01.微服务架构优缺点、服务拆分和远程调用

1.认识微服务

随着互联网行业的发展,对服务的要求也越来越高,服务架构也从单体架构逐渐演变为现在流行的微服务架构。这些架构之间有怎样的差别呢?

1.0.学习目标

了解微服务架构的优缺点

1.1.单体架构

单体架构:将业务的所有功能集中在一个项目中开发,打成一个包部署。
在这里插入图片描述

单体架构的优缺点如下:

优点:

  • 架构简单
  • 部署成本低

缺点:

  • 耦合度高(维护困难、升级困难)

1.2.分布式架构

分布式架构:根据业务功能对系统做拆分,每个业务功能模块作为独立项目开发,称为一个服务。

在这里插入图片描述

分布式架构的优缺点:

优点:

  • 降低服务耦合
  • 有利于服务升级和拓展

缺点:

  • 服务调用关系错综复杂

分布式架构虽然降低了服务耦合,但是服务拆分时也有很多问题需要思考:

  • 服务拆分的粒度如何界定?
  • 服务之间如何调用?
  • 服务的调用关系如何管理?

人们需要制定一套行之有效的标准来约束分布式架构。

1.3.微服务

微服务的架构特征:

  • 单一职责:微服务拆分粒度更小,每一个服务都对应唯一的业务能力,做到单一职责
  • 自治:团队独立、技术独立、数据独立,独立部署和交付
  • 面向服务:服务提供统一标准的接口,与语言和技术无关
  • 隔离性强:服务调用做好隔离、容错、降级,避免出现级联问题

在这里插入图片描述

微服务的上述特性其实是在给分布式架构制定一个标准,进一步降低服务之间的耦合度,提供服务的独立性和灵活性。做到高内聚,低耦合。

因此,可以认为微服务是一种经过良好架构设计的分布式架构方案

但方案该怎么落地?选用什么样的技术栈?全球的互联网公司都在积极尝试自己的微服务落地方案。

其中在Java领域最引人注目的就是SpringCloud提供的方案了。

1.4.SpringCloud

SpringCloud是目前国内使用最广泛的微服务框架。官网地址:https://spring.io/projects/spring-cloud

SpringCloud集成了各种微服务功能组件,并基于SpringBoot实现了这些组件的自动装配,从而提供了良好的开箱即用体验。

其中常见的组件包括:

在这里插入图片描述

另外,SpringCloud底层是依赖于SpringBoot的,并且有版本的兼容关系,如下:

在这里插入图片描述

我们课堂学习的版本是 Hoxton.SR10,因此对应的SpringBoot版本是2.3.x版本。

1.5.总结

  • 单体架构:简单方便,高度耦合,扩展性差,适合小型项目。例如:学生管理系统

  • 分布式架构:松耦合,扩展性好,但架构复杂,难度大。适合大型互联网项目,例如:京东、淘宝

  • 微服务:一种良好的分布式架构方案

    ①优点:拆分粒度更小、服务更独立、耦合度更低

    ②缺点:架构非常复杂,运维、监控、部署难度提高

  • SpringCloud是微服务架构的一站式解决方案,集成了各种优秀微服务功能组件

2.服务拆分和远程调用

任何分布式架构都离不开服务的拆分,微服务也是一样。

2.1.服务拆分原则

这里我总结了微服务拆分时的几个原则:

  • 不同微服务,不要重复开发相同业务
  • 微服务数据独立,不要访问其它微服务的数据库
  • 微服务可以将自己的业务暴露为接口,供其它微服务调用
    在这里插入图片描述

2.2.服务拆分示例

以课前资料中的微服务cloud-demo为例,其结构如下:
在这里插入图片描述

cloud-demo:父工程,管理依赖

  • order-service:订单微服务,负责订单相关业务
  • user-service:用户微服务,负责用户相关业务

要求:

  • 订单微服务和用户微服务都必须有各自的数据库,相互独立
  • 订单服务和用户服务都对外暴露Restful的接口
  • 订单服务如果需要查询用户信息,只能调用用户服务的Restful接口,不能查询用户数据库
2.2.1.导入Sql语句

首先,将课前资料提供的cloud-order.sqlcloud-user.sql导入到mysql中:

先创建对应的两个数据库,因为要实现微服务功能,这部分就需要多个数据库。

在这里插入图片描述

cloud-user表中初始数据如下:
在这里插入图片描述

cloud-order表中初始数据如下:
在这里插入图片描述

cloud-order表中持有cloud-user表中的id字段。

2.2.2.导入demo工程

用IDEA导入课前资料提供的Demo:

该案例的功能是查询订单详细信息以及对应用户的详细信息,因为订单Id记录了用户Id,所以可以根据这两个Id获取到相应的详细信息,由于我们要实现微服务架构,所以各个模块之间都是相互独立的,所以订单和用户模块相当于是部署到两个服务器上的项目,数据库也是分开的,这就是为什么我们之前要使用两个数据库存放两个表。那我们如何实现跨服务器调用呢?我们可以通过Ajax或者JS直接发起请求,但前端并不能满足我们的需求特别是安全性方面无法得到保障,我们需要在后台即Java代码中实现。那么我们这里是如何Java进行处理的呢?通过RestTemplate进行网络请求的发送。其实我们这两种方式都有缺点就是,就是提供者的服务地址是通过编码的形式编写的,不利于修改。后面在进行Eureka注册中心学习将会解决这个问题。

在这里插入图片描述

项目结构如下:
在这里插入图片描述

导入后,会在IDEA右下角出现弹窗:

在这里插入图片描述

点击弹窗,然后按下图选择:

在这里插入图片描述

会出现这样的菜单:

在这里插入图片描述

配置下项目使用的JDK:
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2.3.实现远程调用案例

在order-service服务中,有一个根据id查询订单的接口:
在这里插入图片描述

根据id查询订单,返回值是Order对象,如图:
在这里插入图片描述

其中的user为null

在user-service中有一个根据id查询用户的接口:

在这里插入图片描述

查询的结果如图:
在这里插入图片描述

2.3.1.案例需求:

修改order-service中的根据id查询订单业务,要求在查询订单的同时,根据订单中包含的userId查询出用户信息,一起返回。
在这里插入图片描述

因此,我们需要在order-service中 向user-service发起一个http的请求,调用http://localhost:8081/user/{userId}这个接口。

大概的步骤是这样的:

  • 注册一个RestTemplate的实例到Spring容器(这个实例就是用于发起Http请求的)
  • 修改order-service服务中的OrderService类中的queryOrderById方法,根据Order对象中的userId查询User
  • 将查询的User填充到Order对象,一起返回
2.3.2.注册RestTemplate

首先,我们在order-service服务中的OrderApplication启动类中,注册RestTemplate实例:

package cn.itcast.order;

import org.mybatis.spring.annotation.MapperScan;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

@MapperScan("cn.itcast.order.mapper")
@SpringBootApplication
public class OrderApplication {

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

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

知识扩展

RestTemplate是如何注册到Spring容器中的,将类注册到Spring中我们已经很熟悉了,可以使用@Component注解或者其派生注解@Controller@Service@Mapper【用在持久层上,是MyBatis中的注解】,@Repository【用在持久层上,是Spring中的注解】,但是RestTemplate不是我们自定义的类,就使用不了@Conponent注解了,但是我们可以使用@Bean注解,@Bean注解是用在具有返回值的方法上,并且要求该方法需要放在@Component注解标识的类中,表示将该方法的返回值注册到Spring容器中。要使用注册到Spring容器中的RestTemplate,就可以用@Autowried注解。

2.3.3.实现远程调用

修改order-service服务中的cn.itcast.order.service包下的OrderService类中的queryOrderById方法:

@Service
public class OrderService {

    @Autowired
    private OrderMapper orderMapper;
	//注入RestTemplate
    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    public Order queryOrderById(Long orderId) {
        // 1.查询订单
        Order order = orderMapper.findById(orderId);
        //2,远程查user
		//2.1.ur1地址
		String url "http://localhost:8081/user/" + order.getUserId();
		//2.2.发起调用,发起get请求
		User user = restTemplate.getForobject(url,User.class);
		//3.存入order
		order.setUser(user);
        // 4.返回
        return order;
    }
}

总结:

我们通过RestTemplate进行请求的发送,也就是调用其他服务,这种请求是Restful风格的,与语言无关。在使用了注册中心后,我们的请求地址可以写成 http://{服务提供者应用名名称}/{具体的controller},即String url="http://provider-user/user/" + order.getUserId();,同个服务有多个实例,在进行远程调用时指定服务即可,而不需要指定具体的服务实例。

2.4.提供者与消费者

在服务调用关系中,会有两个不同的角色:

服务提供者:一次业务中,被其它微服务调用的服务。(提供接口给其它微服务)

服务消费者:一次业务中,调用其它微服务的服务。(调用其它微服务提供的接口)

在这里插入图片描述

但是,服务提供者与服务消费者的角色并不是绝对的,而是相对于业务而言。

如果服务A调用了服务B,而服务B又调用了服务C,服务B的角色是什么?

  • 对于A调用B的业务而言:A是服务消费者,B是服务提供者
  • 对于B调用C的业务而言:B是服务消费者,C是服务提供者

因此,服务B既可以是服务提供者,也可以是服务消费者。

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