Java微服务之Spring Boot on Docker

本文学习前提：Java, Spring Boot, Docker, Spring Cloud

一、准备工作

1.1 安装Docker环境

　　这一部分请参考我的另一篇文章《ASP.NET Core on Docker》，本文不再赘述。需要注意的是，如果你是Windows想要安装Docker，Docker for Windows需要64bit Windows 10 Pro，且需要开启Hyper-V。如果你不想开启Hyper-V，而又事先安装了VMware Workstation，可以参考晓晨的《Docker for Windows 使用VMware Station》。

1.2 准备Java镜像

　　（1）拉取java镜像

　　# docker pull java => 默认为最新版本的镜像

　　# docker pull java:8 => 标签为8的java镜像版本

　　（2）查看java镜像

　　# docker images java

　　PS：java镜像有点大啊，643MB

二、部署Spring Boot微服务到Docker

2.1 Spring Boot示例准备

　　这里以一个spring boot应用程序：eureka-service来介绍，它是基于spring cloud eureka的一个服务注册与发现的微服务应用程序，你可以从这里获取其源码。

2.2 快速借助Dockerfile部署到Docker

　　（1）使用Maven打包项目：执行下面的命令，将其构建成jar包

MVN> mvn clean package　　

　　（2）在jar包所在目录，创建Dockerfile文件，并添加以下内容

# 基于Java8镜像
FROM java:8

# 将本地文件夹挂在到当前容器
VOLUME /tmp

# 复制文件到容器
ADD eureka-service-sn-0.0.1-SNAPSHOT.jar app.jar
RUN bash -c 'touch /app.jar'

# 声明需要暴露的端口
EXPOSE 9000

# 配置容器启动后执行的命令
ENTRYPOINT ["java","-Djava.security.egd=file:/dev/./urandom","-jar","/app.jar"]

　　（3）通过FTP工具将jar包和Dockerfile文件一起传送到服务器端，然后通过Shell工具登录并跳转到这个目录下，执行以下命令打包镜像：

　　# docker build -t edc/discovery-service-eureka:0.0.1 . => 不要忘记这里有个 .

　　# docker images => 可以看到在Java8的镜像基础之上，针对eureka-service的镜像已准备好

　　（4）启动镜像：

　　# docker run --name eureka-service -d -p 8761:8761 edc/service-discovery-eureka:0.0.1

　　（5）验证是否已成功启动：访问http://docker宿主机IP:8761/，可以正常显示Eureka Server首页。

三、使用Docker Compose编排微服务

3.1 Docker Compose简介

　　在实际的微服务架构中，一般包含很多个微服务，而且每个微服务都会部署多个实例，如果每个微服务都需要手动启停，那么效率会很低下，维护量也会很大。

　　Compose是一个用于定义和运行多容器的Docker应用程序的工具，非常适合在开发、测试、构建CI工作流等场景。

　　Compose的安装请参考：https://docs.docker.com/compose/install/#install-compose

　　安装后验证如下：# docker-compose --version

　　PS：我这里使用的Compose版本是1.22.0

3.2 Docker Compose快速入门示例

　　首先，我们来了解下使用Compose的3个基本步骤：

使用Dockerfile（或其他方式）定义应用程序环境，以便于在任何地方重现该环境
在docker-compose.yml文件中定义组成应用程序的服务，以便各个服务在一个隔离的环境中一起运行
运行docker-compose up命令，启动并运行整个应用程序

　　其次，我们仍然以上面的eureka-service为例，来快速实践一下Compose的基本步骤：

　　（1）打包eureka-service，同上，不再赘述

　　（2）创建Dockerfile文件，同上，不再赘述

　　（3）在Dockerfile同一路径下创建docker-compose.yml，并添加以下内容：

version: '3'
services:
  eureka:                      # 指定服务的名称
    build: .                     # 指定Dockerfile所在路径，注意这里是个 .
    ports:
      - "8761:8761"         # 指定端口映射，类似docker run的-p选项，注意使用字符串形式

　　（4）通过FTP工具将jar包、dockerfile以及docker-compose.yml一同拷贝到docker宿主机指定文件夹中

　　（5）在这个目录下执行以下命令，启动容器。

　　# docker-compose up

　　PS：也可以使用docker-compose up -d 来通过后台运行的方式启动并运行这些容器

　　（6）验证容器是否成功启动：访问http://docker宿主机IP:8761/，可以正常显示Eureka Server首页。

　　最后，说说Docker Compose将所管理的容器分为三层，分别是工程（Project）、服务（Service）以及容器（Container）。Docker Compose运行目录下的所有文件（docker-compose.yml、extends文件或环境变量文件等）组成一个工程（默认为docker-compose.yml所在目录的目录名称）。一个工程可以包含多个服务，每个服务定义了容器运行的镜像、参数和依赖，一个服务可以包括多个容器实例。

　　对应上图中的名称，工程名称是eureka-service（对应docker宿主机上的目录名称），该工程包含了1个服务，服务名称是eureka。当执行docker-compose up命令时，启动了eureka服务的1个容器实例eureka_1。

3.3 Docker Compose编排Spring Cloud微服务

　　这里仍然会采用在2.1节提到的部分示例来（详情请参见github的part5部分）演示，将要编排的微服务列表如下表所示：

微服务项目名称	项目微服务中的角色
eureka-service	服务发现&注册组件
zuul-service	API网关
user-service	服务提供者
movie-service	服务提供者

　　（1）分别通过maven打成jar包，不再赘述。

　　PS：可以通过使用maven插件来构建docker镜像，需要在pom.xml添加一些内容，这里不阐述，有兴趣的可以百度一下。此外，由于Docker默认网络模式是bridge，各个容器的IP都不相同，因此如果在服务提供者的配置文件中设置了http://localhost:8761/eureka/会无法满足要求。这时，我们可以为Eureka Server所在容器配置一个主机名（例如discover），并让各个微服务使用主机名来访问Eureka Server。所以，这里讲所有微服务关于Eureka地址的配置改为如下内容：

eureka:
  client:
    serviceUrl:
      defaultZone: http://discovery:8761/eureka/

　　（2）编写docker-compose.yml文件

version: '3'
services:
  # 指定服务名称
  eureka-service:
    build: 
      context: eureka-service/
    # 指定服务所使用的的镜像，后续不再赘述
    image: edc/eureka-service:0.0.1
    # 暴露端口信息
    ports:
      - "8761:8761"
  zuul-service:
    build: 
      context: zuul-service/
    image: edc/zuul-service:0.0.1
    # 连接到 eureka-service，这里使用的是SERVICE:ALIAS的形式
    links:
      - eureka-service:discovery
  user-service:
    build: 
      context: user-service/
    image: edc/user-service:0.0.1
    links:
      - eureka-service:discovery
  movie-service:
    build: 
      context: movie-service/
    image: edc/movie-service:0.0.1
    links:
      - eureka-service:discovery

　　PS：这里我将各个服务都放在了分别的目录下，可以参考下图这个目录结构：

　　（3）通过以下命令在docker-comopose.yml所在的目录下进行build，统一打包镜像

　　# docker-compose build

　　打包后查看已经build好的镜像列表

　　（4）执行以下命令启动项目

　　# docker-compose up -d

　　PS：这里加上了-d，表示后台运行，否则你的整个屏幕都是日志输出...

　　最终效果如下图所示：

3.4 Docker Compose编排高可用的Eureka Server

　　针对Eureka Server，实现高可用的话，也可以通过Compose来编排Eureka Server集群（比如一个2个节点的高可用最小规模集群）。

　　首先，需要针对Eureka Service的配置文件进行改造，以便通过同样的配置属性就可以实现两个节点的配置，这里仍然使用2.1节中的github中的示例（参见part1部分）。下面是eureka-service-ha-1的配置项，eureka-service-ha-2同理，不再赘述。

spring:
  application:
    name: eureka-service-ha-1
---
spring:
  # profile=peer1
  profiles: peer1
server:
  port: 8761
eureka:
  instance:
    # when profile=peer1, hostname=peer1
    hostname: peer1
  client:
    service-url:
      # register self to peer2
      defaultZone: http://peer2:8762/eureka
---
spring:
  # profile=peer2
  profiles: peer2
server:
  port: 8762
eureka:
  instance:
    # when profile=peer2, hostname=peer2
    hostname: peer2
  client:
    service-url:
      # register self to peer1
      defaultZone: http://peer1:8761/eureka

　　从上面的配置文件中，两个节点是通过spring.profiles.active来区分配置属性的。

　　然后，再来编写一个针对高可用eureka server的docker-compose.yml文件：

version: '3'
services:
  # 指定服务名称
  eureka-service-ha-1:
    hostname: peer1           # 指定hostname
    image: edc/eureka-service-ha:0.0.1-SNAPSHOT
    links:
      - eureka-service-ha-2   # 注册到另一个eureka-service中
    ports:
      - "8761:8761"
    environment:
      - spring.profiles.active=peer1
  # 指定服务名称
  eureka-service-ha-2:
    hostname: peer2           # 指定hostname
    image: edc/eureka-service-ha:0.0.1-SNAPSHOT
    links:
      - eureka-service-ha-1   # 注册到另一个eureka-service中
    ports:
      - "8762:8762"
    environment:
      - spring.profiles.active=peer2

　　其他步骤如3.3所述，这里不再进行演示。

3.5 Docker Compose编排可伸缩的微服务

　　这里仍然以3.3中的movie-service为例，执行以下命令来达到微服务节点的扩展（这里从1个节点变为2个节点）：

　　# docker-compose scale movie-service=2

　　从上图可以看出，movie-service实例已从1个变为了2个。

　　同理，要伸缩为1个节点，只需要将2改为1即可，不再赘述。

四、小结

　　本文极简地介绍了如何通过借助dockerfile的方式部署一个spring boot应用程序到docker，docker compose的快速入门示例以及如何通过docker compose编排spring cloud微服务应用程序，还介绍了实现编排高可用eureka server以及可伸缩的微服务的实现思路。关于docker与docker compose，还有许许多多的内容，其官方文档已经写得非常详细，并对常见的问题也已经有了很多详细的总结，大家可以参见：https://doc.docker.com/compose/faq/ 浏览。此外，十分感谢本文参考资料周立老师著的《Spring Cloud与Docker微服务架构实战（第二版）》，带我快速入门Spring Cloud的世界，谢谢！