微服务入门三：SpringCloud Alibaba

一、什么是SpringCloud Alibaba

1、简介

1）简介

阿里云未分布式应用开发提供了一站式解决方案。它包含了开发分布式应用程序所需的所有组件，使您可以轻松地使用springcloud开发应用程序。

有了阿里云，你只需要添加一些注解和少量的配置，就可以将spring云应用连接到阿里的分布式解决方案上，用阿里中间件搭建一个分布式应用系统。

2、环境搭建

新建一个空项目，然后按下述建模块（所有springcloud alibaba项目都要准备以下内容）

1）说明

springboot 2.2.x.RELEASE、springcloud alibaba 2.2.1、java 8+、maven 3.3.6+、idea 2020+

2）创建springboot模块，指定版本为2.2.5版本

<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>2.2.5.RELEASE</version>
    <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
</parent>

 3）引入springcloud alibaba的版本管理

<properties>
	<!--springcloud alibaba具体版本号-->
	<spring-cloud-alibaba.version>2.2.1.RELEASE</spring-cloud-alibaba.version>
</properties>

<!--全局引入springcloudalibaba下载依赖地址，并不会引入依赖-->
<dependencyManagement>
	<dependencies>
		<dependency>
			<groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
			<artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
			<version>${spring-cloud-alibaba.version}</version>
			<type>pom</type>
			<scope>import</scope>
		</dependency>
	</dependencies>
</dependencyManagement>

 二、Nacos组件

1、基本介绍

1）什么是nacos?

　　nacos：name configurations ,致力于帮助您发现、配置、和管理微服务。Nacos提供了一组简单易用的特性集，帮助您快速实现动态服务发现、服务配置、服务元数据及流量管理。

Nacos就是微服务架构中服务注册中心以及统一配置中心，用来替换原来的（eureka、consul）以及config组件。

2）安装Nacos（nacos server）

 （1）下载nacos:

（2）解压缩安装包到指定位置

　　bin：启动nacos服务的脚本目录

　　conf：nacos的配置文件的目录

　　target：nacos的启动依赖存放目录

　　data：nacos的启动成功后保存数据的目录

（3）启动安装服务并访问

#linux cd nacos/bin
./startup.sh -m standalone
#windows cmd:执行下述命令或者双击startup.cmd
startup.cmd -m standalone

 http://10.7.36.84:8848/nacos/index.html

2、服务开发（nacos client开发）

1）创建项目并引入client依赖

<!--引入nacos client依赖-->
<dependency>
	<groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
	<artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>

 2）配置注册地址（application.properties）

#指定当前服务端口
server.port=9000
#指定服务名称
spring.application.name=nacosclient
#声明：指定nacos地址
spring.cloud.nacos.server-addr=localhost:8848
#指定注册中心地址
spring.cloud.nacos.discovery.server-addr=${spring.cloud.nacos.server-addr}
#暴露所有web端口
management.endpoints.web.exposure.include=*

 3）开启启动服务注册注解（新版本之后可以省略）

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class NacosclientApplication {

	public static void main(String[] args) {
		SpringApplication.run(NacosclientApplication.class, args);
	}
}

 3、nacos配置中心

将nacos client的公共配置放入nacos配置中心进行管理。

 1）开发步骤

（1）引入nacos config依赖（前提要引入nacos client依赖）

<!--引入nacos配置依赖-->
<dependency>
	<groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
	<artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId>
</dependency>

（2）在application.properties（需要改为bootstrap.properties）中配置配置中心地址

Data ID:的完成格式如：${prefix}-${spring.profile.active}.${file-extension}　　如：configserver-dev.properties

　　prefix默认为spring.application.name的值，也可以通过配置项spring.cloud.nacos.config.prefix来配置。

　　spring.profiles.acitve即当前环境对应的profile。当spring.profiles.active为空时，对应的连接符-也将不存在，dataId的拼接格式变成${prefix}.${file-extension}。

　　file-extension为配置内容的数据格式，可以通过配置项spring.cloud.nacos.config.file-extension来配置。目前只支持properties和yaml类型。

#远程配置中心的地址
spring.cloud.nacos.server-addr=localhost:8848
#读取配置的分组
spring.cloud.nacos.config.group=DEFAULT_GROUP
#指定读取文件后缀
spring.cloud.nacos.config.file-extension=properties
#指定配置文件方式一：
#指定读取文件名称
spring.cloud.nacos.config.name=configserver-dev

#指定配置文件方式二：
#指定读取文件前缀
#spring.application.name=configserver
#指定读取文件的具体环境
#spring.profiles.active=dev

#服务名称 应该放入nacos配置管理模块
spring.application.name=configserver
#指定向nacos server注册服务的名称
spring.cloud.nacos.discovery.service=${spring.application.name}

（3）在nacos的配置管理模块的配置列表中创建配置

（4）在bootstrap.properties中增加以下配置，则可以在服务管理>服务列表对应的命名空间下查看对应服务

#注册到指定namespace
spring.cloud.nacos.discovery.namespace=0d621a49-3d3f-4f66-a3ed-6d2a4204d9f6
spring.cloud.nacos.discovery.register-enabled=true

 

2）实现配置中心自动配置刷新

 （1）自动刷新

默认情况下nacos已经实现了自动配置刷新功能，如果需要刷新配置直接在控制器中加入@RefreshScope注解即可。

@RestController
@RefreshScope
public class ConfigController {

    @Value("${username}")
    private String username;

    @GetMapping("/config/getconfig")
    public String getConfig() {
        return username;
    }
}

3）配置中心

（1）命名空间-namespace

 用于进行用户粒度的配置隔离。不同的命名空间下，可以存在相同的Group或Data ID的配置。Namespace的常用场景之一是不同环境的配置文件隔离，例如开发测试环境和生产环境的之间（如配置、服务）隔离等。

在没有明确指定${spring.cloud.nacos.config.namespace}配置的情况，默认使用的是Nacos上Public这个namespace。如果需要使用自定义的命名空间，可以通过以下配置来实现：

spring.cloud.nacos.config.namespace=b3********************

 该配置必须放在bootstrap.properties文件中。此外spring.cloud.nacos.config.namespace的值是namespace对应的id，id值可以在Nacos的控制台获取。并且在添加配置时注意不要选择其他的namespace，否则将会导致读取不到正确的配置。

（2）组-group

默认nacos中在管理配置文件时不显示制定group名称时默认的组名称为DEFAULT_GROUP。

（3）data-id

如上

三、服务间通信方式

见：微服务入门二：SpringCloud（版本Hoxton SR6） ->三、服务间通信方式

注意：

OpenFeign依赖不是alibaba的标准组件，所以引入OpenFeign依赖组件时要写版本号，或者在dependencyManagement同时加入【全局管理springboot版本】机制。

四、sentinel流量卫兵

1、什么是sentinel

1）概念

（1）说明

随着微服务的普及，服务调用的稳定性变得越来越重要。Sentinel以“流量”为突破口，在流量控制、断路、负载保护等多个领域进行工作，保障服务可靠性。

（2）特性

丰富的应用场景：Sentinel承接了阿里巴巴近10年的双十一大促流量的核心场景，例如秒杀（即突发流量控制在系统容量可以承受的范围）、消息削峰填谷、集群流量控制、实时熔断下游不可用应用等。

完备的实时监控：Sentinel同时提供实时的监控功能。您可以在控制台中看到接入应用的单台机器秒级数据，甚至500台以下规模的集群的汇总运行情况。

广泛的开源生态：Sentinel提供开箱即用的与其它开源框架/库的整合模块，例如与Spring Cloud、gRPC的整合。您只需要引入相应的依赖并进行简单的配置即可快速地接入Sentinel。

（3）sentinel提供了两个服务组件

一个是sentinel用来实现微服务系统中服务熔断、降级等功能。一个是sentinel dashboard用来监控微服务中流量调用等情况。

2）sentinel dashboard的安装

（1）下载

（2）启动

仪表盘是个jar包，可以通过java命令启动，如java -jar 方式运行，默认端口是8080

java -Dserver.port=10000 -jar sentinel-dashboard-1.8.1.jar

2、sentinel实时监控服务

 1）开发步骤

（1）引入依赖

先要引入nacos client依赖，然后再引入以下依赖：

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

（2）编辑配置文件application.properties，新增以下有关sentinel配置：

#开启sentinel 默认开启
spring.cloud.sentinel.enabled=true
#连接dashboard
spring.cloud.sentinel.transport.dashboard=localhost:10000
# 与dashboard通信的端口
spring.cloud.sentinel.transport.port=8719

（3）访问

 http://127.0.0.1:10000/，默认情况下sentinel为延迟加载，不会再启动之后立即创建服务监控，需要对服务进行调用时才会初始化。

（4）创建服务

@RestController
public class SentinelController {

    @GetMapping("/sentinel/test")
    public String test() {
        return "sentinel测试服务";
    }
}

3、流量控制

 流量控制（flow control），其原理是监控应用流量的QPS或并发线程数等指标，当达到指定的阈值时对流量进行控制，以避免被瞬时的流量高峰冲垮，从而保障应用的高可用性。同一个资源可以创建多条限流规则。FlowSlot会对该资源的所有限流规则依次遍历，直到有规则触发限流或所有规则遍历完毕。

一条限流规则主要由以下几个因素组成，我们可以组合这些元素来实现不同的限流效果： resource：资源名，即限流规则的作用对象 count：限流阈值 grade：限流阈值类型（QPS或并发线程数） limitApp：流控针对的调用来源，若为default则不区分调用来源 strategy：调用关系限流策略 controlBehavior：流量控制效果（直接拒绝、Warm Up、匀速排队） 流量控制主要由两种统计类型，一种是统计并发线程数，另外一种则是统计QPS。

1）阈值类型

• QPS限流
• 线程数限流

2）流控模式

• 直接：标识流量控制规则到达阈值直接出发流量控制
• 关联：当两个资源之间具有资源争抢或者依赖关系的时候，这两个资源便具有了关联。比如对数据库同一个字段的读操作和写操作存在争抢，读的速度过高会影响写得速度，写得速度过高会影响读的速度。如果放任读写操作争抢资源，则争抢本身带来的开销会降低整体的吞吐量。可使用关联限流来避免具有关联关系的资源之间过渡的争抢，举例来说，read_db和write_db这两个资源分别代表数据库读写，我们可以给read_db设置限流规则来达到写优先的目的：设置strategy为RuleConstant.STRATEGY_RELEATE同时设置refResource为write_db。这样当写库操作频繁时，读数据的请求会被限流。
• 链路：

3）流控效果

• 直接拒绝：（RuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_DEFAULT）方式是默认的流量控制方式，当QPS超过任意规则的阈值后，新的请求就会被立即拒绝，拒绝方式为抛出FlowException。
• Warm up：（RuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_WARM_UP）方式，即预热/冷启动方式。当系统长期处于低水位的情况下，当流量突然增加时，直接把系统拉升到高水位可能瞬间把系统压垮。通过“冷启动”，让通过的流量缓慢增加，在一定时间内逐渐增加到阈值上限，给系统一个预热的实际，避免冷系统被压垮。
• 匀速排队：（RuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_RATE_LIMITER）方式会严格控制请求通过的间隔时间，也即是让请求以均匀的速度通过，对应的是漏桶算法。只能对请求进行排队等待。

4、熔断降级

 todo

5、SentinelResource注解

todo

五、Nacos集群部署

　　集群的安装建立在单机安装的基础上，且 Windows 机器和 Linux 机器并没有什么不同，甚至一部分 Nacos 部署在 Windows 上，一部分部署在 Linux 都可以 (需要保证服务器之前可以进行通信)。本节讨论的是如何部署一个生产可用的 Nacos 集群，并使用 MySQL 做数据持久化。

Nacos 集群部署架构图：

1、数据库准备（目前只支持MySQL）

生产使用建议至少主备模式，或者采用高可用数据库，用来存储Nacos的持久化数据。（本文为了演示就采用一个数据库），

初始化数据库：版本要求：5.6.5+，创建一个名为nacos_config 的数据库，运行conf/nacos-mysql.sql 脚本。创建一个名为nacos_config 的数据库，运行conf/nacos-mysql.sql 脚本。

### 配置网页端访问端口
server.port=8848

### 配置数据持久化的数据库，这里使用 mysql
### 如果需要启用数据库的话，需要导入 conf/nacos-mysql.sql 脚本
### 如果不启用数据库，则数据将持久化到本地 data/ 目录下
### If use MySQL as datasource:
spring.datasource.platform=mysql

### Count of DB:
db.num=1

### 数据库可以有多个，db.url.0=xxx db.url.1=xxx db.url.2=xxx
### 此处仅使用一个
### Connect URL of DB:
db.url.0=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/nacos_config?characterEncoding=utf8&connectTimeout=1000&socketTimeout=3000&autoReconnect=true&useUnicode=true&useSSL=false&serverTimezone=UTC
db.user=username
db.password=password

2、集群（cluster）配置

1）复制conf/cluster.conf.example并重命名为conf/cluster.conf，这是集群的配置文件，以后如果需要修改集群节点信息，也是编辑这个文件，比如增减节点等。

# 单台机器部署集群
# 需要在application.properties中修改对应的端口，默认的是8848
# IP 相同，端口不同即可
127.0.0.1:8847
127.0.0.1:8848

2） 启动

 配置完成后，如果单台机器模拟集群只需将 nacos-server 安装包，复制两份，然后各自执行命令启动。（(standalone代表着单机模式运行，非集群模式，cluster为集群模式）

3）验证

两台台机器全部启动之后，随便访问一台机器上nacos即可。访问http://127.0.0.1:8848/nacos 访问 nacos。可以通过 集群管理 - 节点列表 来查看集群的情况。（节点元数据中naming.state 节点参数，指明了此节点为 Leader 节点，其他两个节点为 Follower。）如下图所示：

注意：以上同一网段下的配置

3、Nginx配置

 打开 Nginx 的配置文件 conf/nginx.conf ，并在 http{} 节点下添加以下内容：

upstream server_nacos{
        ip_hash;
        server 127.0.0.1:8848 weight=5;
        server 127.0.0.1:8847 weight=5;
    }
server {
        listen       80;
        server_name  localhost;

        #charset koi8-r;

        #access_log  logs/host.access.log  main;

        location / {
			root   html;
			proxy_pass http://server_nacos;
			proxy_set_header Host $host:$server_port;
            index  index.html index.htm;
        }
    }

 浏览器打开链接 http://localhost/nacos 访问 nacos。如果正常访问即通过验证。

 

参考：

1、spring Cloud Alibaba：Nacos 安装及使用