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1.1单体架构
单体架构#xff08;monolithic structure#xff09;#xff1a;顾名思义#xff0c;整个项目中所有功能模块都在一个工程中开发#xff1b;项目部署时需要对所有模块一起编译、打包#xff1b;项目的架构设计、开发模式都非常简单。
当项…一、微服务概述
1.1单体架构
单体架构monolithic structure顾名思义整个项目中所有功能模块都在一个工程中开发项目部署时需要对所有模块一起编译、打包项目的架构设计、开发模式都非常简单。
当项目规模较小时这种模式上手快部署、运维也都很方便因此早期很多小型项目都采用这种模式。但随着项目的业务规模越来越大团队开发人员也不断增加单体架构就呈现出越来越多的问题
团队协作成本高试想一下你们团队数十个人同时协作开发同一个项目由于所有模块都在一个项目中不同模块的代码之间物理边界越来越模糊。最终要把功能合并到一个分支你绝对会陷入到解决冲突的泥潭之中。系统发布效率低任何模块变更都需要发布整个系统而系统发布过程中需要多个模块之间制约较多需要对比各种文件任何一处出现问题都会导致发布失败往往一次发布需要数十分钟甚至数小时。系统可用性差单体架构各个功能模块是作为一个服务部署相互之间会互相影响一些热点功能会耗尽系统资源导致其它服务低可用。
可见单体架构的可用性是比较差的功能之间相互影响比较大。
当然我们可以做水平扩展。
此时如果我们对系统做水平扩展增加更多机器资源还是会被这样的热点接口占用从而影响到其它接口并不能从根本上解决问题。这也就是单体架构的扩展性差的一个原因。
而要想解决这些问题就需要使用微服务架构了。
1.2微服务
微服务架构是一种架构模式或者说是一种架构风格它提倡将单一的应用程序划分成一组小的服务
简而言之
微服务化的核心就是将传统的单体应用根据业务拆分成一个一个的服务彻底地去耦合每一个微服务提供单个业务功能的服务。一个服务做一件事情从技术角度看就是一种小而独立的处理过程类似进程的概念能够自行单独启动或销毁拥有自己独立的数据库。 那么单体架构存在的问题有没有解决呢 团队协作成本高 由于服务拆分每个服务代码量大大减少参与开发的后台人员在1~3名协作成本大大降低系统发布效率低 每个服务都是独立部署当有某个服务有代码变更时只需要打包部署该服务即可系统可用性差 每个服务独立部署并且做好服务隔离使用自己的服务器资源不会影响到其它服务。 综上所述微服务架构解决了单体架构存在的问题特别适合大型互联网项目的开发因此被各大互联网公司普遍采用。大家以前可能听说过分布式架构分布式就是服务拆分的过程其实微服务架构正式分布式架构的一种最佳实践的方案。
当然微服务架构虽然能解决单体架构的各种问题但在拆分的过程中还会面临很多其它问题。比如
如果出现跨服务的业务该如何处理页面请求到底该访问哪个服务如何实现各个服务之间的服务隔离
二、Consul
2.1为什么要引入服务注册中心 微服务所在的IP地址和端口号硬编码到订单微服务中会存在非常多的问题 1如果订单微服务和支付微服务的IP地址或者端口号发生了变化则支付微服务将变得不可用需要同步修改订单微服务中调用支付微服务的IP地址和端口号。 2如果系统中提供了多个订单微服务和支付微服务则无法实现微服务的负载均衡功能。 3如果系统需要支持更高的并发需要部署更多的订单微服务和支付微服务硬编码订单微服务则后续的维护会变得异常复杂。 所以在微服务开发的过程中需要引入服务治理功能实现微服务之间的动态注册与发现 2.2常见的注册中心 现在比较流行的也就是Consul和Nacos这两个注册中心我做的项目当中都涉及到了Zookeeper没有管理界面一般不建议使用而Eureka已经处于停更并且本身就存在很多bug一般不建议使用 2.3Consul 介绍
Consul 是HashiCorp公司推出的开源工具用于实现分布式系统的服务发现与配置。与其它分布式服务注册与发现的方案相比Consul的方案更“一站式”内置了服务注册与发现框架、分布一致性协议实现、健康检查、Key/Value存储、多数据中心方案不再需要依赖其它工具(比如ZooKeeper等) 使用起来也较为简单。
Consul 使用Go语言编写因此具有天然可移植性(支持Linux,Windows和Mac OS);安装包仅包含一个可执行文件,方便部署与Docker等轻量级容器可无缝配合。
Consul 官网Consul by HashiCorp Consul 官网介绍Consul Documentation | Consul | HashiCorp Developer
Consul 中文教程Spring Cloud Consul 中文文档 参考手册 中文版
SpringCloud官网介绍ConsulSpring Cloud Consul Consul集群在Consul中每个提供服务的节点上都需要安装和运行Consul AgentConsul Agent有服务器和客户端两种模式所有运行Consul Agent的节点一同构成Consul集群。 Consul Server Consul Server主要负责存放和备份使用RAFT协议保持了一致性的数据通常由奇数个节点构成集群并选举出Leader。 多数据中心支持 Consul是支持多个数据中心的每个Consul的数据中心都必须有至少一个Server用来维护Consul的状态。这些信息包括用于服务发现以及服务路由的相关内容。需要进行跨数据中心的查询等操作的时候是通过本地数据中心的Consul Server进行的需要注意的是这种情况下Consul Server之间不会进行Key/Value数据的同步。 补充 Consul是一种开源的分布式服务发现和配置管理工具。它提供了服务注册与发现健康检查KV存储多数据中心安全服务通信等功能是构建分布式系统和微服务架构的重要工具。 Consul主要由以下几个组件组成 Agent代理运行在每个节点上的进程负责与其他Agent通信来完成服务注册、健康检查等工作。 Server服务器提供更高级别的服务发现和配置管理功能同时也承担了集群管理和状态同步等任务。 Catalog目录存储所有服务实例的元数据和状态信息包括服务名称、地址、端口、标签等。 Health Check健康检查通过定期进行健康检查来保证服务的可用性检查结果会被记录在Catalog中。 Key-Value Store键值存储提供了一个分布式的KV存储用于存储和共享配置信息、特性标志等数据。 DNS接口提供了DNS接口来支持服务发现的客户端透明地访问服务。 Consul通过集成多种服务发现、负载均衡和监控工具如NGINX、HAProxy、LoadBalancer、Prometheus等可以实现服务治理和故障自愈提高了系统的可靠性和弹性是一种非常有用的分布式系统解决方案。 2.4Consul 特性
服务发现Consul 的客户端可以注册服务其他客户端可以使用 Consul 发现给定服务的提供者。使用DNS 或 HTTP应用程序可以轻松找到它们所依赖的服务。健康检查Consul客户端可以提供任意数量的健康检查可以与给定的服务关联(“web服务器是否返回200 OK”)也可以与本地节点关联(“内存利用率是否低于90%”)。操作人员可以使用此信息监视集群运行状况服务发现组件也可以使用此信息将通信流量路由到远离不健康主机的地方支持多种方式,HTTP, TCP、 Docker, Shell脚本定制化监控。KV 存储应用程序可以使用Consul的分级 key/value 存储来实现各种目的包括动态配置、特性标记、协调、leader选举等等。简单的HTTP API使其易于使用。安全服务通信Consul可以生成和分发服务的TLS证书以建立相互的TLS连接。可以使用意图来定义允许哪些服务进行通信。可以很容易地管理服务细分目的可以实时更改而不是使用复杂的网络拓扑和静态防火墙规则。多数据中心Consul 支持开箱即用的多个数据中心。这意味着 Consul 的用户不必担心构建额外的抽象层以扩展到多个区域。Raft 算法使用Raft算法完成一致性Raft将一致性问题分解成了三个独立的部分:leader选举、日志复制、安全性。自带web管理界面这一点相比于zookeeper注册中心要好一点zookeeper是没有自带管理界面的。通过管理界面可以清晰的看到注册了多少个服务以及在管理界面还可以使用服务配置功能。
2.5安装docker
Consul 官网下载地址Install | Consul | HashiCorp Developer
Consul在windows下和linux下是都可以安装的并且基本上不用配置就能使用在此不再赘述
version: 3
services:consul:container_name: consulimage: consul:1.13.3restart: alwaysenvironment:TZ: Asia/Shanghaiports:- 18500:8500volumes:- /opt/disk/docker/volumes/consul/conf:/consul/conf- /opt/disk/docker/volumes/consul/data:/consul/dataprivileged: true编写好 docker-compose.yml 脚本后在同级目录执行下方命令即可。
docker-compose up -d
要进入上述容器内部可以使用以下命令
docker exec -it consul /bin/sh
验证
服务器开放好相应端口或设置好安全组后访问 http://宿主机IP:映射的端口 例如按上方配置那就是http://宿主机IP:18500即可看到 Consul 界面。
2.6Consul启动命令详解
启动Consul Agent
为了能够使用Consul在安装之后需要启动Consul Agent。执行命令如下所示 执行命令consul agent -dev 注意事项Consul会使用hostname作为缺省的节点名称比如本文示例中的liumiaocn但是如果hostname中包含.的情况下Consul中的DNS查询将不会起效此时需要使用-node选项设定节点名称。 # consul
使用方法: consul [--version] [--help] command [args]可用命令包括:acl 与Consul的ACL进行交互 # 与Consul的访问控制列表进行交互agent 运行Consul代理 # 运行Consul代理catalog 与目录进行交互 # 与目录进行交互config 与Consul的集中配置进行交互 # 与Consul的集中配置进行交互connect 与Consul Connect进行交互 # 与Consul Connect进行交互debug 为运维人员记录调试归档 # 为运维人员记录调试归档event 触发新事件 # 触发新事件exec 在Consul节点上执行命令 # 在Consul节点上执行命令force-leave 强制集群成员进入“left”状态 # 强制集群成员进入“left”状态info 为运维人员提供调试信息 # 为运维人员提供调试信息intention 与Connect服务意图进行交互 # 与Connect服务意图进行交互join 告知Consul代理加入集群 # 告知Consul代理加入集群keygen 生成新的加密密钥 # 生成新的加密密钥keyring 管理八卦层的加密密钥 # 管理八卦层的加密密钥kv 与键-值存储进行交互 # 与键-值存储进行交互leave 优雅地离开Consul集群并关闭 # 优雅地离开Consul集群并关闭lock 执行持有锁的命令 # 执行持有锁的命令login 使用身份验证方法登录到Consul # 使用身份验证方法登录到Consullogout 销毁使用login创建的Consul令牌 # 销毁使用login创建的Consul令牌maint 控制节点或服务的维护模式 # 控制节点或服务的维护模式members 列出Consul集群的成员 # 列出Consul集群的成员monitor 从Consul代理流式传输日志 # 从Consul代理流式传输日志operator 为Consul运维人员提供集群级工具 # 为Consul运维人员提供集群级工具reload 触发代理重新加载配置文件 # 触发代理重新加载配置文件rtt 估算节点之间的网络往返时间 # 估算节点之间的网络往返时间services 与服务进行交互 # 与服务进行交互snapshot 保存、恢复和检查Consul服务器状态的快照 # 保存、恢复和检查Consul服务器状态的快照tls 创建CA和证书的内置帮助程序 # 创建CA和证书的内置帮助程序validate 验证配置文件/目录 # 验证配置文件/目录version 打印Consul版本 # 打印Consul版本watch 监视Consul中的更改 # 监视Consul中的更改查询节点信息
另起一个终端执行如下命令即可确认Consul节点信息 执行命令consul members 停止Agent
另起一个终端执行如下命令即可停止Agent准确地来说是将此节点从Consul集群中脱离并停止Consul Agent 执行命令consul leave 2.7可视化UI界面
访问地址
缺省方式下本地可以通过如下方式进行Consul web UI的访问 访问方式: http://localhost:8500/ui 或者 访问方式: http://localhost:8500 Services
缺省方式下显示的服务页面在这个页面中可以看到注册了的所有服务的信息这些信息包括服务的健康状况、标签、类型和源 缺省情况下有一个名为consul的服务这是自管理的典型做法点击服务名称即可看到服务的详细信息比如相应实例的信息 路由信息
Nodes
在Nodes页面可以确认整个数据中心相关的节点的概要信息包括每个节点的健康状态本文使用开发模式只有一个名为liumiaocn的Consul节点。 选择节点可以查看更加详细的信息比如改节点的健康状况的信息 以及该节点上所注册的服务的信息等 Key/Value
通过Key/Value页面可以在Consul中进行Consul KV的管理 这里我们创建一个Key/Value对Consul的web UI界面支持多种方式 创建之后会看到Key/Value页面中已经有了一条信息了
ACL
Consul使用访问控制列表ACLAccess Control Lists来对UI、API、CLI以及服务通信进行安全上的保证在生产环境中需要配置ACL来进行安全上的设定而在开发模式下使用者可以看到如下的信息 intention
进行访问控制
可以通过此页面对Intention进行增删改查的操作。
2.8三个注册中心异同点 CAP理论
C:Consistency (强一致性)A:Availability (用性)C:Consistency (强一致性)
CAP理论关注粒度是数据,而不是整体系统设计的策略
APEureka架构 当网络分区出现后为了保证可用性系统B可以返回旧值保证系统的可用性。 结论违背了一致性C的要求只满足可用性和分区容错即AP CP(Zookeeper/Consul)
当网络分区出现后,为了保证一致性,就必须拒接请求,否则无法保证一致性 2.9分布式配置
问题 微服务意味着要将单体应用中的业务拆分成一个个子服务每个服务的粒度相对较小因此系统中会出现大量的服务。由于每个服务都需要必要的配置信息才能运行所以一套集中式的、动态的配置管理设施是必不可少的。比如某些配置文件中的内容大部分都是相同的只有个别的配置项不同。就拿数据库配置来说吧如果每个微服务使用的技术栈都是相同的则每个微服务中关于数据库的配置几乎都是相同的有时候主机迁移了我希望一次修改处处生效。 当下我们每一个微服务自己带着一个application.yml上百个配置文件的管理....../(ㄒoㄒ)/~~ bootstrap.yml applicaiton.yml是用户级的资源配置项 bootstrap.yml是系统级的优先级更加高 Spring Cloud会创建一个“Bootstrap Context”作为Spring应用的Application Context的父上下文。初始化的时候Bootstrap Context负责从外部源加载配置属性并解析配置。这两个上下文共享一个从外部获取的Environment。 Bootstrap属性有高优先级默认情况下它们不会被本地配置覆盖。 Bootstrap context和Application Context有着不同的约定所以新增了一个bootstrap.yml文件保证Bootstrap Context和Application Context配置的分离。 application.yml文件改为bootstrap.yml,这是很关键的或者两者共存 因为bootstrap.yml是比application.yml先加载的。bootstrap.yml优先级高于application.yml Consul KV的增删改查
此时从Consul web UI可以看到并没有Key/Value的存在。 也可以用如下命令进行kv的查询
liumiaocn:~ liumiao$ consul kv get -recurse
liumiaocn:~ liumiao$
新建数据
使用如下命令即可添加username/liumiaocn的KV对
liumiaocn:~ liumiao$ consul kv put username liumiaocn
Success! Data written to: username
liumiaocn:~ liumiao$ 在命令行中执行consul kv put username liumiaocn命令。该命令将键值对username:liumiaocn存储到Consul的键值存储中。 查询数据
使用-recurse可以查询所有的数据目前只有一条数据
liumiaocn:~ liumiao$ consul kv get -recurse
username:liumiaocn
liumiaocn:~ liumiao$
也可以在get后直接指定KEY的名称
liumiaocn:~ liumiao$ consul kv get username
liumiaocn
liumiaocn:~ liumiao$
可以通过加上detailed参数查询详细信息
liumiaocn:~ liumiao$ consul kv get -detailed username
CreateIndex 32
Flags 0
Key username
LockIndex 0
ModifyIndex 32
Session -
Value liumiaocn
liumiaocn:~ liumiao$ 也可以通过Consul web UI进行结果的查看 更新数据
更新可以和新建数据使用同样的语法比如此处将username/liumiaocn更新为username/liumiao执行结果如下所示
liumiaocn:~ liumiao$ consul kv put username liumiao
Success! Data written to: username
liumiaocn:~ liumiao$
删除数据
指定要删除的KEY即可对数据进行删除当然也可以使用recurse进行指定部分的全部删除执行示例日志如下所示
liumiaocn:~ liumiao$ consul kv get -recurse
username:liumiao
liumiaocn:~ liumiao$ consul kv get -recurse
username:liumiao
liumiaocn:~ liumiao$ consul kv delete username
Success! Deleted key: username
liumiaocn:~ liumiao$ consul kv get -recurse
liumiaocn:~ liumiao$ 分布式配置 RefreshScope // 动态刷新 RefreshScope是Spring Cloud中的一个注解用于实现动态刷新配置。当使用Spring Cloud Config时可以通过该注解实现在不重启应用的情况下动态更新配置信息。 watch:方式刷新 重启Consul,之前的配置会消失下一节持久化解决
2.10SpringCloud使用Consul作为服务注册发现中心
SpringCloud使用Consul作为服务注册发现中心_springcloud consul 服务发现 生产者消费者-CSDN博客
2.11SpringCloud使用Consul作为配置中心
SpringCloud使用Consul作为配置中心_consul配置中心-CSDN博客
