高复用性

2. 服务拆分

工程结构有两种：

  • 独立Project
  • Maven聚合（每个module以后是要分别打包部署的）

3. 远程调用

当存在业务耦合的情况时，比如购物车模块需要调用商品模块的接口服务，但又不在一个模块中，这个时候就需要了解远程调用了！

思考一下：前端访问后端，不也是两个服务之间的交互，是怎么实现的呢？

从控制台可以看到，前后端的交互使用的是http协议。那么后端微服务之间。。。。。

Spring给我们提供了一个RestTemplate工具，可以方便的实现Http请求的发送。使用步骤如下：

1）注入RestTemplate到Spring容器

@Beanpublic RestTemplate restTemplate() {return new RestTemplate();}

2）发起远程调用

//@RequiredArgsConstructor//private final RestTemplate restTemplate;  
//@RequiredArgsConstructor和final配合使用，只为必要的参数建构造函数// 2.查询商品// List<ItemDTO> items = itemService.queryItemByIds(itemIds);// 2.1 利用restTemplate发起http请求，得到http的响应ResponseEntity<List<ItemDTO>> response = restTemplate.exchange("http://localhost:8081/items?ids={ids}",HttpMethod.GET,null,new ParameterizedTypeReference<List<ItemDTO>>() {},Map.of("ids", CollUtil.join(itemIds, ",")));// 2.2 解析响应if (!response.getStatusCode().is2xxSuccessful()) {//查询失败，直接结束return;}List<ItemDTO> items = response.getBody();

测试了一下，这个 跨服务调用ok了。

三、服务治理

1. 服务远程调用存在的问题？

  • 服务调用者在写代码时，事先不知道服务提供者的地址，只有服务提供者服务启动，地址信息才会暴露给服务调用者
  • 地址这个事儿后续可以知道。服务提供者部署在一台服务器上，访问压力肯定超级大，所以会进行集群部署，那么服务调用者返回时，应该配置哪个地址进行访问呢
  • 地址也可以配置多个，然后服务调用者获取拼接访问地址也可。但是假如服务提供者其中一台服务器挂了（人只有在访问异常时才会知道是服务器挂了），服务调用者还跟之前一样的策略（比如随机访问固定的那几台服务器），是有概率访问到故障机的；或者服务提供者那边又重新启动了几台新的机器，除非人为奔走相告，服务调用者这边是感知不到的。那这运维人员发现故障再进行调整，或者调整完之后再传递信息给服务调用者，是有时间差的，可用性太差。

 2. 注册中心的原理

        cart-service它既是服务调用者，同时在某些情景下，它也是服务提供者；各服务之间只管发布自己、便于服务调用者寻找适合需求自己的服务，那么注册中心就是起一个中介的作用，你可以提供服务，就注册在我这里，注册表里会记录所有服务信息。这时服务调用者就从注册中心选择服务进行访问，但是应该访问哪个呢？访问时由负载均衡提供的策略指导。

        在注册中心的服务会定期向注册中心发请求，汇报自己的健康状况，名为心跳续约。当某个服务挂掉之后，注册中心会感知到，在提供服务列表会剔除这一服务，更新注册表，并将这一情况推送给服务调用者，名为推送变更。

服务治理中的三个角色分别是什么？

  • 服务提供者：暴露服务接口，供其它服务调用
  • 服务消费者：调用其它服务提供的接口
  • 注册中心：记录并监控微服务各实例状态，推送服务变更信息

消费者如何知道提供者的地址？

服务提供者会在启动时注册自己信息到注册中心，消费者可以从注册中心订阅和拉取服务信息

消费者如何得知服务状态变更？

服务提供者通过心跳机制向注册中心报告自己的健康状态，当心跳异常时注册中心会将异常服务剔除，并通知订阅了该服务的消费者

当提供者有多个实例时，消费者该选择哪一个？

消费者可以通过负载均衡算法，从多个实例中选择一个 

 3. Nacos注册中心

        Nacos是目前国内企业中占比最多的注册中心组件。它是阿里巴巴的产品，目前已经加入SpringCloudAlibaba中。

3.1 准备Nacos数据库

我们基于Docker来部署Nacos的注册中心，首先我们要准备MySQL数据库表，用来存储Nacos的数据。由于是Docker部署，需要将资料中的SQL文件导入到Docker中的MySQL容器中

3.2 修改nacos/custom.env文件

        其中的nacos/custom.env文件中，有一个MYSQL_SERVICE_HOST也就是mysql地址，需要修改为你自己的虚拟机IP地址：

将nacos目录和nacos镜像nacos.tar上传到虚拟机/root下

加载镜像nacos.tar

docker load -i /root/nacos.tar 

查看镜像

 docker images 

3.3 启动nacos

docker run -d \
--name nacos \
--env-file /root/nacos/custom.env \
-p 8848:8848 \
-p 9848:9848 \
-p 9849:9849 \
--restart=always \
nacos/nacos-server:v2.1.0-slim

3.4 访问nacos 

账号：nacos；密码：nacos 

 4. 服务注册

4.1.添加依赖

在item-service的pom.xml中添加依赖：

<!--nacos 服务注册发现-->
<dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>

4.2.配置Nacos

  spring:cloud:nacos:server-addr: localhost:8848 //配置虚拟机地址

4.3.启动服务实例

启动两个服务实例，在nacos网页上验证：

 5. 服务发现和负载均衡

        消费者需要连接nacos以拉取和订阅服务，因此服务发现的前两步与服务注册是一样，后面再加上服务调用即可：

5.1 服务发现以及负载均衡-随机

private final DiscoveryClient discoveryClient;/*注册中心查找实例方式*///2.1根据服务名称获取服务的实例列表List<ServiceInstance> instances = discoveryClient.getInstances("item-service");if (CollUtil.isEmpty(instances)) {return;}//2.2手写负载均衡，从实例列表中挑选一个实例ServiceInstance instance = instances.get(RandomUtil.randomInt(instances.size()));//2.3利用restTemplate发起http请求，得到http的响应ResponseEntity<List<ItemDTO>> response = restTemplate.exchange(instance.getUri() + "/items?ids={ids}",HttpMethod.GET,null,new ParameterizedTypeReference<List<ItemDTO>>() {},Map.of("ids", CollUtil.join(itemIds, ",")));// 2.2 解析响应if (!response.getStatusCode().is2xxSuccessful()) {//查询失败，直接结束return;}List<ItemDTO> items = response.getBody();

四、OpenFeign

1. 入门

OpenFeign是一个声明式的http客户端，是SpringCloud在Eureka公司开源的Feign基础上改造而来。其作用就是基于SpringMVC的常见注解，帮我们优雅的实现http请求的发送

官方地址：https://github.com/OpenFeign/feign

OpenFeign已经被SpringCloud自动装配，实现起来非常简单：

1）引入依赖，包括OpenFeign和负载均衡组件SpringCloudLoadBalancer

  <!--openFeign--><dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId></dependency><!--负载均衡器--><dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-loadbalancer</artifactId></dependency>

2）启用OpenFeign

在cart-service的CartApplication启动类上添加注解，启动OpenFeign功能：

 3）编写OpenFeign客户端

/*** @Author: EstellaQ* @Date: 2025/4/19 16:02* @Description: 商品模块feign远程调用**/
@FeignClient("item-service")
public interface ItemClient {@GetMapping("/items")List<ItemDTO> queryItemByIds(@RequestParam("ids") Collection<Long> ids);
}

这里只需要声明接口，无需实现方法。接口中的几个关键信息：

  • @FeignClient("item-service") ：声明服务名称

  • @GetMapping ：声明请求方式

  • @GetMapping("/items") ：声明请求路径

  • @RequestParam("ids") Collection<Long> ids ：声明请求参数

  • List<ItemDTO> ：返回值类型

        有了上述信息，OpenFeign就可以利用动态代理帮我们实现这个方法，并且向http://item-service/items发送一个GET请求，携带ids为请求参数，并自动将返回值处理为List<ItemDTO>。

我们只需要直接调用这个方法，即可实现远程调用了。

 4）使用FeignClient

最后，我们在cart-service的com.hmall.cart.service.impl.CartServiceImpl中改造代码，直接调用ItemClient的方法：

private final ItemClient itemClient;/*使用feign实现远程调用*/
List<ItemDTO> items = itemClient.queryItemByIds(itemIds);

2. 连接池

OpenFeign对Http请求做了优雅的伪装，不过其底层发起http请求，依赖于其它的框架。这些框架可以自己选择，包括以下三种：

  • HttpURLConnection：默认实现，不支持连接池
  • Apache HttpClient ：支持连接池
  • OKHttp：支持连接池 具体源码可以参考FeignBlockingLoadBalancerClient类中的delegate成员变量。

2.1 引入依赖

在cart-service的pom.xml中引入依赖：

<!--OK http 的依赖 -->
<dependency><groupId>io.github.openfeign</groupId><artifactId>feign-okhttp</artifactId>
</dependency>

2.2 开启连接池

在cart-service的application.yml配置文件中开启Feign的连接池功能：

feign:okhttp:enabled: true # 开启OKHttp功能

可以打断点验证一下

3. 最佳实践

以上方式的不合理之处：        

        商品服务item-service会被好多个服务调用，如果按上面的实践，每个服务都需要将如上的实践都复制一遍，太浪费的嘞；而且假如以后商品服务的接口有写变动，每个服务调用者都需要进行相应的修改，会增加工作量的。

我们现在抽出一个专门放feign客户端的一个模块hm-api，服务调用者pom里面引入这个模块就可以实现远程调用了。

将feign的依赖直接放在hm-api中就可，cart模块的可以删掉了

cart模块只需要引入公共模块hm-api即可

 在hm-api模块编写feignClient代码

启动报错：

 这里因为ItemClient现在定义到了com.hmall.api.client包下，而cart-service的启动类定义在com.hmall.cart包下，扫描不到ItemClient，所以报错了。

在启动类配置ItemClient所在包即可

4. 日志

OpenFeign只会在FeignClient所在包的日志级别为DEBUG时，才会输出日志。而且其日志级别有4级：

  • NONE：不记录任何日志信息，这是默认值。
  • BASIC：仅记录请求的方法，URL以及响应状态码和执行时间
  • HEADERS：在BASIC的基础上，额外记录了请求和响应的头信息
  • FULL：记录所有请求和响应的明细，包括头信息、请求体、元数据。

由于Feign默认的日志级别就是NONE，所以默认我们看不到请求日志。

4.1 定义日志级别

要自定义日志级别需要声明一个类型为Logger.Level的Bean，在其中定义日志级别：

/*** @Author: EstellaQ* @Date: 2025/4/19 17:36* @Description: feign的日志级别设置**/
public class DefaultFeignConfig {@Beanpublic Logger.Level feignLogLevel(){return Logger.Level.FULL;}
}

4.2 配置

接下来，要让日志级别生效，还需要配置这个类。有两种方式：

  • 局部生效：在某个FeignClient中配置，只对当前FeignClient生效

@FeignClient(value = "item-service", configuration = DefaultFeignConfig.class)

  • 全局生效：在@EnableFeignClients中配置，针对所有FeignClient生效。

@EnableFeignClients(defaultConfiguration = DefaultFeignConfig.class) 

五、网关

由于每个微服务都有不同的地址或端口，入口不同，相信大家在与前端联调的时候发现了一些问题：

  • 请求不同数据时要访问不同的入口，需要维护多个入口地址，麻烦

  • 前端无法调用nacos，无法实时更新服务列表

单体架构时我们只需要完成一次用户登录、身份校验，就可以在所有业务中获取到用户信息。而微服务拆分后，每个微服务都独立部署，这就存在一些问题：

  • 每个微服务都需要编写登录校验、用户信息获取的功能吗？

  • 当微服务之间调用时，该如何传递用户信息？

网关：就是网络的关口，负责请求的路由、转发、身份校验。

1. 网关路由

1.1 新建网关模块 hm-gateway

1.2 引入依赖

<dependencies><!--common--><dependency><groupId>com.heima</groupId><artifactId>hm-common</artifactId><version>1.0.0</version></dependency><!--网关--><dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId></dependency><!--nacos discovery--><dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId></dependency><!--负载均衡--><dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-loadbalancer</artifactId></dependency></dependencies><build><finalName>${project.artifactId}</finalName><plugins><plugin><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId></plugin></plugins></build>

1.3 启动类

/*** @Author: EstellaQ* @Date: 2025/4/19 21:29* @Description:**/
@SpringBootApplication
public class GatewayApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(GatewayApplication.class, args);}
}

1.4 配置路由

server:port: 8080
spring:application:name: gatewaycloud:nacos:server-addr: 192.168.11.144:8848gateway:routes:- id: item-serviceuri: lb://item-servicepredicates:- Path=/items/**,/search/**

 1.5 路由过滤

路由断言

Spring提供了12种基本的RoutePredicateFactory实现：

官网：Spring Cloud Gateway

路由过滤器

网关中提供了33种路由过滤器，每种过滤器都有独特的作用。

若想要对所有的请求都设置过滤器，可以设置跟routes同级的配置default-filters 

2. 网关登录校验

登录授权由用户模块来做，JWT校验，获取当前登录用户信息，需要由网关来校验

1）如何在网关转发之前做登录校验？

        在网关中自定义一个过滤器，保证这个过滤器的执行顺序在Netty路由过滤器（默认最后执行的过滤器）之前，并且在pre逻辑中编写jwt校验。

2）网关如何将用户信息传递给微服务？

网关进行JWT校验之后，将用户信息保存到请求头，转发请求到微服务时，随着请求头传递给微服务

3）如何在微服务之间传递用户信息？

场景：下单之后需要清除购物车，所以微服务之间需要传递用户信息，将用户信息保存到请求头，但是跟网关转发的操作方式是不同的。

2.1 自定义过滤器

网关过滤器有两种，分别是：

  • GatewayFilter：路由过滤器，作用于任意指定的路由；默认不生效，要配置到路由后生效。
  • GlobalFilter：全局过滤器，作用范围是所有路由；声明后自动生效。

两种过滤器的过滤方法签名完全一致：

返回值Mono<Void>是一个回调函数

自定义GlobalFilter 

@Component
public class MyGlobalFilter implements GlobalFilter, Ordered {@Overridepublic Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {// TODO 模拟登录校验逻辑ServerHttpRequest request = exchange.getRequest();HttpHeaders headers = request.getHeaders();System.out.println("headers = " + headers);//放行return chain.filter(exchange);}@Overridepublic int getOrder() {return 0; //实现优先级}
}

自定义GatewayFilter

以后再说

2.2 实现登录校验

需求：在网关中基于过滤器实现登录校验功能

登录校验是基于JWT实现的，目前相关功能在hm-service模块。我们可以将其中的JWT工具拷贝到gateway模块，然后基于GlobalFilter来实现登录校验。

JWT工具

登录校验需要用到JWT，而且JWT的加密需要秘钥和加密工具。这些在hm-service中已经有了，我们直接拷贝过来：

具体作用如下：

  • AuthProperties：配置登录校验需要拦截的路径，因为不是所有的路径都需要登录才能访问

  • JwtProperties：定义与JWT工具有关的属性，比如秘钥文件位置

  • SecurityConfig：工具的自动装配

  • JwtTool：JWT工具，其中包含了校验和解析token的功能

  • hmall.jks：秘钥文件

其中AuthProperties和JwtProperties所需的属性要在application.yaml中配置：

hm:jwt:location: classpath:hmall.jksalias: hmallpassword: hmall123tokenTTL: 30mauth:excludePaths:- /search/**- /users/login- /items/**- /hi

登录校验过滤器

接下来，我们定义一个登录校验的过滤器： 

import com.hmall.common.exception.UnauthorizedException;
import com.hmall.common.utils.CollUtils;
import com.hmall.gateway.config.AuthProperties;
import com.hmall.gateway.utils.JwtTool;
import lombok.RequiredArgsConstructor;
import org.springframework.boot.context.properties.EnableConfigurationProperties;
import org.springframework.cloud.gateway.filter.GatewayFilterChain;
import org.springframework.cloud.gateway.filter.GlobalFilter;
import org.springframework.core.Ordered;
import org.springframework.http.server.reactive.ServerHttpRequest;
import org.springframework.http.server.reactive.ServerHttpResponse;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.util.AntPathMatcher;
import org.springframework.web.server.ServerWebExchange;
import reactor.core.publisher.Mono;import java.util.List;/*** @Author: EstellaQ* @Date: 2025/4/19 23:28* @Description:**/
@Component
@RequiredArgsConstructor
@EnableConfigurationProperties(AuthProperties.class)
public class AuthGlobalFilter implements GlobalFilter, Ordered {private final JwtTool jwtTool;private final AuthProperties authProperties;private final AntPathMatcher antPathMatcher = new AntPathMatcher();@Overridepublic Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {// 1.获取RequestServerHttpRequest request = exchange.getRequest();// 2.判断是否不需要拦截if (isExclude(request.getPath().toString())) {// 无需拦截，直接放行return chain.filter(exchange);}// 3.获取请求头中的tokenString token = null;List<String> headers = request.getHeaders().get("authorization");if (!CollUtils.isEmpty(headers)) {token = headers.get(0);}// 4.校验并解析tokenLong userId = null;try {userId = jwtTool.parseToken(token);} catch (UnauthorizedException e) {// 如果无效，拦截ServerHttpResponse response = exchange.getResponse();response.setRawStatusCode(401);return response.setComplete();}// TODO 5.如果有效，传递用户信息System.out.println("userId = " + userId);// 6.放行return chain.filter(exchange);}private boolean isExclude(String antPath) {for (String pathPattern : authProperties.getExcludePaths()) {if (antPathMatcher.match(pathPattern, antPath)) {return true;}}return false;}@Overridepublic int getOrder() {return 0;}
}

2.3 网关传递用户

需求：修改gateway模块中的登录校验拦截器，在校验成功后保存用户到下游请求的请求头中。

提示：要修改转发到微服务的请求，需要用到ServerWebExchange类提供的API，示例如下：

需求：由于每个微服务都可能有获取登录用户的需求，因此我们直接在hm-common模块定义拦截器，这样微服务只需要引入依赖即可生效，无需重复编写。 

/*** @Author: EstellaQ* @Date: 2025/4/19 23:59* @Description: 将用户信息放在下游微服务请求头**/
public class UserInfoInterceptor implements HandlerInterceptor {@Overridepublic boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {// 1.获取请求头中的用户信息String userInfo = request.getHeader("user-info");// 2.判断是否为空if (StrUtil.isNotBlank(userInfo)) {// 不为空，保存到ThreadLocalUserContext.setUser(Long.valueOf(userInfo));}// 3.放行return true;}@Overridepublic void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {// 移除用户UserContext.removeUser();}
}

接着在hm-common模块下编写SpringMVC的配置类，配置登录拦截器：

@Configuration
@ConditionalOnClass(DispatcherServlet.class)
public class MvcConfig implements WebMvcConfigurer {@Overridepublic void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {registry.addInterceptor(new UserInfoInterceptor());}}

不过，需要注意的是，这个配置类默认是不会生效的，因为它所在的包是com.hmall.common.config，与其它微服务的扫描包不一致，无法被扫描到，因此无法生效。

基于SpringBoot的自动装配原理，我们要将其添加到resources目录下的META-INF/spring.factories文件中：

com.hmall.common.config.MvcConfig

若启动报错，是因为hm-gateway引用了 hm-common，common包中我们刚刚添加了MvcConfig，gateway的底层实现跟spring是不一样的，可以使用条件注解@ConditionalOnClass(DispatcherServlet.class)实现MvcConfig在微服务中生效，在网关不生效

2.4 OpenFeign传递用户

        微服务项目中的很多业务要多个微服务共同合作完成，而这个过程中也需要传递登录用户信息，例如：交易服务掉用购物车服务时，需要传递用户信息

目前，交易服务调用购物车服务时，实现指定用户清除购物车功能如下：

这里用户信息从UserContext获取，UserContext里边的用户信息请求头是在网关过滤器存储的，但是从交易服务到购物车服务，不走网关过滤器，当然获取不到了。

由于微服务获取用户信息是通过拦截器在请求头中读取，因此要想实现微服务之间的用户信息传递，就必须在微服务发起调用时把用户信息存入请求头。

微服务之间调用是基于OpenFeign来实现的，并不是我们自己发送的请求。我们如何才能让每一个由OpenFeign发起的请求自动携带登录用户信息呢？

这里要借助Feign中提供的一个拦截器接口：feign.RequestInterceptor，将拦截器放在hm-api模块中

public class DefaultFeignConfig {//feign的日志级别设置@Beanpublic Logger.Level feignLogLevel() {return Logger.Level.FULL;}//feign的过滤器@Beanpublic RequestInterceptor userInfoRequestInterceptor() {return new RequestInterceptor() {@Overridepublic void apply(RequestTemplate template) {Long userId = UserContext.getUser();if (userId != null) {template.header("user-info", userId.toString());}}};}
}

然后在微服务的调用者的启动类将这个配置实现

 登录验证逻辑总结图：

六. 配置管理

配置管理服务还可以监听配置的变更，推送变更消息到各服务，各服务无需重启就可以生效。

1.  配置共享

1.1 在Nacos中添加共享配置

我们在nacos控制台分别添加这些配置：jdbc、日志、swagger、OpenFeign

jdbc

spring:datasource:url: jdbc:mysql://${hm.db.host:192.168.150.101}:${hm.db.port:3306}/${hm.db.database}?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&autoReconnect=true&serverTimezone=Asia/Shanghaidriver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driverusername: ${hm.db.un:root}password: ${hm.db.pw:123}
mybatis-plus:configuration:default-enum-type-handler: com.baomidou.mybatisplus.core.handlers.MybatisEnumTypeHandlerglobal-config:db-config:update-strategy: not_nullid-type: auto

注意这里的jdbc的相关参数并没有写死，例如：

  • 数据库ip：通过${hm.db.host:192.168.150.101}配置了默认值为192.168.150.101，同时允许通过${hm.db.host}来覆盖默认值

  • 数据库端口：通过${hm.db.port:3306}配置了默认值为3306，同时允许通过${hm.db.port}来覆盖默认值

  • 数据库database：可以通过${hm.db.database}来设定，无默认值

 日志

logging:level:com.hmall: debugpattern:dateformat: HH:mm:ss:SSSfile:path: "logs/${spring.application.name}"

swagger

knife4j:enable: trueopenapi:title: ${hm.swagger.title:黑马商城接口文档}description: ${hm.swagger.description:黑马商城接口文档}email: ${hm.swagger.email:zhanghuyi@itcast.cn}concat: ${hm.swagger.concat:虎哥}url: https://www.itcast.cnversion: v1.0.0group:default:group-name: defaultapi-rule: packageapi-rule-resources:- ${hm.swagger.package}

注意，这里的swagger相关配置我们没有写死，例如：

  • title：接口文档标题，我们用了${hm.swagger.title}来代替，将来可以有用户手动指定

  • email：联系人邮箱，我们用了${hm.swagger.email:zhanghuyi@itcast.cn}，默认值是zhanghuyi@itcast.cn，同时允许用户利用${hm.swagger.email}来覆盖。

OpenFeign 

1.2  微服务拉取配置

基于NacosConfig拉取共享配置代替微服务的本地配置。

接下来，我们要在微服务拉取共享配置。将拉取到的共享配置与本地的application.yaml配置合并，完成项目上下文的初始化。

不过，需要注意的是，读取Nacos配置是SpringCloud上下文（ApplicationContext）初始化时处理的，发生在项目的引导阶段。然后才会初始化SpringBoot上下文，去读取application.yaml。

也就是说引导阶段，application.yaml文件尚未读取，根本不知道nacos 地址，该如何去加载nacos中的配置文件呢？

SpringCloud在初始化上下文的时候会先读取一个名为bootstrap.yaml(或者bootstrap.properties)的文件，如果我们将nacos地址配置到bootstrap.yaml中，那么在项目引导阶段就可以读取nacos中的配置了。

1）引入依赖

 <!--nacos配置管理--><dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId></dependency><!--读取bootstrap文件--><dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-bootstrap</artifactId></dependency>

 2）新建bootstrap.yaml

server:port: 8082
spring:application:name: cart-serviceprofiles:active: devcloud:nacos:server-addr: 192.168.11.144:8848config:file-extension: yamlshared-configs:- data-id: shared-jdbc.yaml- data-id: shared-log.yaml- data-id: shared-swagger.yaml

 application.yaml改为如下：

server:port: 8082
feign:okhttp:enabled: true # 开启OKHttp功能，使用连接池
hm:db:database: hm-cartswagger:title: 购物车服务接口文档package: com.hmall.cart.controller

2.  配置热更新

配置热更新：当修改配置文件中的配置时，微服务无需重启即可使配置生效。

1）nacos中要有一个与微服务名有关的配置文件。

2）微服务中要以特定方式读取需要热更新的配置属性

案例：实现购物车添加商品上限的配置热更新 

需求：购物车的限定数量目前是写死在业务中的，将其改为读取配置文件属性，并将配置交给Nacos管理，实现热更新。

新建一个购物车上限配置类CartProperties

/*** @Author: EstellaQ* @Date: 2025/4/20 12:32* @Description: 购物车上限配置类**/
@Data
@Component
@ConfigurationProperties(prefix = "hm.cart")
public class CartProperties {private Integer maxItems;}

在业务处理类中注入CartProperties

private final CartProperties cartProperties;private void checkCartsFull(Long userId) {int count = lambdaQuery().eq(Cart::getUserId, userId).count();if (count >= cartProperties.getMaxItems()) {throw new BizIllegalException(StrUtil.format("用户购物车课程不能超过{}", cartProperties.getMaxItems()));}}

在nacos添加一个配置文件

3. 动态路由

暂时没有

七. 服务保护和分布式事务

1. 雪崩问题

微服务调用链路中的某个服务故障，引起整个链路中的所有微服务都不可用，这就是雪崩。

当一个链路中，购物车服务调用商品服务，响应超级慢，这时随着请求越来越多，tomcat资源会慢慢耗尽,会影响到调用服务B，这就叫级联失败。

雪崩问题产生的原因是什么？

  • 微服务相互调用，服务提供者出现故障或阻塞。
  • 服务调用者没有做好异常处理，导致自身故障。
  • 调用链中的所有服务级联失败，导致整个集群故障

解决问题的思路有哪些？

1. 尽量避免服务出现故障或阻塞。

  • 保证代码的健壮性；
  • 保证网络畅通；
  • 能应对较高的并发请求；       

2. 服务调用者做好远程调用异常的后备方案，避免故障扩散 

2. 服务保护方案

2.1 请求限流

请求限流：限制访问接口的请求的并发量，避免服务因流量激增出现故障。

2.2 线程隔离

线程隔离：也叫做舱壁模式，模拟船舱隔板的防水原理。通过限定每个业务能使用的线程数量而将故障业务隔离，避免故障扩散。就是你出问题也不会给你无限分配资源，不会影响别人

服务故障之后，即使它占用了原有给它分配的资源也是浪费，应该阻止它继续执行。 

2.3 服务熔断

服务熔断：由断路器统计请求的异常比例或慢调用比例，如果超出阈值则会熔断该业务，则拦截该接口的请求。熔断期间，所有请求快速失败，全都走fallback逻辑。

失败处理：定义fallback逻辑，让业务失败时不再抛出异常，而是走fallback逻辑

解决雪崩问题的常见方案有哪些？

  • 请求限流：限制流量在服务可以处理的范围，避免因突发流量而故障
  • 线程隔离：控制业务可用的线程数量，将故障隔离在一定范围
  • 失败处理：定义fallback逻辑，让业务失败时不再抛出异常，而是走fallback逻辑
  • 服务熔断：将异常比例过高的接口断开，拒绝所有请求，直接走fallback

3. 服务保护技术

3.1 Sentinel 

3.1.1 初识Sentinel

Sentinel是阿里巴巴开源的一款微服务流量控制组件。

官网地址： https://sentinelguard.io/zh-cn/index.html

执行jar包：

java -Dserver.port=8090 -Dcsp.sentinel.dashboard.server=localhost:8090 -Dproject.name=sentinel-dashboard -jar sentinel-dashboard.jar

 账号：sentinel； 密码：sentinel

 微服务整合

我们在cart-service模块中整合sentinel，连接sentinel-dashboard控制台，步骤如下：

1）引入sentinel依赖

<!--sentinel-->
<dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId> <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId>
</dependency>

2）配置控制台

spring:cloud: sentinel:transport:dashboard: localhost:8090

 

所谓簇点链路，就是单机调用链路，是一次请求进入服务后经过的每一个被Sentinel监控的资源。默认情况下，Sentinel会监控SpringMVC的每一个Endpoint（接口）。

因此，我们看到/carts这个接口路径就是其中一个簇点，我们可以对其进行限流、熔断、隔离等保护措施。

不过，需要注意的是，我们的SpringMVC接口是按照Restful风格设计，因此购物车的查询、删除、修改等接口全部都是/carts路径：

Restful风格的API请求路径一般都相同，这会导致簇点资源名称重复。因此我们要修改配置，把请求方式+请求路径作为簇点资源名称：

然后，重启服务，通过页面访问购物车的相关接口，可以看到sentinel控制台的簇点链路发生了变化：

3.1.2 请求限流

在簇点链路后面点击流控按钮，即可对其做限流配置：

QPS+单机阈值：每秒钟请求的数量（单机阈值）

3.1.3 线程隔离

        当商品服务出现阻塞或故障时，调用商品服务的查询购物车接口可能因此而被拖慢，甚至资源耗尽。所以必须限制购物车服务中查询商品这个业务的可用线程数，实现线程隔离。

在sentinel控制台，找到要控制的簇点链路，点击[流控]，控制并发线程数

注意：5个并发线程，如果单线程QPS为2，则5线程QPS为10 

以上只是将查询购物车接口（里面有商品服务的远程调用）进行了线程隔离，而对商品服务的远程调用才是最耗费资源的，因此可以将调用商品的那个远程调用单独进行线程隔离

 将购物车的FeignClient作为Sentinel的簇点资源

feign:sentinel:enabled: true # 开启feign对sentinel的支持

购物车的application.yaml中配置：

 这时就会出现一个购物车服务调用商品服务指定接口的簇点链路，就可以将这个点单独隔离

3.1.4 Fallback

之前对ItemClient远程调用的簇点链路做了线程隔离，导致被隔离的那个接口由于没有资源，直接不可用了，这时将这个接口进行Fallback操作，用户进来面对的是自定义的返回，体验感会变好


 

FeignClient的Fallback有两种配置方式：

方式一：FallbackClass，无法对远程调用的异常做处理

方式二：FallbackFactory，可以对远程调用的异常做处理，通常都会选择这种

假如我们有一个FeignClient如下： 

为其编写Fallback逻辑

步骤一：自定义类，实现FallbackFactory，编写对某个FeignClient的fallback逻辑：

/*** @Author: EstellaQ* @Date: 2025/4/20 16:20* @Description: Fallback处理**/
@Slf4j
public class ItemClientFallbackFactory implements FallbackFactory<ItemClient> {@Overridepublic ItemClient create(Throwable cause) {// 创建ItemClient接口实现类，实现其中的方法，编写失败降级的处理逻辑return new ItemClient() {@Overridepublic List<ItemDTO> queryItemByIds(Collection<Long> ids) {log.error("查询商品失败", cause);return CollUtils.emptyList();  }@Overridepublic void deductStock(List<OrderDetailDTO> items) {log.error("扣减商品库存失败", cause);throw new RuntimeException(cause);}};}
}

步骤二：将刚刚定义的ItemClientFallbackFactory注册为一个Bean：在随意一个配置类（配置在启动类那里的）中

@Bean
public ItemClientFallbackFactory itemClientFallbackFactory() {return new ItemClientFallbackFactory();
}

步骤三：在ItemClient接口中使用ItemClientFallbackFactory：

3.1.5 服务熔断

        之前对远程调用商品服务这个接口做了线程隔离，如果商品服务已经挂了，即使已经限制了资源了，但是仍然会发无效的请求，为了进一步节省资源，我们使用熔断降级。

 熔断降级是解决雪崩问题的重要手段。

思路：断路器内部会提前定义好三个状态，closed、open和Half-open，默认状态是closed，拦截访问该服务的一切请求，同时也会监控经过断路器的请求，由断路器统计服务调用的异常比例、慢请求比例，如果超出阈值则会进入open状态，熔断该服务。但是这个open状态不是永久的，到期之后会进入Half-open状态，尝试放行一次请求，若依然还是挂了，切换至open状态，而当服务恢复时，断路器会放行访问该服务的请求，回到closed状态。

配置步骤：

点击控制台中簇点资源后的熔断按钮，即可配置熔断策略：

这种是按照慢调用比例来做熔断，上述配置的含义是：

  • RT超过200毫秒的请求调用就是慢调用

  • 统计最近1000ms内的最少5次请求，如果慢调用比例不低于0.5，则触发熔断

  • 熔断持续时长20s

3.2 分布式事务

        在分布式系统中，如果一个业务需要多个服务合作完成，而且每一个服务都有事务，多个事务必须同时成功或失败，这样的事务就是分布式事务。其中的每个服务的事务就是一个分支事务。整个业务称为全局事务。

下单业务，前端请求首先进入订单服务，创建订单并写入数据库。然后订单服务调用购物车服务和库存服务：

  • 购物车服务负责清理购物车信息
  • 库存服务负责扣减商品库存

存在这样的情况：订单服务创建了订单，调用购物车服务也成功清理了库存，但是后面调用库存服务时失败了，前面两个操作没有办法回滚了，这个时候就会破坏ACID特性。 

事务并未遵循ACID的原则，归其原因就是参与事务的多个子业务在不同的微服务，跨越了不同的数据库。虽然每个单独的业务都能在本地遵循ACID，但是它们互相之间没有感知，不知道有人失败了，无法保证最终结果的统一，也就无法遵循ACID的事务特性了。

这就是分布式事务问题，出现以下情况之一就可能产生分布式事务问题：

  • 业务跨多个服务实现

  • 业务跨多个数据源实现

接下来我们就一起来研究下如何解决分布式事务问题。

3.2.1 初识Seata

        Seata是 2019 年 1 月份蚂蚁金服和阿里巴巴共同开源的分布式事务解决方案。致力于提供高性能和简单易用的分布式事务服务，为用户打造一站式的分布式解决方案。

官网地址：http://seata.io/，其中的文档、播客中提供了大量的使用说明、源码分析。

解决思路：解决分布式事务，各个子事务之间必须能感知到彼此的事务状态，才能保证状态一致。

Seata事务管理中有三个重要的角色：

  • TC (Transaction Coordinator) - 事务协调者：维护全局和分支事务的状态，协调全局事务提交或回滚。
  • TM (Transaction Manager) - 事务管理器：定义全局事务的范围、开始全局事务、提交或回滚全局事务。
  • RM (Resource Manager) - 资源管理器：管理分支事务，与TC交谈以注册分支事务和报告分支事务的状态

3.2.2 部署TC服务

1）准备数据库表

        Seata支持多种存储模式，但考虑到持久化的需要，我们一般选择基于数据库存储。执行课前资料提供的《seata-tc.sql》，导入数据库表：

2）准备配置文件

我们将整个seata文件夹和镜像seata-1.5.2.tar拷贝到虚拟机的/root目录：

加载seata-1.5.2.tar镜像：

docker load -i seata-1.5.2.tar

3）Docker部署

首先看看mysql和nacos的网络在不在一个网段

docker inspect mysql

docker inspect nacos

 可以看到nacos不在hm-net网段中，因此需要加入这个网络：

 docker network connect hm-net nacos

在虚拟机的/root目录执行下面的命令：

docker run --name seata \
-p 8099:8099 \
-p 7099:7099 \
-e SEATA_IP=192.168.11.144 \
-v ./seata:/seata-server/resources \
--privileged=true \
--network hm-net \
-d \
seataio/seata-server:1.5.2

然后就可以在nacos的注册列表看到seata-server服务了

访问虚拟机的7099端口，即可访问seata了；账号：admin;；密码：admin

3.2.3 微服务集成Seata

参与分布式事务的每一个微服务都需要集成Seata，我们以trade-service为例。实际上交易服务、购物车服务、商品服务都需要集成

1）集成依赖

<!--统一配置管理--><dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId></dependency><!--读取bootstrap文件--><dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-bootstrap</artifactId></dependency><!--seata--><dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-seata</artifactId></dependency>

2）然后，在application.yml中添加配置，让微服务找到TC服务地址：

将这些抽取出一个共同的配置：

seata:registry: # TC服务注册中心的配置，微服务根据这些信息去注册中心获取tc服务地址type: nacos # 注册中心类型 nacosnacos:server-addr: 192.168.11.144:8848 # nacos地址namespace: "" # namespace，默认为空group: DEFAULT_GROUP # 分组，默认是DEFAULT_GROUPapplication: seata-server # seata服务名称username: nacospassword: nacostx-service-group: hmall # 事务组名称service:vgroup-mapping: # 事务组与tc集群的映射关系hmall: "default"
3.2.4 XA模式

XA 规范 是 X/Open 组织定义的分布式事务处理（DTP，Distributed Transaction Processing）标准，XA 规范 描述了全局的TM与局部的RM之间的接口，几乎所有主流的数据库都对 XA 规范 提供了支持。Seata的XA模式如下：

XA模式的优点是什么？

  • 事务的强一致性，满足ACID原则。
  • 常用数据库都支持，实现简单，并且没有代码侵入

XA模式的缺点是什么？

  • 因为一阶段需要锁定数据库资源，等待二阶段结束才释放，性能较差
  • 依赖关系型数据库实现事务 

Seata的starter已经完成了XA模式的自动装配，实现非常简单，步骤如下：

1）修改application.yml文件（每个参与事务的微服务），开启XA模式：

seata: data-source-proxy-mode: XA

我们在nacos中配置即可

2）给发起全局事务的入口方法添加@GlobalTransactional注解，本例中是OrderServiceImpl中的create方法

其余清除购物车、修改库存接口也加一个@Transactional注解

3.2.5 AT模式

Seata主推的是AT模式，AT模式同样是分阶段提交的事务模型，不过缺弥补了XA模型中资源锁定周期过长的缺陷。

简述AT模式与XA模式最大的区别是什么？

  • XA模式一阶段不提交事务，锁定资源；AT模式一阶段直接提交，不锁定资源。
  • XA模式依赖数据库机制实现回滚；AT模式利用数据快照实现数据回滚。
  • XA模式强一致；AT模式最终一致 

实现AT模式

首先，添加资料中的seata-at.sql到微服务对应的数据库中：

CREATE TABLE IF NOT EXISTS `undo_log`
(
    `branch_id`     BIGINT       NOT NULL COMMENT 'branch transaction id',
    `xid`           VARCHAR(128) NOT NULL COMMENT 'global transaction id',
    `context`       VARCHAR(128) NOT NULL COMMENT 'undo_log context,such as serialization',
    `rollback_info` LONGBLOB     NOT NULL COMMENT 'rollback info',
    `log_status`    INT(11)      NOT NULL COMMENT '0:normal status,1:defense status',
    `log_created`   DATETIME(6)  NOT NULL COMMENT 'create datetime',
    `log_modified`  DATETIME(6)  NOT NULL COMMENT 'modify datetime',
    UNIQUE KEY `ux_undo_log` (`xid`, `branch_id`)
) ENGINE = InnoDB
  AUTO_INCREMENT = 1
  DEFAULT CHARSET = utf8mb4 COMMENT ='AT transaction mode undo table';

然后，修改application.yml文件，将事务模式修改为AT模式：

seata:
  data-source-proxy-mode: AT

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