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分布式系统关注点——99%的人都能看懂的「熔断」以及最佳实践

客户端加域失败,提示“找不到网络名”解决的方案

在微服务领域Spring Boot自动伸缩如何实现

36%的企业目前正在使用微服务,另有26%的企业正在研究如何实施这些服务。

1、 Spring Cloud介绍

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  • Spring Cloud是一系列框架的有序集合。它利用Spring
    Boot的开发便利性巧妙地简化了分布式系统基础设施的开发,如服务发现注册、配置中心、消息总线、负载均衡、断路器、数据监控等,都可以用Spring
    Boot的开发风格做到一键启动和部署。Spring并没有重复制造轮子,它只是将目前各家公司开发的比较成熟、经得起实际考验的服务框架组合起来,通过Spring
    Boot风格进行再封装屏蔽掉了复杂的配置和实现原理,最终给开发者留出了一套简单易懂、易部署和易维护的分布式系统开发工具包。

  • 微服务是可以独立部署、水平扩展、独立访问(或者有独立的数据库)的服务单元,Spring
    Cloud就是这些微服务的大管家,采用了微服务这种架构之后,项目的数量会非常多,Spring
    Cloud做为大管家就需要提供各种方案来维护整个生态。

  • Spring Boot 是 Spring 的一套快速配置脚手架,可以基于Spring Boot
    快速开发单个微服务,Spring Cloud是一个基于Spring
    Boot实现的云应用开发工具;Spring
    Boot专注于快速、方便集成的单个微服务个体,Spring
    Cloud关注全局的服务治理框架;Spring
    Boot使用了默认大于配置的理念,很多集成方案已经帮你选择好了,能不配置就不配置,Spring
    Cloud很大的一部分是基于Spring Boot来实现。

  • 通过Maven等构建工具来创建针对不同场景的脚手架工程,在需要新建项目时通过这些脚手架来初始化我们自定义的标准工程,
    并根据需要做一 些简单修改以达到简化原有配置过 程的 效果。
    这样的做法虽然减少了工作量, 但是 这些配置依然大量散布在我们的工程中

  • SpringBoot的出现
    可以有效改善这类问题,SpringBoot的宗旨并非要重写Spring或是
    替代Spring,
    而是希望通过设计大量的自动化配置等方式来简化Spring原有样板化的配置,
    使得开发者可以快速构建应用。

  • 除了解决配置问题之外,SpringBoot还通过一系列StaiterPOMs的定义,
    让我们整合 各项功能的时候, 不需要在
    Maven的pom.xml中维护那些错综复杂的依赖关系, 而是通

  • 过类似模块化的Starter模块定义来引用, 使得依赖管理工作变得更为简单。

  • 在如今容器化大行其道的时代,Spring Boot除了可以很好融入Docker之外,
    其自身就 支持嵌入式的 Tomcat、 Jetty 等容器。 所以, 通过Spring Boot
    构建的应用不再需要安装 Tomcat, 将应用打包成war,
    再部署到Tomcat这样复杂的构建与部署动作, 只需将Spring
    Boot应用打成jar包, 并通过java
    -jar命令直接运行就能启动一个标准化的Web应用,这使得Spring
    Boot应用变得非常轻便。

  • 整个SpringBoot的生态系统都使用到了Groovy,
    很自然的,我们完全可以通过使用Gradle 和Groovy来开发Spring Boot应用,
    比如下面短短的不足100个字符的代码, 通过编译打包, 使用java
    -jar命令就能启动 一 个返回”hello”的RSE T lAPI。

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自动伸缩是每个人都想要的,尤其是在微服务领域。让我们看看如何在基于Spring
Boot的应用程序中实现。

1.什么是Spring Cloud?

2、为什么要用Spring Cloud?

  • 我们为什么要使用Spring
    Cloud?。

  • Spring
    Cloud在国内中小型公司能用起来吗?。

  • 单体架构是什么

    • 一个归档包包含了应用所有功能的应用程序,
      我们通常称之为单体应用。

    • 缺点:

      • 复杂性逐渐变高
      • 技术债务逐渐上升
      • 部署速度逐渐变慢
      • 阻碍技术创新
      • 无法按需伸缩
    • 微服务架构

        1. 每个微服务可独立运行在自己的进程里;
        1. 一系列独立运行的微服务共同构建起了整个系统;
        1. 每个服务为独立的业务开发,一个微服务一般完成某个特定的功能,比如:订单管理、用户管理等;
        1. 微服务之间通过一些轻量的通信机制进行通信,例如通过REST
          API或者RPC的方式进行调用。
    • 微服务优点

        1. 易于开发和维护
        1. 启动较快
        1. 局部修改容易部署
      • 4.技术栈不受限

      • 5.按需伸缩

      • 6.DevOps

    • 微服务带来的挑战

      • 运维要求较高

      • 分布式的复杂性

      • 接口调整成本高

      • 重复劳动

    • 微服务设计原则

      • 单一职责原则
      • 服务自治原则
      • 轻量级通信原则
      • 接口明确原则

我们决定使用 Kubernetes 、 Pivotal Cloud Foundry 或 HashiCorp’s Nomad
等工具的一个更重要的原因是为了让系统可以自动伸缩。当然,这些工具也提供了许多其他有用的功能,在这里,我们只是用它们来实现系统的自动伸缩。乍一看,这似乎很困难,但是,如果我们使用
Spring Boot 来构建应用程序,并使用 Jenkins 来实现 CI
,那么就用不了太多工作。

在微服务中,Spring
Cloud是一个提供与外部系统集成的系统。它是一个轻框架,可以快速构建应用程序。与有限数量的数据处理相关联,它在微服务架构中起着非常重要的作用。

2、如何构建Spring Cloud项目

  • 服务的注册与发现(服务的生产者和消费者)。这里主要使用的是 Eureka 。
  • Eureka是Netflix开发的服务发现框架,SpringCloud将它集成在自己的子项目spring-cloud-netflix中,实现SpringCloud的服务发现功能。
  • 为什么要使用Eureka,因为在一个完整的系统架构中,任何单点的服务都不能保证不会中断,因此我们需要服务发现机制,在某个节点中断后,其它的节点能够继续提供服务,从而保证整个系统是高可用的。
  • 服务发现有两种模式:一种是客户端发现模式,一种是服务端发现模式。Erueka采用的是客户端发现模式。

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  • Eureka Server会提供服务注册服务,各个服务节点启动后,会在Eureka
    Server中进行注册,这样Eureka
    Server中就有了所有服务节点的信息,并且Eureka有监控页面,可以在页面中直观的看到所有注册的服务的情况。同时Eureka有心跳机制,当某个节点服务在规定时间内没有发送心跳信号时,Eureka会从服务注册表中把这个服务节点移除。Eureka还提供了客户端缓存的机制,即使所有的Eureka
    Server都挂掉,客户端仍可以利用缓存中的信息调用服务节点的服务。Eureka一般配合Ribbon进行使用,Ribbon提供了客户端负载均衡的功能,Ribbon利用从Eureka中读取到的服务信息,在调用服务节点提供的服务时,会合理的进行负载。

  • Eureka通过心跳检测、健康检查、客户端缓存等机制,保证了系统具有高可用和灵活性。

  • eureka- server 注册服务 application.yml 文件

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  • 启动类服务注册

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  • eureka-server 生产者的 pom文件

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  • eureka-consumer 消费服务 application.yml 文件

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  • 启动类注入客户端服务

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  • eureka-consumer 消费者的 pom文件

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  • 启动两个项目, 访问
    http://localhost:8761
    ,进入如下界面

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  • 访问
    http://localhost:8762/hi?name=AKyS

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SpringCloud-Eureka
Demo地址

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今天,我将向您展示如何使用以下框架/工具实现这样的解决方案:

对于典型用例,Spring
Cloud提供了开箱即用的体验以及下面提到的一系列广泛功能:

Spring Boot

版本化和分布式配置。

Spring Boot Actuator

发现服务注册。

Spring Cloud Netflix Eureka

服务对服务请求。。

Jenkins CI

路由。

它是如何工作的

断路器和负载平衡。

每一个包含 Spring Boot Actuator 库的 Spring Boot 应用程序都可以在
/actuator/metrics端点下公开 metric 。许多有价值的 metric
都可以提供应用程序运行状态的详细信息。在讨论自动伸缩时,其中一些 metric
可能特别重要: JVM 、CPU metric 、正在运行的线程数和HTTP请求数。有专门的
Jenkins 流水线通过按一定频率轮询 /actuator/metrics
端点来获取应用程序的指标。如果监控的任何 metric
低于或高于目标范围,则它会启动新实例或使用另一个 Actuator 端点
/actuator/shutdown
来关闭一些正在运行的实例。在此之前,我们需要知道当前有那些实践在提供服务,只有这样我们才能在需要的时候关闭空闲的实例或启动新的新例。

集群和选举。

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全局锁和分布式消息传递。

在讨论了系统架构之后,我们就可以继续开发了。这个应用程序需要满足以下要求:它必须有公开的可以优雅地关闭应用程序和用来获取应用程序运行状态
metric
的端点,它需要在启动完成的同时就完成在Eureka的注册,在关闭时取消注册,最后,它还应该能够从空闲端口池中随机获取一个可用的端口。感谢
Spring Boot ,只需要约五分钟,我们可以轻松地实现所有这些机制。

2.什么是spring boot?

动态端口分配

Spring boot是微服务面试问题的主要话题。

由于可以在一台机器上运行多个应用程序实例,所以我们必须保证端口号不冲突。幸运的是,
Spring Boot 为应用程序提供了这样的机制。我们只需要将 application.yml
中的 server.port属性设置为 0 。因为我们的应用程序会在 Eureka
中注册,并且发送唯一的标识 instanceId ,默认情况下这个唯一标识是将字段
spring.cloud.client.hostname , spring.application.name和 server.port
拼接而成的。

随着新功能的增加,Spring不断变得越来越复杂。无论何时启动新项目,都必须添加新的构建路径或Maven依赖项。简而言之,您需要从头开始做所有事情。Spring
Boot是一种可以帮助您避免所有代码配置的解决方案。

示例应用程序的当前配置如下所示。

3.如何覆盖Spring Boot项目的默认属性?

可以看到,我通过将端口号替换为随机生成的数字来改变了生成 instanceId
字段值的模板。

这可以通过在application.properties文件中指定属性来完成。

spring:

例如,在Spring
MVC应用程序中,您必须指定后缀和前缀。这可以通过在application.properties文件中输入下面提到的属性来完成。

application:

对于后缀 – spring.mvc.view.suffix: .jsp

name: example-service

对于前缀 – spring.mvc.view.prefix: /WEB-INF/

server:

4.执行器在Spring Boot中的作用

port: ${PORT:0}

它是最重要的功能之一,可帮助您访问在生产环境中运行的应用程序的当前状态。有多个指标可用于检查当前状态。它们还为RESTful
Web服务提供端点,可以简单地用于检查不同的度量标准。

eureka:

5.如何在Spring Boot应用程序中实现Spring安全性?

instance:

实现需要最小配置。您需要做的就是spring-boot-starter-security在pom.xml文件中添加starter。您还需要创建一个Spring配置类,它将覆盖所需的方法,同时扩展
WebSecurityConfigurerAdapter 应用程序中的安全性。这是一些示例代码:

instanceId:
${spring.cloud.client.hostname}:${spring.application.name}:${random.int[1,999999]}

packagecom.gkatzioura.security.securityendpoints.config;

启用Actuator的Metric

importorg.springframework.context.annotation.Configuration;

为了启用 Spring Boot Actuator ,我们需要将下面的依赖添加到 pom.xml 。

importorg.springframework.security.config.annotation.web.builders.HttpSecurity;

<dependency>

importorg.springframework.security.config.annotation.web.configuration.WebSecurityConfigurerAdapter;

<groupId>org.springframework.boot</groupId>

@Configuration

<artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>

publicclassSecurityConfigextendsWebSecurityConfigurerAdapter{

</dependency>

@Override

我们还必须通过HTTP API将属性 management.endpoints.web.exposure.include
设置为 ‘*’ 来暴露 Actuator 的端点。现在,所有可用的指标名称列表都可以在
/actuator/metrics 端点中找到,每个指标的详细信息可以通过
/actuator/metrics/{metricName} 端点查看。

protectedvoidconfigure(HttpSecurityhttp)throwsException{

优雅地停止应用程序

http.authorizeRequests()

除了查看 metric 端点外, Spring Boot Actuator
还提供了停止应用程序的端点。然而,与其他端点不同的是,缺省情况下,此端点是不可用的。我们必须把
management.endpoint.shutdown.enabled 设为 true
。在那之后,我们就可以通过发送一个 POST 请求到 /actuator/shutdown
端点来停止应用程序了。

.antMatchers(“/welcome”).permitAll()

这种停止应用程序的方法保证了服务在停止之前从 Eureka 服务器注销。

.anyRequest().authenticated()

启用Eureka自动发现

.and()

Eureka 是最受欢迎的发现服务器,特别是使用 Spring Cloud
来构建微服务的架构。所以,如果你已经有了微服务,并且想要为他们提供自动伸缩机制,那么
Eureka
将是一个自然的选择。它包含每个应用程序注册实例的IP地址和端口号。为了启用
Eureka 客户端,您只需要将下面的依赖项添加到 pom.xml 中。

.formLogin()

<dependency>

.permitAll()

<groupId>org.springframework.cloud</groupId>

.and()

<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>

.logout()

</dependency>

.permitAll();

正如之前提到的,我们还必须保证通过客户端应用程序发送到 Eureka 服务器的
instanceId 的唯一性。在“动态端口分配”中已经描述了它。

}

下一步需要创建一个包含内嵌 Eureka
服务器的应用程序。为了实现这个功能,首先我们需要在 pom.xml
中添加下面这个依赖:

}

<dependency>

  1. Spring Boot支持哪些嵌入式容器?

<groupId>org.springframework.cloud</groupId>

无论何时创建Java应用程序,都可以通过两种方法进行部署:

<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId>

使用外部的应用程序容器。

</dependency>

将容器嵌入jar文件中。

这个 main类 需要添加 @EnableEurekaServer 注解。

Spring Boot包含Jetty,Tomcat和Undertow服务器,所有服务器都是嵌入式的。

@SpringBootApplication

Jetty – 用于大量项目,Eclipse
Jetty可以嵌入到框架,应用程序服务器,工具和集群中。

@EnableEurekaServer

Tomcat – Apache Tomcat是一个开源JavaServer
Pages实现,可以很好地与嵌入式系统配合使用。

public class DiscoveryApp {

Undertow
一个灵活而突出的Web服务器,它使用小型单一处理程序来开发Web服务器。

public static void main(String[] args) {

7.微服务的端到端测试意味着什么?

new SpringApplicationBuilder(DiscoveryApp.class).run;

端到端测试
验证工作流中的所有流程,以检查一切是否按预期工作。它还确保系统以统一的方式工作,从而满足业务需求。

}

8.什么是语义监控?

}

它结合了对整个应用程序的监控以及自动化测试。语义监控的主要好处是找出对您的业务更有利可图的因素。

默认情况下,客户端应用程序尝试使用 8761 端口连接 Eureka
服务器。我们只需要单独的、独立的 Eureka
节点,因此我们将禁用注册,并尝试从另一个 Eureka
服务器实例中获取服务列表。

从业务角度来看,语义监控以及服务层监控可以监控微服务。一旦检测到问题,它们就可以实现更快的隔离和
错误分类,从而减少修复所需的主要时间。它对服务层和事务层进行分类,以确定受可用性或性能不佳影响的事务。

spring:

9.如何设置服务发现?

application:

有多种方法可以设置服务发现。我将选择我认为效率最高的那个,Netflix的Eureka。这是一个无忧无虑的程序,不会对应用程序造成太大影响。此外,它支持多种类型的Web应用程序。

name: discovery-service

Eureka配置包括两个步骤 – 客户端配置和服务器配置。

server:

使用属性文件可以轻松完成客户端配置。在clas
spath中,Eureka搜索了一个eureka-client.properties文件。它还搜索由特定于环境的属性文件中的环境引起的覆盖。

port: ${PORT:8761}

对于服务器配置,您必须首先配置客户端。完成后,服务器将启动一个用于查找其他服务器的客户端。默认情况下,Eureka服务器使用客户端配置来查找对等服务器。

eureka:

10.为什么要选择微服务架构?

instance:

这是一个非常常见的微服务面试问题,你应该准备好了!微服务架构提供了许多专业人员。这里有几个:

hostname: localhost

微服务可以轻松适应其他框架或技术。

client:

单个进程的失败不会影响整个系统。

registerWithEureka: false

为大企业和小型团队提供支持。

fetchRegistry: false

可以在相对较短的时间内独立部署。

serviceUrl:

11.为什么在微服务中需要报告和仪表板?

defaultZone:

报告和仪表板主要用于监视和维护微服务。有多种工具可以帮助实现此目的。
报告 和仪表板可用于:

我们将使用 Docker 容器来测试上面的自动伸缩系统,因此需要使用 Eureka
服务器来准备和构建 image 。

找出哪些微服务暴露了哪些资源。

Dockerfile 和 image 的定义如下所示。

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