[Java]微服务配置管理

介绍

代码拆分为微服务后, 每个服务都有自己的配置文件, 而这些配置文件中有很多重复的配置, 并且配置变化后需要重启服务, 才能生效, 这样就会影响开发体验和效率

配置管理服务可以帮助我们集中管理公共的配置, 并且nacos就可以实现配置管理服务

配置共享

我们可以把微服务共享的配置抽取到Nacos中统一管理，这样就不需要每个微服务都重复配置了。

分为两步：

  • 在Nacos中添加共享配置
  • 微服务拉取配置

  1. 在Nacos中添加共享配置
  1. 以cart-service为例，我们看看有哪些配置是重复的，可以抽取的：
  • 首先是jdbc相关配置：

  • 然后是日志配置：

  • 然后是swagger以及OpenFeign的配置：

  1. 在nacos控制台分别添加这些配置。

2-1 首先是jdbc相关配置，在配置管理->配置列表中点击+新建一个配置：

  • http://192.168.1.97:8848/nacos/

  • 在弹出的表单中填写信息：

  • 其中详细的配置如下
spring:
  datasource:
    url: jdbc:mysql://${hm.db.host:192.168.150.101}:${hm.db.port:3306}/${hm.db.database}?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&autoReconnect=true&serverTimezone=Asia/Shanghai
    driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
    username: ${hm.db.un:root}
    password: ${hm.db.pw:123}
mybatis-plus:
  configuration:
    default-enum-type-handler: com.baomidou.mybatisplus.core.handlers.MybatisEnumTypeHandler
  global-config:
    db-config:
      update-strategy: not_null
      id-type: auto
  • 这里的jdbc的相关参数不能写死，例如：
  • 数据库ip： 通过${hm.db.host:192.168.150.101}配置了默认值为192.168.150.101，同时允许通过${hm.db.host}来覆盖默认值
  • 数据库端口： 通过${hm.db.port:3306}配置了默认值为3306，同时允许通过${hm.db.port}来覆盖默认值
  • 数据库database：可以通过${hm.db.database}来设定，无默认值

2-2 然后是统一的日志配置，命名为shared-log.yaml，配置内容如下：

logging:
  level:
    com.hmall: debug
  pattern:
    dateformat: HH:mm:ss:SSS
  file:
    path: "logs/${spring.application.name}"

3-3 然后是统一的swagger配置，命名为shared-swagger.yaml，配置内容如下：

knife4j:
  enable: true
  openapi:
    title: ${hm.swagger.title:黑马商城接口文档}
    description: ${hm.swagger.description:黑马商城接口文档}
    email: ${hm.swagger.email:zhanghuyi@itcast.cn}
    concat: ${hm.swagger.concat:虎哥}
    url: https://www.itcast.cn
    version: v1.0.0
    group:
      default:
        group-name: default
        api-rule: package
        api-rule-resources:
          - ${hm.swagger.package}

  1. 微服务拉取配置

2-1 了解基于NacosConfig拉取共享配置代替微服务的本地配置的流程

  • 项目启动后, SpringCloud在初始化上下文的时候会先读取一个名为bootstrap.yaml(或者bootstrap.properties)的文件，我们将nacos地址配置到bootstrap.yaml中，SpringCloud就可以读取nacos中的配置了。
  • nacos的配置文件拉取完成后, SpringCloud上下文（ApplicationContext）才会初始化SpringBoot上下文，去读取application.yaml。
  • 将拉取到的共享配置与本地的application.yaml配置合并，完成项目上下文的初始化。

因此，微服务整合Nacos配置管理的步骤如下：

2-2 在cart-service模块引入依赖：

  <!--nacos配置管理-->
  <dependency>
      <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
      <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId>
  </dependency>
  <!--读取bootstrap文件-->
  <dependency>
      <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
      <artifactId>spring-cloud-starter-bootstrap</artifactId>
  </dependency>

2-3 新建bootstrap.yaml文件：

spring:
  application:
    name: cart-service #每个微服务对应一个名称
  profiles:
    active: dev #读取dev的配置
  cloud:
    nacos:
      server-addr: 192.168.1.97:8848 #nacos地址
      config:
        file-extension: yaml # 文件后缀名
        shared-configs: # 配置共享
          - dataId: shared-jdbc.yaml # 共享mybatis配置
          - dataId: shared-log.yaml # 共享日志配置
          - dataId: shared-swagger.yaml # 共享swagger配置

2-4 修改application.yaml

由于一些配置挪到了bootstrap.yaml，因此application.yaml需要修改为：

server:
  port: 8082
feign:
  okhttp:
    enabled: true # 开启OKHttp连接池支持
hm:
  swagger:
    title: "购物车服务接口文档"
    package: com.hmall.cart.controller
  db:
    database: hm-cart

2-5 重启购物车模块, 查看配置是否生效, 测试功能是否正常

配置热更新

当修改配置文件中的配置时，微服务无需重启即可使配置生效。

  • 配置共享只能简化各个微服务中配置文件, 实现公共配置的共享
  • 很多的业务中的参数，将来可能会根据实际情况临时调整。例如购物车业务，购物车数量有一个上限
  • 我们应该将其配置在配置文件中，方便后期修改。
  • 但现在的问题是，即便写在配置文件中，修改了配置还是需要重新打包、重启服务才能生效。
  • 这就要用到Nacos的配置热更新能力了，修改配置文件后, 无需重启立即生效

  1. 在Nacos中添加配置

  • 这里我们直接使用cart-service.yaml这个名称，则不管是dev还是local环境都可以共享该配置。
  • 如果是cart-service-application.dev.yaml这个名称，则dev环境才可以使用该配置。

1-1 nacos中要有一个与微服务名有关的配置文件

  • 注意文件的dataId格式：要符合规定的规则

[服务名]-[spring.active.profile].[后缀名]

文件名称由三部分组成：

  • 服务名：我们是购物车服务，所以是cart-service
  • spring.active.profile：就是spring boot中的spring.active.profile，可以省略，则所有profile共享该配置
  • 后缀名：例如yaml

  1. 在微服务读取配置

2-1 微服务中要以特定方式读取需要热更新的配置属性, 推荐使用方式1

2-2 在cart-service中新建一个配置属性读取类：

@Data
@Component
@ConfigurationProperties(prefix = "hm.cart")
public class CartProperties {
    private Integer maxItems;
}

2-3 接着，在业务中使用该属性加载类：

2-4 测试一下: 向购物车中添加多个商品, 然后修改nacos中的配置, 再次添加商品

动态路由

网关的路由配置全部是在项目启动时由org.springframework.cloud.gateway.route.CompositeRouteDefinitionLocator在项目启动的时候加载，并且一经加载就会缓存到内存中的路由表内（一个Map），不会改变。也不会监听路由变更，所以，我们无法利用上节课学习的配置热更新来实现路由更新。

因此，我们必须监听Nacos的配置变更，然后手动把最新的路由更新到路由表中。这里有两个难点：

  • 如何监听Nacos配置变更？
  • 如何把路由信息更新到路由表？

1. 监听Nacos配置变更

在Nacos官网中给出了手动监听Nacos配置变更的SDK：

https://nacos.io/zh-cn/docs/sdk.html

如果希望 Nacos 推送配置变更，可以使用 Nacos 动态监听配置接口来实现。

public void addListener(String dataId, String group, Listener listener)

请求参数说明：

示例代码：

String serverAddr = "{serverAddr}";
String dataId = "{dataId}";
String group = "{group}";
// 1.创建ConfigService，连接Nacos
Properties properties = new Properties();
properties.put("serverAddr", serverAddr);
ConfigService configService = NacosFactory.createConfigService(properties);
// 2.读取配置
String content = configService.getConfig(dataId, group, 5000);
// 3.添加配置监听器
configService.addListener(dataId, group, new Listener() {
    @Override
    public void receiveConfigInfo(String configInfo) {
        // 配置变更的通知处理
        System.out.println("recieve1:" + configInfo);
    }
    @Override
    public Executor getExecutor() {
        return null;
    }
});

这里核心的步骤有2步：

  • 创建ConfigService，目的是连接到Nacos
  • 添加配置监听器，编写配置变更的通知处理逻辑

第一步: 创建ConfigService

由于我们采用了spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config自动装配，因此ConfigService已经在com.alibaba.cloud.nacos.NacosConfigAutoConfiguration中自动创建好了：

NacosConfigManager中是负责管理Nacos的ConfigService的，具体代码如下：

因此，只要我们拿到NacosConfigManager就等于拿到了ConfigService，第一步就实现了。

第二步，编写监听器。

虽然官方提供的SDK是ConfigService中的addListener，不过项目第一次启动时不仅仅需要添加监听器，也需要读取配置，因此建议使用的API是这个：

String getConfigAndSignListener(
    String dataId, // 配置文件id
    String group, // 配置组，走默认
    long timeoutMs, // 读取配置的超时时间
    Listener listener // 监听器
) throws NacosException;

既可以配置监听器，并且会根据dataId和group读取配置并返回。我们就可以在项目启动时先更新一次路由，后续随着配置变更通知到监听器，完成路由更新。

2. 更新路由

更新路由要用到org.springframework.cloud.gateway.route.RouteDefinitionWriter这个接口：

package org.springframework.cloud.gateway.route;

import reactor.core.publisher.Mono;

/**
 * @author Spencer Gibb
 */
public interface RouteDefinitionWriter {
    /**
     * 更新路由到路由表，如果路由id重复，则会覆盖旧的路由
     */
    Mono<Void> save(Mono<RouteDefinition> route);
    /**
     * 根据路由id删除某个路由
     */
    Mono<Void> delete(Mono<String> routeId);

}

这里更新的路由，也就是RouteDefinition，之前我们见过，包含下列常见字段：

  • id：路由id
  • predicates：路由匹配规则
  • filters：路由过滤器
  • uri：路由目的地

将来我们保存到Nacos的配置也要符合这个对象结构，将来我们以JSON来保存，格式如下：

{
  "id": "item",
  "predicates": [{
    "name": "Path",
    "args": {"_genkey_0":"/items/**", "_genkey_1":"/search/**"}
  }],
  "filters": [],
  "uri": "lb://item-service"
}

以上JSON配置就等同于：

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: item
          uri: lb://item-service
          predicates:
            - Path=/items/**,/search/**

OK，我们所需要用到的SDK已经齐全了。

3. 实现动态路由

首先， 我们在网关gateway引入依赖：

<!--统一配置管理-->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId>
</dependency>
<!--加载bootstrap-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-bootstrap</artifactId>
</dependency>

然后在网关gateway的resources目录创建bootstrap.yaml文件，内容如下：

spring:
  application:
    name: gateway
  cloud:
    nacos:
      server-addr: 192.168.1.97:8848
      config:
        file-extension: yaml
        shared-configs:
          - dataId: shared-log.yaml # 共享日志配置

接着，修改gateway的resources目录下的application.yml，把之前的路由移除，最终内容如下：

server:
  port: 8080
hm:
  jwt:
    location: classpath:hmall.jks
    alias: hmall
    password: hmall123
    tokenTTL: 30m
  auth:
    excludePaths:
      - /search/**
      - /users/login
      - /items/**
      - /hi

然后，在gateway中定义配置监听器：

package com.hmall.gateway.route;

import cn.hutool.json.JSONUtil;
import com.alibaba.cloud.nacos.NacosConfigManager;
import com.alibaba.nacos.api.config.listener.Listener;
import com.alibaba.nacos.api.exception.NacosException;
import com.hmall.common.utils.CollUtils;
import lombok.RequiredArgsConstructor;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.cloud.gateway.route.RouteDefinition;
import org.springframework.cloud.gateway.route.RouteDefinitionWriter;
import org.springframework.stereotype.Component;
import reactor.core.publisher.Mono;

import javax.annotation.PostConstruct;
import java.util.HashSet;
import java.util.List;
import java.util.Set;
import java.util.concurrent.Executor;

@Slf4j
@Component
@RequiredArgsConstructor
public class DynamicRouteLoader {

    private final RouteDefinitionWriter writer;
    private final NacosConfigManager nacosConfigManager;

    // 路由配置文件的id和分组
    private final String dataId = "gateway-routes.json";
    private final String group = "DEFAULT_GROUP";
    // 保存更新过的路由id
    private final Set<String> routeIds = new HashSet<>();

    @PostConstruct
    public void initRouteConfigListener() throws NacosException {
        // 1.注册监听器并首次拉取配置
        String configInfo = nacosConfigManager.getConfigService()
        .getConfigAndSignListener(dataId, group, 5000, new Listener() {
            @Override
            public Executor getExecutor() {
                return null;
            }

            @Override
            public void receiveConfigInfo(String configInfo) {
                updateConfigInfo(configInfo);
            }
        });
        // 2.首次启动时，更新一次配置
        updateConfigInfo(configInfo);
    }

    private void updateConfigInfo(String configInfo) {
        log.debug("监听到路由配置变更，{}", configInfo);
        // 1.反序列化
        List<RouteDefinition> routeDefinitions = JSONUtil.toList(configInfo, RouteDefinition.class);
        // 2.更新前先清空旧路由
        // 2.1.清除旧路由
        for (String routeId : routeIds) {
            writer.delete(Mono.just(routeId)).subscribe();
        }
        routeIds.clear();
        // 2.2.判断是否有新的路由要更新
        if (CollUtils.isEmpty(routeDefinitions)) {
            // 无新路由配置，直接结束
            return;
        }
        // 3.更新路由
        routeDefinitions.forEach(routeDefinition -> {
            // 3.1.更新路由
            writer.save(Mono.just(routeDefinition)).subscribe();
            // 3.2.记录路由id，方便将来删除
            routeIds.add(routeDefinition.getId());
        });
    }
}

重启网关，任意访问一个接口，比如 http://localhost:8080/search/list?pageNo=1&pageSize=1：

发现是404，无法访问。因为网关的路由现在是没有的

接下来，我们直接在Nacos控制台添加路由，路由文件名为gateway-routes.json，类型为json：

配置内容如下：

[
    {
        "id": "item",
        "predicates": [{
            "name": "Path",
            "args": {"_genkey_0":"/items/**", "_genkey_1":"/search/**"}
        }],
        "filters": [],
        "uri": "lb://item-service"
    },
    {
        "id": "cart",
        "predicates": [{
            "name": "Path",
            "args": {"_genkey_0":"/carts/**"}
        }],
        "filters": [],
        "uri": "lb://cart-service"
    },
    {
        "id": "user",
        "predicates": [{
            "name": "Path",
            "args": {"_genkey_0":"/users/**", "_genkey_1":"/addresses/**"}
        }],
        "filters": [],
        "uri": "lb://user-service"
    },
    {
        "id": "trade",
        "predicates": [{
            "name": "Path",
            "args": {"_genkey_0":"/orders/**"}
        }],
        "filters": [],
        "uri": "lb://trade-service"
    },
    {
        "id": "pay",
        "predicates": [{
            "name": "Path",
            "args": {"_genkey_0":"/pay-orders/**"}
        }],
        "filters": [],
        "uri": "lb://pay-service"
    }
]

无需重启网关，稍等几秒钟后，再次访问刚才的地址：

网关路由成功了！

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