So erstellen Sie mit Spring Cloud einen leistungsstarken Microservice-Cluster

Mit dem Aufkommen von Cloud Computing und Microservices suchen immer mehr Unternehmen nach einer verteilten, hochverfügbaren Architektur, um ihre eigenen Anwendungen zu erstellen, und Spring Cloud ist einer der Marktführer in diesem Bereich. Spring Cloud bietet eine Fülle von Komponenten und Diensten, um schnell verteilte Systeme aufzubauen und diese Dienste einfach auf der Cloud-Plattform bereitzustellen. In diesem Artikel stelle ich Ihnen vor, wie Sie mit Spring Cloud einen leistungsstarken Microservice-Cluster erstellen.

1. Aufbau einer Microservice-Architektur

Bevor wir mit dem Aufbau unseres Microservice-Systems beginnen, schauen wir uns an, was Microservices sind. Microservices sind ein Architekturmuster, das eine Anwendung in kleine Dienste aufteilt, die innerhalb des Gesamtsystems miteinander zusammenarbeiten. Es ermöglicht Entwicklern, schnell skalierbare, verteilte Anwendungen zu erstellen und zu veröffentlichen.

Spring Cloud bietet eine Reihe von Tools und Frameworks zur Unterstützung der Microservice-Architektur, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Dienstregistrierung, Diensterkennung, Lastausgleich und verteilte Konfiguration usw. Im Folgenden sind die Schritte zum Implementieren von Microservices mit Spring Cloud aufgeführt:

1) Erstellen eines Eureka-Servers

Eureka ist eine der bevorzugten Service-Discovery-Komponenten in Spring Cloud. Es handelt sich um einen REST-basierten Service, der uns bei der Verwaltung von Microservices helfen kann . Um Eureka nutzen zu können, müssen Sie zunächst einen Eureka-Server einrichten. Sie können einen Eureka-Server mit dem folgenden Code erstellen:

@SpringBootApplication
@EnableEurekaServer
public class EurekaServerApplication {

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

Nach dem Start der Anwendung können Sie über http://localhost:8761/ auf die Eureka-Konsole zugreifen und alle registrierten Microservices anzeigen.

2) Microservices erstellen

Jetzt erstellen wir zwei Microservices: einer ist der Benutzerservice und der andere ist der Bestellservice. Der Benutzerdienst bietet die Funktion zum Hinzufügen, Löschen, Ändern und Überprüfen von Benutzerinformationen, während der Bestelldienst die Funktion zum Hinzufügen, Löschen, Ändern und Überprüfen von Bestellinformationen bereitstellt. Hier ist der Beispielcode für den Benutzerdienst:

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
@RestController
public class UserServiceApplication {

    @Autowired
    private UserRepository userRepository;

    @GetMapping("/users")
    public List<User> getUsers() {
        return userRepository.findAll();
    }

    @GetMapping("/users/{id}")
    public User getUserById(@PathVariable Long id) {
        return userRepository.findById(id).orElse(null);
    }

    @PostMapping("/users")
    public User createUser(@RequestBody User user) {
        return userRepository.save(user);
    }

    @PutMapping("/users/{id}")
    public User updateUser(@PathVariable Long id, @RequestBody User user) {
        user.setId(id);
        return userRepository.save(user);
    }

    @DeleteMapping("/users/{id}")
    public void deleteUser(@PathVariable Long id) {
        userRepository.deleteById(id);
    }

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

Hier ist der Beispielcode für den Bestelldienst:

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
@RestController
public class OrderServiceApplication {

    @Autowired
    private OrderRepository orderRepository;

    @GetMapping("/orders")
    public List<Order> getOrders() {
        return orderRepository.findAll();
    }

    @GetMapping("/orders/{id}")
    public Order getOrderById(@PathVariable Long id) {
        return orderRepository.findById(id).orElse(null);
    }

    @PostMapping("/orders")
    public Order createOrder(@RequestBody Order order) {
        return orderRepository.save(order);
    }

    @PutMapping("/orders/{id}")
    public Order updateOrder(@PathVariable Long id, @RequestBody Order order) {
        order.setId(id);
        return orderRepository.save(order);
    }

    @DeleteMapping("/orders/{id}")
    public void deleteOrder(@PathVariable Long id) {
        orderRepository.deleteById(id);
    }

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

3) Microservices registrieren

Um die Microservices im Eureka-Server zu registrieren, müssen wir die Microservices im Build registrieren Datei jedes Microservices Fügen Sie die folgenden Abhängigkeiten hinzu:

<!-- Eureka Discovery Client -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
</dependency>

Gleichzeitig müssen wir die Annotation @EnableDiscoveryClient zur Startklasse jedes Microservices hinzufügen, um die Dienstregistrierungsfunktion zu aktivieren.

Nachdem Sie alle Microservices in der Cloud oder auf dem lokalen Server bereitgestellt haben, registrieren Sie sie beim Eureka-Server, der diese Microservices für uns verwaltet.

2. Lastausgleich erreichen

In einem tatsächlichen Microservice-System können mehrere Instanzen denselben Microservice ausführen, um die Skalierbarkeit und Fehlertoleranz des Systems zu verbessern. Wir benötigen jedoch eine Möglichkeit zu entscheiden, welche Instanz Clientanfragen bearbeiten kann.

Spring Cloud bietet zwei Methoden zum Erreichen des Lastausgleichs: Client-Lastausgleich und Server-Lastausgleich. Unter Client-Lastausgleich versteht man die Verwendung des Lastausgleichsalgorithmus, um die normale Microservice-Instanz auszuwählen, die die Anforderung verarbeitet, bevor der Client die Anforderung initiiert. Der serverseitige Lastausgleich bezieht sich auf die Art und Weise, wie Anforderungen auf Mikroservice-Instanzen verteilt werden. Jede Methode hat ihre Vor- und Nachteile und die Entscheidung, welche Methode Sie wählen, sollte auf Ihrem spezifischen Anwendungsszenario basieren.

In diesem Artikel implementieren wir Microservices mithilfe des clientseitigen Lastausgleichs. Um den clientseitigen Lastausgleich zu nutzen, müssen wir in jedem Client die folgenden Abhängigkeiten hinzufügen:

<!-- Ribbon -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-ribbon</artifactId>
</dependency>

Jetzt können wir das RestTemplate mit der Annotation @LoadBalanced annotieren, um den Lastausgleich automatisch abzuschließen, wenn eine Anfrage gestellt wird. Beispielsweise können wir den folgenden Code verwenden, um RestTemplate in Benutzerdiensten zu verwenden:

@Bean
@LoadBalanced
public RestTemplate restTemplate() {
    return new RestTemplate();
}

3. Dienstschutzschalter und Downgrade implementieren

In einer Microservice-Architektur erzeugen Aufrufe zwischen einzelnen Microservices eine große Anzahl von Netzwerkanforderungen. Wenn bei einem der Microservices im System ein Problem auftritt, kann das gesamte System betroffen sein. Um dieses Problem zu lösen, können wir die Hystrix-Komponente von Spring Cloud verwenden, um Dienstunterbrechungen und Downgrades zu implementieren.

Wenn in einem bestimmten Mikrodienst ein Problem auftritt, verhindert Hystrix den Lawineneffekt durch den Leistungsschaltermodus. Der Dienstkonsument fordert den Mikrodienst nicht mehr an und gibt eine Standardantwort zurück. Gleichzeitig kann Hystrix auch eine Downgrade-Funktion implementieren. Wenn ein bestimmter Mikrodienst überlastet ist oder ausfällt, wechselt er automatisch zu einer alternativen Implementierung.

Zum Beispiel können wir den folgenden Code verwenden, um Hystrix im Benutzerdienst zu implementieren:

<!-- Hystrix -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrix</artifactId>
</dependency>

<!-- Hystrix Dashboard -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrix-dashboard</artifactId>
</dependency>

@EnableHystrix-Annotation, um die Hystrix-Funktionalität zu aktivieren.

@HystrixCommand-Annotation aktiviert den Hystrix-Leistungsschalter in der getUserById-Methode:

@HystrixCommand(fallbackMethod = "defaultUser")
@GetMapping("/users/{id}")
public User getUserById(@PathVariable Long id) {
    return restTemplate.getForObject("http://user-service/users/" + id, User.class);
}

public User defaultUser(Long id) {
    return new User();
}

4. Implementieren eines verteilten Konfigurationsmanagements

Spring Cloud Config ist ein praktisches Tool, das die Konfiguration zwischen Anwendungen und Umgebungen trennen kann. Durch das separate Speichern der Konfiguration einer Anwendung auf einem Konfigurationsserver und das Einfügen der Konfiguration jeder Anwendung in ihre Umgebung können wir mehrere Anwendungsinstanzen und -umgebungen schnell konfigurieren und verwalten.

Um Spring Cloud Config verwenden zu können, müssen wir einen Konfigurationsserver erstellen und dann die Konfiguration der Anwendung im Konfigurationscenter speichern. Der Konfigurationsserver überträgt diese Konfigurationen an die Anwendung.

Das Folgende ist ein einfaches Beispiel für die Verwendung von Spring Cloud Config:

1) Erstellen eines Konfigurationsservers

Um einen Konfigurationsserver zu erstellen, müssen Sie zunächst die Annotation @EnableConfigServer zur Startklasse hinzufügen und die Konfigurationsdatei angeben Repository:

@SpringBootApplication
@EnableConfigServer
public class ConfigServerApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ConfigServerApplication.class, args);
    }
}

在配置中心的存储库中可以存储多种类型的配置文件，包括.properties，.yml和.json等。配置可以根据应用程序和环境进行管理。例如，可以为生产环境存储prod.properties文件，而为测试环境存储test.properties文件。

2）将应用程序连接到配置服务器

要将应用程序连接到配置服务器，首先需要添加以下依赖项：

<!-- Config Client -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-config</artifactId>
</dependency>

然后，我们需要在应用程序的bootstrap.properties文件中指定配置服务器的位置：

spring.cloud.config.uri=http://localhost:8888

现在，当我们启动应用程序时，它将自动从配置服务器中获取配置。

5. 实现API网关

API网关是一个重要的组件，它充当了客户端和分布式后端系统之间的中间层。API网关可以用于路由请求，验证和授权请求，以及调用其他微服务。

Spring Cloud提供了Zuul组件来实现API网关。Zuul支持多种请求路由策略，如轮询，随机和会话保持等，并支持限流和动态路由等高级特性。

以下是如何将Zuul添加到应用程序中的简单示例：

1）添加依赖项

要将Zuul添加到应用程序中，需要添加以下依赖项：

<!-- Zuul -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-zuul</artifactId>
</dependency>

2）创建Zuul代理

创建Zuul代理非常简单。我们只需要在启动类上添加@EnableZuulProxy注解，并且可以在配置文件中指定路由规则。例如，以下规则将路由到服务名称为user-service中的所有请求：

zuul:
  routes:
    users:
      path: /users/**
      serviceId: user-service

3）使用Zuul代理

现在，API网关应用程序已准备就绪。我们可以使用以下代码在应用程序中处理请求：

@RestController
public class ApiController {

    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    @GetMapping("/users/{id}")
    public User getUserById(@PathVariable Long id) {
        return restTemplate.getForObject("http://api-gateway/user-service/users/" + id, User.class);
    }

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

以上是如何使用Spring Cloud搭建一个高性能的微服务集群的一些步骤和示例。当然，在实际项目中，还需要考虑更多的特性和问题，如服务注册与发现的高可用、分布式事务、服务治理、微服务监控和链路跟踪等。但希望这篇文章对您有所帮助！

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