Spring Cloud Alibaba 技术架构 spring cloud alibaba实战

Spring Cloud Alibaba 架构实战

视频：
完整讲义：http://www.pbteach.com/post/java_distribut/nacos-discovery/http://www.pbteach.com/post/java_distribut/nacos-config/ 代码：
链接：https://pan.baidu.com/s/1jweoGABWxrtF9WUOAtxQaQ
提取码：sgxx

Spring Cloud是一个较为全面的微服务框架集，集成了如服务注册发现、配置中心、消息总线、负载均衡、断路器、API网关等功能实现。而在网上经常会发现Spring Cloud与阿里巴巴的Dubbo进行选择对比，这样做其实不是很妥当，前者是一套较为完整的架构方案，而Dubbo只是服务治理与RPC实现方案。

Dubbo在国内有着非常大的用户群体，但是其周边设施与组件相对来说并不那么完善。很多开发者用户又很希望享受Spring Cloud的生态，因此也会有一些Spring Cloud与Dubbo一起使用的案例与方法出现，但是一直以来大部分Spring Cloud整合Dubbo的使用方案都不完善。直到Spring Cloud Alibaba的出现，才得以解决这样的问题。

在此之前，我们已经学了如何使用Spring Cloud Alibaba来集成Nacos与Spring Cloud应用，并且在此之下可以如传统的Spring Cloud应用一样地使用Ribbon或Feign来微服务之间的协作。由于Feign是基于Http Restful的调用，在高并发下的性能不够理想，RPC方案能否切换为Dubbo？Spring Cloud与阿里系的若干组件能否完美集成呢？本章内容将指引大家集成一个微服务的基础架构，并讨论其合理性。

1 总体结构

系统架构图如下：

组件说明：

API网关 ：系统统一入口，屏蔽架构内部结构，统一安全拦截，采用Zuul实现。

application-1 ：应用1，模拟应用，提供http接口服务。

service-1 ：微服务1，模拟微服务，提供dubbo接口服务。

service-2 ：微服务2，模拟微服务，提供dubbo接口服务。

调用流程：

所有访问系统的请求都要经过网关，网关转发Http请求至application-1，application-1使用dubbo调用service1完成自身业务，而后sevice1调用service2完成自身业务。至此，完成所有组件贯穿。

架构中application与sevice的区别是什么？

• service提供了基础服务功能；application组装基础服务功能，提供给用户直接可用的业务。
• service服务粒度小、功能基础，不易发生改变；application提供上游业务功能，紧贴业务需求，容易发生改变。
• 形成service支撑application的整体架构，增加多变的application甚至不需要变动service。

2 工程结构说明

采用maven工程，结构如下：

nacos-micro-service   整体父工程

├─api-gateway         API网关，端口：56010

├─application-1		  应用1，端口：56020

├─service-1			 服务1父工程

│  ├─service-1-api	  服务1API

│  └─service-1-server 服务1实现，端口：56030	

└─service-2			 服务2父工程

   ├─service-2-api	  服务2API

   └─service-2-server 服务2实现，端口：56040

3 创建父工程

创建 artifactId 名为 nacos-micro-service 的 Maven 工程，此父工程继承nacos-discovery父工程，间接指定了Spring boot、spring cloud 以及spring-cloud-alibaba的依赖版本。

<parent>
        <artifactId>nacos-discovery</artifactId>
        <groupId>com.pbteach.nacos</groupId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <artifactId>nacos-micro-service</artifactId>
    <packaging>pom</packaging>

nacos-discovery的pom.xml如下：

<groupId>com.pbteach.nacos</groupId>
<artifactId>nacos-discovery</artifactId>
<version>1.0-SNAPSHOT</version>
<packaging>pom</packaging>

<properties>
    <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
    <project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding>
    <java.version>1.8</java.version>
</properties>

<dependencyManagement>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
            <version>2.1.0.RELEASE</version>
            <type>pom</type>
            <scope>import</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
            <version>Greenwich.RELEASE</version>
            <type>pom</type>
            <scope>import</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId>
            <version>2.1.3.RELEASE</version>
            <type>pom</type>
            <scope>import</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
</dependencyManagement>

<build>
    <plugins>
        <plugin>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
        </plugin>
    </plugins>
</build>

4 实现application1

application1属于应用层，提供http接口服务。

（1）初始化 application-1 Maven 工程

<artifactId>application-1</artifactId>
<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

（2）实现 application-1 功能

package com.pbteach.microservice.application1.controller;

@RestController
public class Application1Controller {

    @GetMapping("/service")
    public String service(){
       return "test" ;
    }
}

（3） application1 配置

纯粹的dubbo服务消费者，配置看起来更简单。

定义bootstrap.yml

server:
  port: 56020 #启动端口 命令行注入
  servlet:
    context-path: /application1

spring:
  application:
    name: application1
  main:
    allow-bean-definition-overriding: true # Spring Boot 2.1 需要设定
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 127.0.0.1:8848
        namespace: c67e4a97-a698-4d6d-9bb1-cfac5f5b51c4
        cluster-name: DEFAULT
      config:
        server-addr: 127.0.0.1:8848 # 配置中心地址
        file-extension: yaml
        namespace: c67e4a97-a698-4d6d-9bb1-cfac5f5b51c4 # 开发环境
        group: NACOS_MICROSERVICE_GROUP # xx业务组

（4） application1 启动

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class Application1Bootstrap {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Application1Bootstrap.class,args);
    }
}

当 Service1Bootstrap 启动后，应用 application1 将出现在 Nacos 控制台界面。

5 实现 Service1

5.1 定义父工程

定义service1父工程，pom.xml如下：

<parent>
    <artifactId>nacos-micro-service</artifactId>
    <groupId>com.pbteach.nacos</groupId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
</parent>
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>

<artifactId>Service1</artifactId>

5.2 定义service-1-api

为了方便其它服务调用dubbo服务，专门定义api工程，此工程将作为jar被其它工程依赖。

定义service-1-api工程，pom.xml如下：

<parent>
    <artifactId>Service1</artifactId>
    <groupId>com.pbteach.nacos</groupId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
</parent>
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>

<artifactId>service-1-api</artifactId>

定义服务接口：

package com.pbteach.microservice.service1.api;

public interface ConsumerService {
    public String service();
}

5.3 实现service-1-server

（1）初始化 service-1-server Maven 工程

与服务提供方 Maven工程类似，需添加相关 Maven 依赖：

<parent>
        <artifactId>Service1</artifactId>
        <groupId>com.pbteach.nacos</groupId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <artifactId>service-1-server</artifactId>
<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>com.pbteach.nacos</groupId>
        <artifactId>service-1-api</artifactId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </dependency>

    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-dubbo</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

（2）实现 Dubbo 服务

package com.pbteach.microservice.service1.service;
@org.apache.dubbo.config.annotation.Service
public class ConsumerServiceImpl implements ConsumerService {

    @Override
    public String service() {
        return "Consumer invoke " ;
    }
}

注意：使用@org.apache.dubbo.config.annotation.Service标记dubbo服务

（3）配置 Dubbo 服务

Service2 作为Dubbo服务消费方配置与服务提供方类似，注意，service1不仅是消费方，同时还是服务提供方：

server:
  port: ${port:56030} #启动端口 命令行注入

spring:
  application:
    name: service1
  main:
    allow-bean-definition-overriding: true # Spring Boot 2.1 需要设定
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 127.0.0.1:8848
        namespace: c67e4a97-a698-4d6d-9bb1-cfac5f5b51c4
        cluster-name: DEFAULT
      config:
        server-addr: 127.0.0.1:8848 # 配置中心地址
        file-extension: yaml
        namespace: c67e4a97-a698-4d6d-9bb1-cfac5f5b51c4 # 开发环境
        group: NACOS_MICROSERVICE_GROUP # xx业务组
dubbo:
  scan:
    # dubbo 服务扫描基准包
    base-packages: com.pbteach.microservice
  protocol:
    # dubbo 协议
    name: dubbo
    # dubbo 协议端口
    port: ${dubbo_port:20881}
  registry:
    address: nacos://127.0.0.1:8848
  application:
    qos-enable: false #dubbo运维服务是否开启
  consumer:
    check: false  #启动时就否检查依赖的服务

以上 YAML 内容，dubbo开头的为dubbo服务 的配置：

• dubbo.scan.base-packages : 指定 Dubbo 服务实现类的扫描基准包，将@org.apache.dubbo.config.annotation.Service注解标注的service暴露为dubbo服务。
• dubbo.protocol : Dubbo 服务暴露的协议配置，其中子属性 name 为协议名称，port 为dubbo协议端口
  可以指定多协议，如：dubbo.protocol.rmi.port=1099
• dubbo.registry : Dubbo 服务注册中心配置，其中子属性 address 的值 “nacos://127.0.0.1:8848”，说明dubbo服务注册到nacos
  相当于原生dubbo的xml配置中的 <dubbo:registry address="10.20.153.10:9090" />

上半部分为SpringCloud的相关配置：

• spring.application.name : Spring 应用名称，用于 Spring Cloud 服务注册和发现。

该值在 Dubbo Spring Cloud 加持下被视作 dubbo.application.name，因此，无需再显示地配置 dubbo.application.name

• spring.cloud.nacos.discovery : Nacos 服务发现与注册配置，其中子属性 server-addr 指定 Nacos 服务器主机和端口
• spring.cloud.nacos.config : Nacos 配置中心配置，其中子属性 server-addr 指定 Nacos 服务器主机和端口。
  

（4）启动服务消费方应用

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class Service1Bootstrap {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Service1Bootstrap.class, args);
    }
}

当 Service1Bootstrap 启动后，应用 service1 将出现在 Nacos 控制台界面。

启动成功，观察nacos服务列表

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-RK8sIFvq-1575467002609)(1572439366107.png)]

6 实现 application1调用Service1

现在service1已暴露dubbo服务并注册到nacos中，下边实现application1调用service1

6.1 引用service1

下边在application1中引用service1

在pom.xml中引入service-1-api的依赖

<dependency>
    <groupId>com.pbteach.nacos</groupId>
    <artifactId>service-1-api</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
</dependency>

引入 spring-cloud-starter-dubbo依赖，它会根据接口生成代理对象

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-dubbo</artifactId>
</dependency>

6.2 实现远程调用

@RestController
public class Application1Controller {

    @org.apache.dubbo.config.annotation.Reference
    private ConsumerService consumerService;

    @GetMapping("/service")
    public String service(){
        return "test" + consumerService.service();
    }
}

Note：注意：这里的@Reference注解是org.apache.dubbo.config.annotation.Reference

测试：

请求：http://localhost:56020/application1/service

consumerService正常生成代理对象，service1被调用。

7 实现 Service2

如上面设计所示，Service2需要暴露dubbo接口以供service1消费，若想在Spring cloud Alibaba中集成并使用dubbo。

7.1 定义父工程

定义service2父工程，pom.xml如下：

<parent>
    <artifactId>nacos-micro-service</artifactId>
    <groupId>com.pbteach.nacos</groupId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
</parent>
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>

<artifactId>Service2</artifactId>

7.2 定义service-2-api

定义service-2-api工程，pom.xml如下：

<parent>
    <artifactId>Service2</artifactId>
    <groupId>com.pbteach.nacos</groupId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
</parent>
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>

<artifactId>service-2-api</artifactId>

并定义服务接口，Dubbo 服务接口是服务提供方与消费方的远程通讯契约，通常由普通的 Java 接口（interface）来声明，如 ProviderService 接口：

package com.pbteach.microservice.service2.api;
public interface ProviderService {
    String service();
}

7.3 实现service-2-server

（1）初始化 service-2-server Maven 工程

首先，创建 artifactId 名为 service-2-server 的 Maven 工程，并在其 pom.xml 文件中增添 Dubbo Spring Cloud 必要的依赖：

<parent>
        <artifactId>Service2</artifactId>
        <groupId>com.pbteach.nacos</groupId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <artifactId>service-2-server</artifactId>
<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>com.pbteach.nacos</groupId>
        <artifactId>service-2-api</artifactId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-dubbo</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

以上依赖 artifact 说明如下：

• service-2-api : 提供 ProviderService 接口的 artifact
• spring-boot-starter-web : Spring Boot starter artifact，间接引入 spring-boot artifact
• spring-cloud-starter-dubbo : Dubbo Spring Cloud Starter artifact，间接引入 dubbo-spring-boot-starter 等 artifact
• spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery : Nacos Spring Cloud 服务注册与发现 artifact

（2）实现 Dubbo 服务

ProviderService 作为暴露的 Dubbo 服务接口，服务提供方 service-2-server 需要将其实现：

package com.pbteach.microservice.service2.service;

@org.apache.dubbo.config.annotation.Service
public class ProviderServiceImpl implements ProviderService {
    @Override
    public String service() {
        return "Provider invoke";
    }
}

其中，@org.apache.dubbo.config.annotation.Service 是 Dubbo 服务注解，仅声明该 Java 服务（本地）实现为 Dubbo 服务。 因此，下一步需要将其配置 Dubbo 服务（远程）。

（3）配置 Dubbo 服务

在暴露 Dubbo 服务方面，推荐开发人员外部化配置的方式，即指定 Java 服务实现类的扫描基准包。

Dubbo Spring Cloud 继承了 Dubbo Spring Boot 的外部化配置特性，也可以通过标注 @DubboComponentScan 来实现基准包扫描。

同时，Dubbo 远程服务需要暴露网络端口，并设定通讯协议，完整的 YAML 配置如下所示：

server:
  port: ${port:56040} #启动端口 命令行注入
spring:
  application:
    name: service2
  main:
    allow-bean-definition-overriding: true # Spring Boot 2.1 需要设定
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 127.0.0.1:8848
        namespace: c67e4a97-a698-4d6d-9bb1-cfac5f5b51c4
        cluster-name: DEFAULT
      config:
        server-addr: 127.0.0.1:8848 # 配置中心地址
        file-extension: yaml
        namespace: c67e4a97-a698-4d6d-9bb1-cfac5f5b51c4 # 开发环境
        group: NACOS_MICROSERVICE_GROUP # xx业务组
dubbo:
  scan:
    # dubbo 服务扫描基准包
    base-packages: com.pbteach.microservice
  protocol:
    # dubbo 协议
    name: dubbo
    # dubbo 协议端口（ -1 表示自增端口，从 20880 开始）
    port: ${dubbo_port:20891}
  registry:
    address: nacos://127.0.0.1:8848
  application:
    qos-enable: false
  consumer:
    check: false

（4）启动服务提供方应用

Dubbo Spring Cloud 引导类与普通 Spring Cloud 应用并无差别，如下所示：

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class Service2Bootstrap {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Service2Bootstrap.class, args);
    }
}

在引导 Service2Bootstrap 之前，请提前启动 Nacos 服务器。 当 Service2Bootstrap 启动后，应用 service2 将出现在 Nacos 控制台界面。

8 实现service1调用service2

8.1 引用service2

在service2中添加service1的依赖：

<dependency>
    <groupId>com.pbteach.nacos</groupId>
    <artifactId>service-2-api</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
</dependency>

8.2 实现远程调用

@org.apache.dubbo.config.annotation.Service
public class ConsumerServiceImpl implements ConsumerService {

    @Reference
    ProviderService providerService;

    public String service() {
        return "Consumer invoke | "+providerService.service();
    }
}

测试：

请求：http://localhost:56020/application1/service

application1调用service1，service1调用service2

9 实现api-gateway

9.1 Zuul介绍

什么是网关？

原来的单体架构，所有的服务都是本地的，UI可以直接调用，现在按功能拆分成独立的服务，跑在独立的一般都在独立的虚拟机上的 Java进程了。客户端UI如何访问？他的后台有N个服务，前台就需要记住管理N个服务，一个服务下线/更新/升级，前台就要重新部署，这明显不服务我们拆分的理念，特别当前台是移动应用的时候，通常业务变化的节奏更快。另外，N个小服务的调用也是一个不小的网络开销。

有了网关作为服务统一入口，就可以避免上述问题，不仅如此，服务网关是在微服务前边设置一道屏障，请求先到服务网关，网关会对请求进行过虑、校验、路由等处理。有了服务网关可以提高微服务的安全性，网关校验请求的合法性，请求不合法将被拦截，拒绝访问。

• 提供统一服务入口，让微服务对前台透明
• 聚合后台的服务，节省流量，提升性能
• 提供安全，过滤，流控等API管理功能

什么是Zuul？

Spring Cloud Zuul是整合Netflix公司的Zuul开源项目实现的微服务网关，它实现了请求路由、负载均衡、校验过虑等 功能。

官方：https://github.com/Netflix/zuul

Zuul与Nginx怎么配合使用？

Zuul与Nginx在实际项目中需要配合使用，如下图，Nginx的作用是反向代理、负载均衡，Zuul的作用是保障微服务的安全访问，拦截微服务请求，校验合法性及负载均衡。

9.2 搭建网关工程

初始化 api-gateway Maven 工程

<parent>
        <artifactId>nacos-micro-service</artifactId>
        <groupId>com.pbteach.nacos</groupId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <artifactId>api-gateway</artifactId>
<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-zuul</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

9.3 api-gateway配置

server:
  port: 56010 #启动端口 命令行注入

spring:
  application:
    name: api-gateway
  main:
    allow-bean-definition-overriding: true # Spring Boot 2.1 需要设定
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 127.0.0.1:8848
        namespace: c67e4a97-a698-4d6d-9bb1-cfac5f5b51c4
        cluster-name: DEFAULT
      config:
        server-addr: 127.0.0.1:8848 # 配置中心地址
        file-extension: yaml
        namespace: c67e4a97-a698-4d6d-9bb1-cfac5f5b51c4 # 开发环境
        group: NACOS_MICROSERVICE_GROUP # xx业务组

网关的路由配置采用nacos远程配置，在nacos控制台开发环境中新增api-gateway.yaml配置集，配置组为TEST_GROUP，配置内容如下：

zuul:
  routes:
    application1:
      stripPrefix: false
      path: /application1/**

将请求为/application1/开头的请求路由至application1服务，保留请求url中的/application1/。

（4） api-gateway启动

注意在启动类上使用@EnableZuulProxy注解标识此工程为Zuul网关，启动类代码如下：

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

当 Service1Bootstrap 启动后，应用 api-gateway 将出现在 Nacos 服务列表中。

测试：

通过网关（api-gateway）请求Application1应用，Application1的业务实现又贯穿service1、service2，访问http://127.0.0.1:56010/application1/service ，将得到如下结果：