这套微服务框架能干啥?
这套系统搭建完之后,可以实现:
- 微服务架构,你的整个应用程序将会被拆分成一个个功能独立的子系统,独立运行,系统与系统之间通过 RPC 接口通信。
这样系统之间的耦合度大大降低,你的系统将非常容易扩展,团队协作效率提升了 N 个档次。
这种架构通过眼下流行的 Spring Boot 和阿里巴巴吊 Dubbo 框架来实现。
- 容器化部署,你的各个微服务将采用目前处于浪潮之巅的 Docker 来实现容器化部署,避免一切因环境引起的各种问题,让你们团队的全部精力集中在业务开发上。
- 自动化构建,项目被微服务化后,各个服务之间的关系错综复杂,打包构建的工作量相当可怕。不过没关系,本文将借助 Jenkins,帮助你一键自动化部署,从此你便告别了加班。
知识点扫盲篇
咳咳,敲黑板啦!笔记赶紧记起来,课后我要检查的!检查不合格的同学放学后留下来!
知识点 1:微服务
微服务一词近几年相当火,成为程序猿装逼热门词汇,你不对它有所了解如何在程序猿装逼圈子里混?下面我用最为通俗易懂的语言介绍它。要讲清楚微服务,我先要从一个系统架构的演进过程讲起。
单机结构
我想大家最最最熟悉的就是单机结构,一个系统业务量很小的时候所有的代码都放在一个项目中,然后这个项目部署在一台服务器上就好了。整个项目所有的服务都由这台服务器提供。这就是单机结构。
那么,单机结构有啥缺点呢?单机的处理能力毕竟有限,当你的业务增长到一定程度的时候,单机的硬件资源将无法满足你的业务需求。此时便出现了集群模式。
集群结构
集群模式在程序猿界由各种装逼解释,有的让你根本无法理解,其实就是一个很简单的玩意儿,且听我一一道来。
单机处理到达瓶颈的时候,你就把单机复制几份,这样就构成了一个“集群”。集群中每台服务器就叫做这个集群的一个“节点”,所有节点构成了一个集群。
每个节点都提供相同的服务,那么这样系统的处理能力就相当于提升了好几倍(有几个节点就相当于提升了这么多倍)。
但问题是用户的请求究竟由哪个节点来处理呢?最好能够让此时此刻负载较小的节点来处理,这样使得每个节点的压力都比较平均。
要实现这个功能,就需要在所有节点之前增加一个“调度者”的角色,用户的所有请求都先交给它,然后它根据当前所有节点的负载情况,决定将这个请求交给哪个节点处理。这个“调度者”有个牛逼的名字——负载均衡服务器。
集群结构的好处就是系统扩展非常容易。随着你们系统业务的发展,当前的系统又支撑不住了,那么给这个集群再增加节点就行了。
但是,当你的业务发展到一定程度的时候,你会发现一个问题——无论怎么增加节点,貌似整个集群性能的提升效果并不明显了。这时候,你就需要使用微服务结构了。
微服务结构
先来对前面的知识点做个总结。从单机结构到集群结构,你的代码基本无需要作任何修改,你要做的仅仅是多部署几台服务器,没台服务器上运行相同的代码就行了。
但是,当你要从集群结构演进到微服务结构的时候,之前的那套代码就需要发生较大的改动了。
所以对于新系统我们建议,系统设计之初就采用微服务架构,这样后期运维的成本更低。
但如果一套老系统需要升级成微服务结构的话,那就得对代码大动干戈了。所以,对于老系统而言,究竟是继续保持集群模式,还是升级成微服务架构,这需要你们的架构师深思熟虑、权衡投入产出比。
下面开始介绍所谓的微服务。
微服务就是将一个完整的系统,按照业务功能,拆分成一个个独立的子系统,在微服务结构中,每个子系统就被称为“服务”。这些子系统能够独立运行在 Web 容器中,它们之间通过 RPC 方式通信。
举个例子,假设需要开发一个在线商城。按照微服务的思想,我们需要按照功能模块拆分成多个独立的服务,如:用户服务、产品服务、订单服务、后台管理服务、数据分析服务等等。
这一个个服务都是一个个独立的项目,可以独立运行。如果服务之间有依赖关系,那么通过 RPC 方式调用。
这样的好处有很多:
- 系统之间的耦合度大大降低,可以独立开发、独立部署、独立测试,系统与系统之间的边界非常明确,排错也变得相当容易,开发效率大大提升。
- 系统之间的耦合度降低,从而系统更易于扩展。我们可以针对性地扩展某些服务。假设这个商城要搞一次大促,下单量可能会大大提升,因此我们可以针对性地提升订单系统、产品系统的节点数量,而对于后台管理系统、数据分析系统而言,节点数量维持原有水平即可。
- 服务的复用性更高。比如,当我们将用户系统作为单独的服务后,该公司所有的产品都可以使用该系统作为用户系统,无需重复开发。
那么问题来了,当采用微服务结构后,一个完整的系统可能由很多独立的子系统组成,当业务量渐渐发展起来之后,这些子系统之间的关系将错综复杂。
而且为了能够针对性地增加某些服务的处理能力,某些服务的背后可能是一个集群模式,由多个节点构成,这无疑大大增加了运维的难度。
微服务的想法好是好,但开发、运维的复杂度实在是太高。为了解决这些问题,阿里巴巴的 Dubbo 就横空出世了。
知识点 2:Dubbo
Dubbo 是一套微服务系统的协调者,在它这套体系中,一共有三种角色:
- 服务提供者(下面简称提供者)
- 服务消费者(下面简称消费者)
- 注册中心
你在使用的时候需要将 Dubbo 的 jar 包引入到你的项目中,也就是每个服务都要引入 Dubbo 的 jar 包。
然后当这些服务初始化的时候,Dubbo 就会将当前系统需要发布的服务、以及当前系统的 IP 和端口号发送给注册中心,注册中心将其记录下来。这就是服务发布的过程。
与此同时,也是在系统初始化的时候,Dubbo 还会扫描一下当前系统所需要引用的服务,然后向注册中心请求这些服务所在的 IP 和端口号。
接下来系统就可以正常运行了。当系统 A 需要调用系统 B 的服务的时候,A 就会与 B 建立起一条 RPC 信道,然后再调用 B 系统上相应的服务。
这,就是 Dubbo 的作用。
知识点 3:容器化部署
当我们使用了微服务架构后,我们将一个原本完整的系统,按照业务逻辑拆分成一个个可独立运行的子系统。
为了降低系统间的耦合度,我们希望这些子系统能够运行在独立的环境中,这些环境之间能够相互隔离。
在 Docker 出现之前,若使用虚拟机来实现运行环境的相互隔离的话成本较高,虚拟机会消耗较多的计算机硬件/软件资源。
Docker 不仅能够实现运行环境的隔离,而且能极大程度的节约计算机资源,它成为一种轻量级的“虚拟机”。
知识点 4:自动化构建
当我们使用微服务架构后,随着业务的逐渐发展,系统之间的依赖关系会日益复杂,而且各个模块的构建顺序都有所讲究。
对于一个小型系统来说,也许只有几个模块,那么你每次采用人肉构建的方式也许并不感觉麻烦。
但随着系统业务的发展,你的系统之间的依赖关系日益复杂,子系统也逐渐增多,每次构建一下你都要非常小心谨慎,稍有不慎整个服务都无法正常启动。
而且这些构建的工作很 Low,却需要消耗大量的精力,这无疑降低了开发的效率。不过没关系,Jenkins 就是来帮助你解决这个问题的。
我们只需在 Jenkins 中配置好代码仓库、各个模块的构建顺序和构建命令,在以后的构建中,只需要点击“立即构建”按钮,Jenkins 就会自动到你的代码仓库中拉取最新的代码,然后根据你事先配置的构建命令进行构建,最后发布到指定的容器中运行。
你也可以让 Jenkins 定时检查代码仓库版本的变化,一旦发现变动就自动地开始构建过程,并且让 Jenkins 在构建成功后给你发一封邮件。这样你连“立即构建”的按钮也不需要按,就能全自动地完成这一切构建过程。
实战动手篇
学习目标
接下来我会带着大家,以一个在线商城为例,搭建一套能够自动化部署的微服务框架。
这个框架能做如下几件事情:
- 基于 Spring Boot 快速开发,我们将选择目前热度很高的 Spring Boot,最大限度地降低配置复杂度,把大量的精力投入到我们的业务开发中来。
- 基于 Dubbo 的微服务化,我们会使用阿里巴巴的开源框架 Dubbo,将我们的系统拆分成多个独立的微服务,然后用 Dubbo 来管理所有服务的发布和引用。
- 有了 Dubbo 之后,调用远程服务就像调用一个本地函数一样简单,Dubbo 会帮我们完成远程调用背后所需要的一切。
- 基于 Docker 的容器化部署,由于使用了微服务架构后,我们的系统将会由很多子系统构成。
为了达到多个系统之间环境隔离的目的,我们可以将它们部署在多台服务器上,可这样的成本会比较高,而且每台服务器的性能可能都没有充分利用起来。
所以我们很自然地想到了虚拟机,在同一台服务器上运行多个虚拟机,从而实现环境的隔离,每个虚拟机上运行独立的服务。然而虚拟机的隔离成本依旧很高,因为它需要占用服务器较多的硬件资源和软件资源。
所以,在微服务结构下,要实现服务环境的隔离,Docker 是最佳选择。它比虚拟机更加轻量级,占用资源较少,而且能够实现快速部署。
基于 Jenkins 的自动化构建,当我们采用了微服务架构后,我们会发现这样一个问题。整个系统由许许多多的服务构成,这些服务都需要运行在单独的容器中,那么每次发布的复杂度将非常高。
首先你要搞清楚这些服务之间的依赖关系、启动的先后顺序,然后再将多个子系统挨个编译、打包、发布。这些操作技术难度低,却又容易出错。
那么有什么工具能够帮助我们解决这些问题呢?答案就是——Jenkins。 它是一款自动化构建的工具,简单的来说,就是我们只需要在它的界面上按一个按钮,就可以实现上述一系列复杂的过程。
项目背景介绍
本文我以一个在线商城作为例子,一步步教大家如何搭建微服务框架,它有如下功能:
- 产品管理,产品的增删改查。
- 订单管理,订单的增删改查、购物车功能。
- 用户管理,用户的登录、注册、权限管理、收货地址等等。
- 数据分析,提供对本系统数据分析的功能。
注意:本文的 IDE 使用的是 intelliJ IDEA,推荐大家也用这个,用了都说好,用了你就会爱上它。
创建项目的组织结构
在动手之前,我先来说一说这一步的目标:
- 创建一个 Maven Project,命名为“Gaoxi”。这个 Project 由多个 Module 构成,每个 Module 对应着“微服务”的一个子系统,可独立运行,是一个独立的项目。 这也是目前主流的项目组织形式,即多模块项目。
- 在 Gaoxi 这个项目下创建各个子模块。
每个自模块都是一个独立的 Spring Boot 项目:
- Gaoxi-User,用户服务。
- Gaoxi-Order,订单服务。
- Gaoxi-Product,产品服务。
- Gaoxi-Analysis,数据分析服务。
- Gaoxi-Controller,本系统的控制层,和以往三层结构中的 Controller 层的作用一样,都是用作请求调度,只不过在微服务架构中,我们将它抽象成一个单独的系统,可以独立运行。
- Gaoxi-Common-Service-Facade,它处于本系统的最底层,被所有模块依赖,一些公用的类库都放在这里。
- Gaoxi-Redis,我们将 Redis 封装成一个单独的服务,运行在独立的容器中,当哪一个模块需要使用 Redis 的时候,仅需要引入该服务即可,就免去了各种繁琐的、重复的配置。而这些配置均在 Gaoxi-Redis 系统中完成了。
下面开始动手。
创建 Project
首先 New 一个 Project,如下图:
然后选择 Spring Initializr,如下图所示:
设置 groupId、artifactId、version,代码如下:
- <groupId>com.gaoxi</groupId>
- <artifactId>gaoxi</artifactId>
- <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
Project 创建完毕!接下来在 Project 下面创建 Module。
创建 Module
在 Project 上 New Module,如下图:
和刚才一样,选择 Spring Initializr,设置 groupId、artifactId、version。
依次创建好所有的 Module,如下图所示:
构建模块的依赖关系
目前为止,模块之间没有任何联系,下面我们要通过 pom 文件来指定它们之间的依赖关系,依赖关系如下图所示:
Gaoxi-User、Gaoxi-Analysis、Gaoxi-Product、Gaoxi-Order 这四个系统相当于以往三层结构的 Service 层,提供系统的业务逻辑。
只不过在微服务结构中,Service 层的各个模块都被抽象成一个个单独的子系统,它们提供 RPC 接口供上面的 Gaoxi-Controller 调用。它们之间的调用由 Dubbo 来完成,所以它们的 pom 文件中并不需要作任何配置。
而这些模块和 Gaoxi-Common-Service-Facade 之间是本地调用,因此需要将 Gaoxi-Common-Service-Facade 打成 jar 包,并让这些模块依赖这个 jar,因此就需要在所有模块的 pom 中配置和 Gaoxi-Common-Service-Facade 的依赖关系。
此外,为了简化各个模块的配置,我们将所有模块的通用依赖放在 Project 的 pom 文件中,然后让所有模块作为 Project 的子模块。这样子模块就可以从父模块中继承所有的依赖,而不需要自己再配置了。
下面开始动手:
首先将 Common-Service-Facade 的打包方式设成 jar。
当打包这个模块的时候,Maven 会将它打包成 jar,并安装在本地仓库中。这样其他模块打包的时候就可以引用这个 jar。
- <groupId>com.gaoxi</groupId>
- <artifactId>gaoxi-common-service-facade</artifactId>
- <version>0.0.1</version>
- <packaging>jar</packaging>
将其他模块的打包方式设为 war。除了 Gaoxi-Common-Service-Facade 外,其他模块都是一个个可独立运行的子系统,需要在 Web 容器中运行,所以我们需要将这些模块的打包方式设成 war。
- <groupId>com.gaoxi</groupId>
- <artifactId>gaoxi-user</artifactId>
- <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
- <packaging>war</packaging>
在总 pom 中指定子模块。modules 标签指定了当前模块的子模块是谁,但是仅在父模块的 pom 文件中指定子模块还不够,还需要在子模块的 pom 文件中指定父模块是谁。
- <modules>
- <module>Gaoxi-Analysis</module>
- <module>Gaoxi-Order</module>
- <module>Gaoxi-Product</module>
- <module>Gaoxi-User</module>
- <module>Gaoxi-Redis</module>
- <module>Gaoxi-Controller</module>
- <module>Gaoxi-Common-Service-Facade</module>
- </modules>
在子模块中指定父模块。
- <parent>
- <groupId>com.gaoxi</groupId>
- <artifactId>gaoxi</artifactId>
- <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
- <relativePath>../pom.xml</relativePath>
- </parent>
到此为止,模块的依赖关系配置完毕!但要注意模块打包的顺序。
由于所有模块都依赖于 Gaoxi-Common-Servie-Facade 模块,因此在构建模块时,首先需要编译、打包、安装 Gaoxi-Common-Servie-Facade,将它打包进本地仓库中,这样上层模块才能引用到。当该模块安装完毕后,再构建上层模块。
否则在构建上层模块的时候会出现找不到 Gaoxi-Common-Servie-Facade 中类库的问题。
在父模块的 pom 中添加所有子模块公用的依赖
- <dependencies>
- <!-- Spring Boot -->
- <dependency>
- <groupId>org.springframework.boot</groupId>
- <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
- </dependency>
- <!-- Spring MVC -->
- <dependency>
- <groupId>org.springframework.boot</groupId>
- <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
- </dependency>
- <!-- Spring Boot Test -->
- <dependency>
- <groupId>org.springframework.boot</groupId>
- <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
- <scope>test</scope>
- </dependency>
- <!-- MyBatis -->
- <dependency>
- <groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
- <artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
- <version>1.3.1</version>
- </dependency>
- <!-- Mysql -->
- <dependency>
- <groupId>mysql</groupId>
- <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
- <scope>runtime</scope>
- </dependency>
- <!-- Dubbo -->
- <dependency>
- <groupId>io.dubbo.springboot</groupId>
- <artifactId>spring-boot-starter-dubbo</artifactId>
- <version>1.0.0</version>
- </dependency>
- <!-- gaoxi-common-service-facade -->
- <dependency>
- <groupId>com.gaoxi</groupId>
- <artifactId>gaoxi-common-service-facade</artifactId>
- <version>0.0.1</version>
- </dependency>
- <!-- AOP -->
- <dependency>
- <groupId>org.springframework.boot</groupId>
- <artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId>
- </dependency>
- <!-- guava -->
- <dependency>
- <groupId>com.google.guava</groupId>
- <artifactId>guava</artifactId>
- <version>23.3-jre</version>
- </dependency>
- </dependencies>
当父模块的 pom 中配置了公用依赖后,子模块的 pom 文件将非常简洁,如下所示:
- <groupId>com.gaoxi</groupId>
- <artifactId>gaoxi-user</artifactId>
- <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
- <packaging>war</packaging>
- <name>gaoxi-user</name>
- <parent>
- <groupId>com.gaoxi</groupId>
- <artifactId>gaoxi</artifactId>
- <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
- <relativePath>../pom.xml</relativePath>
- </parent>
当项目的结构搭建完成之后,接下来你需要配置 Docker 环境,并将这些项目打包进容器中,验证下是否能正常启动。
创建 Docker 容器
安装 Docker
在使用 Docker 之前,你当然先要安装 Docker,安装过程较为简单,基本上就是傻瓜式操作,这里就不作过多介绍了,你可以在 Docker 的官网下载相应系统的安装包。
获取 Tomcat 镜像
在微服务架构中,一个完整的系统被拆分成了多个被称为“微服务”的子系统,这些子系统可以独立运行在 Web 容器中。所以我们需要为这些系统提供运行的 Web 容器,这里我们选择大家较为熟悉的 Tomcat。
我们知道,Tomcat 依赖于 Java 环境,安装 Tomcat 之前要进行一系列环境的配置:安装 Java、配置环境变量、安装 Tomcat 等等。
这些操作还是有些繁琐的。不过没关系,当使用了 Docker 之后,这些过程都可以轻而易举地完成。
我们只需从 Docker Hub 上找到 Tomcat 的镜像资源,然后从上面拉取下来就可以使用。你可以使用 Tomcat 官方的镜像,也可以使用我发布在 Docker Hub 上的 Tomcat 镜像。
注意点:推荐使用我的 Tomcat 镜像资源 chaimm/tomcat,因为这个镜像中除了配置 Tomcat 的安装环境以外,还有一些本项目中要用到的 Jenkins 相关的配置。
采用如下命令从 Docker Hub 上拉取镜像:
- docker pull chaimm/tomcat:1.1
简单解释下,Docker pull 是从 Docker Hub 上拉取镜像的命令,后面的 chaimm/tomcat 是镜像的名称;:1.1 是镜像的版本号。目前这个镜像的最新版本号是 1.1,推荐大家拉取这个。
创建 Tomcat 容器
这里再简单介绍下“镜像”和“容器”的关系。 “镜像”就好比是面向对象中的“类”,“容器”就好比“类”创建的“对象”。
在面向对象中,“类”定义了各种属性,“类”可以实例化出多个“对象”;而在 Docker 中,“镜像”定义了各种配置信息,它可以实例化出多个“容器”。“容器”就是一台可以运行的“虚拟机”。
接下来我们需要为所有的微服务创建各自的容器:
- gaoxi-user
- gaoxi-product
- gaoxi-order
- gaoxi-analysis
- gaoxi-controller
- gaoxi-redis
以创建 gaoxi-user 容器为例,采用如下命令创建容器:
- docker run --name gaoxi-user-1 -p 8082:8080 -v /usr/web/gaoxi-log:/opt/tomcat/gaoxi-log chaimm/tomcat:1.1
- --name:指定容器的名字。
- -p:指定容器的端口映射,-p 8082:8080 表示将容器的 8080 端口映射到宿主机的 8082 端口上。
- -v:指定容器数据卷的映射,xxx:yyy 表示将容器 yyy 目录映射到宿主机的 xxx 目录上,从而访问宿主机的 xxx 目录就相当于访问容器的 yyy 目录。
- chaimm/tomcat:1.1:表示容器所对应的镜像。
这条命令执行成功后,你就可以通过你的 IP:8082 访问到 gaoxi-user-1 容器的 Tomcat 了。如果你看到了那只眼熟的猫,那就说明容器启动成功了!
接下来,你需要按照上面的方法,给剩下几个系统创建好 Tomcat 容器。
注意点:你需要给这些 Tomcat 容器指定不同的端口号,防止端口号冲突。当然,在实际开发中,你并不需要将容器的 8080 端口映射到宿主机上,这里仅仅是为了验证容器是否启动成功才这么做的。
整合 Dubbo
创建 ZooKeeper 容器
Dubbo 一共定义了三种角色,分别是:服务提供者、服务消费者、注册中心。
注册中心是服务提供者和服务消费者的桥梁,服务消费者会在初始化的时候将自己的 IP 和端口号发送给注册中心,而服务消费者通过注册中心指导服务提供者的 IP 和端口号。
在 Dubbo 中,注册中心有多种选择,Dubbo 最为推荐的即为 ZooKeeper,本文采用 ZooKeepeer 作为 Dubbo 的注册中心。
创建 ZooKeeper 容器也较为简单,大家可以直接使用我创建的 ZooKeeper 镜像,通过如下命令即可下载镜像:
- docker pull chaimm/zookeeper-dubbo:1.0
该镜像中不仅运行了一个 ZooKeeper,还运行了一个拥有 Dubbo-Admin 项目的 Tomcat。dubbo-admin 是 Dubbo 的一个可视化管理工具,可以查看服务的发布和引用的情况。
使用如下命令启动容器:
- docker run --name zookeeper-debug -p 2182:2181 -p 10000:8080 chaimm/zookeeper-dubbo:1.0
- -p 2182:2181,将容器的 2181 端口映射到宿主机的 2182 端口上,该端口是 ZooKeeper 的端口号。
- -p 10000:8080,将容器的 8080 端口映射到宿主机的 10000 端口上,该端口是 Dubbo-Admin 所在 Tomcat 的端口号。
启动成功后,你就可以通过你的 IP:10000/dubbo-admin-2.8.4/ 访问到 Dubbo-Admin,如下图所示:
父 POM 文件中引入 Dubbo 依赖
- <!-- Spring Boot Dubbo 依赖 -->
- <dependency>
- <groupId>io.dubbo.springboot</groupId>
- <artifactId>spring-boot-starter-dubbo</artifactId>
- <version>1.0.0</version>
- </dependency>
发布服务
假设,我们需要将 Gaoxi-User 项目中的 UserService 发布成一项 RPC 服务,供其他系统远程调用,那么我们究竟该如何借助 Dubbo 来实现这一功能呢?
在 Gaoxi-Common-Service-Facade 中定义 UserService 的接口。
由于服务的发布和引用都依赖于接口,但服务的发布方和引用方在微服务架构中往往不在同一个系统中,所以需要将发布和引用的接口放在公共类库中,从而双方都能够引用。
接口如下所示:
- public interface UserService {
- public UserEntity login(LoginReq loginReq);
- }
在 Gaoxi-User 中定义接口的实现。在实现类上需要加上 Dubbo 的 @Service 注解,从而 Dubbo 会在项目启动的时候扫描到该注解,将它发布成一项 RPC 服务。
- @Service(version = "1.0.0")
- public class UserServiceImpl implements UserService {
- @Override
- public UserEntity login(LoginReq loginReq) {
- // 具体的实现代码
- }
- }
在 Gaoxi-User 的 application.properties 中配置服务提供者的信息。
- spring.dubbo.application.name=user-provider # 本服务的名称
- spring.dubbo.registry.address=zookeeper://IP:2182 # ZooKeeper所在服务器的IP和端口号
- spring.dubbo.protocol.name=dubbo # RPC通信所采用的协议
- spring.dubbo.protocol.port=20883 # 本服务对外暴露的端口号
- spring.dubbo.scan=com.gaoxi.user.service # 服务实现类所在的路径
按照上面配置完成后,当 Gaoxi-User 系统初始化的时候,就会扫描 spring.dubbo.scan 所指定的路径下的 @Service 注解,该注解标识了需要发布成 RPC 服务的类。
Dubbo 会将这些类的接口信息+本服务器的 IP+spring.dubbo.protocol.port 所指定的端口号发送给 ZooKeeper,Zookeeper 会将这些信息存储起来。 这就是服务发布的过程,下面来看如何引用一项 RPC 服务。
引用服务
假设,Gaoxi-Controller 需要调用 Gaoxi-User 提供的登录功能,此时它就需要引用 UserService 这项远程服务。下面来介绍服务引用的方法。
声明需要引用的服务。引用服务非常简单,你只需要在引用的类中声明一项服务,然后用 @Reference 标识,如下所示:
- @RestController
- public class UserControllerImpl implements UserController {
- @Reference(version = "1.0.0")
- private UserService userService;
- @Override
- public Result login(LoginReq loginReq, HttpServletResponse httpRsp) {
- // 登录鉴权
- UserEntity userEntity = userService.login(loginReq);
- }
- }
在 Gaoxi-Controller 的 application.properties 中配置服务消费者的信息。
- spring.dubbo.application.name=controller-consumer # 本服务的名称
- spring.dubbo.registry.address=zookeeper://IP:2182 # zookeeper所在服务器的IP和端口号
- spring.dubbo.scan=com.gaoxi # 引用服务的路径
上述操作完成后,当 Gaoxi-Controller 初始化的时候,Dubbo 就会扫描 spring.dubbo.scan 所指定的路径,并找到所有被 @Reference 修饰的成员变量;然后向 Zookeeper 请求该服务所在的 IP 和端口号。
当调用 userService.login() 的时候,Dubbo 就会向 Gaoxi-User 发起请求,完成调用的过程。
这个调用过程是一次 RPC 调用,但作为程序猿来说,这和调用一个本地函数没有任何区别,远程调用的一切都由 Dubbo 来帮你完成。这就是 Dubbo 的作用。
自动化构建
Jenkins 是一个自动化构建工具,它可以帮助我们摆脱繁琐的部署过程,我们只需要在一开始配置好构建策略,以后部署只需要一键完成。
创建 Jenkins 容器
Jenkins 采用 Java 开发,也需要 Java 环境,但我们使用 Docker 后,一切都采用容器化部署,Jenkins 也不例外。
拉取镜像,这里我们使用 Jenkins 官方提供的镜像,大家只需执行如下命令拉取即可:
- docker pull docker.io/jenkins/jenkins
启动容器,由于 Jenkins 运行在 Tomcat 容器中,因此我们将容器的 8080 端口映射到宿主机的 10080 端口上:
- docker run --name jenkins -p 10080:8080 docker.io/jenkins/jenkins
初始化 Jenkins,然后你需要访问 IP:10080,Jenkins 会带着你进行一系列的初始化设置,你只要跟着它一步步走就行了,比较傻瓜式。
在 Jenkins 中创建项目
接下来我们要做的是,在 Jenkins 中为每一个服务创建一个项目,每个项目中定义了构建的具体流程。由于我们将整个项目分成了 6 个微服务,所以我们需要在 Jenkins 中分别为这 6 个服务创建项目。那就开始吧~
点击页面左侧的“新建”按钮:
输入项目名称 gaoxi-user,选择“构建一个 Maven 项目”,然后点击“OK”:
配置 Git 仓库,选择 Git,然后输入本项目 Git 仓库的 URL,并在 Credentials 中输入 Git 的用户名和密码,如下图所示:
构建触发器,选择第一项,如下图所示:
Pre Step,Pre Step 会在正式构建前执行,由于所有项目都依赖于 Gaoxi-Common-Service—Facade,因此在项目构建前,需要将它安装到本地仓库,然后才能被当前项目正确依赖。
因此,在 Pre Step 中填写如下信息:
Build,然后就是正式构建的过程,填写如下信息即可:
OK,Gaoxi-User 的构建过程就配置完成了。当我们点击“立即构建”按钮时,Jenkins 首先会从我们指定的 Git 仓库中拉取代码,然后执行 Pre Step 中的 Maven 命令,将 Gaoxi-Common-Serivce-Facade 打包安装到本地仓库。然后执行 Build 过程,将 Gaoxi-User 进行编译打包。
但此时 Gaoxi-User 仍然只是一个本地 war 包,并没有部署到 Tomcat 容器中,而我们采用了容器化部署后,Jenkins 服务和 Gaoxi-User 服务并不在同一个 Docker 容器中。
那么究竟该如何才能将 Jenkins 本地编译好的 war 包发送到 Gaoxi-User 容器中呢?这就需要使用 Jenkins 的一个插件——Deploy Plugin。
远程部署
首先你需要下载 Deploy Plugin 插件。
下载地址:https://wiki.jenkins.io/display/JENKINS/Deploy+Plugin
安装插件,在系统管理–>插件管理–>高级上传 deploy.hpi 进行安装。
在父项目的 pom 文件中增加远程部署插件:
- <plugin>
- <groupId>org.codehaus.cargo</groupId>
- <artifactId>cargo-maven2-plugin</artifactId>
- <version>1.6.5</version>
- <configuration>
- <container>
- <!-- 指明使用的tomcat服务器版本 -->
- <containerId>tomcat8x</containerId>
- <type>remote</type>
- </container>
- <configuration>
- <type>runtime</type>
- <cargo.remote.username>Tomcat的用户名</cargo.remote.username>
- <cargo.remote.password>Tomcat的密码</cargo.remote.password>
- </configuration>
- </configuration>
- <executions>
- <execution>
- <phase>deploy</phase>
- <goals>
- <goal>redeploy</goal>
- </goals>
- </execution>
- </executions>
- </plugin>
为 Tomcat 设置用户名和密码,修改 gaoxi-user 容器中 Tomcat 的 tomcat-users.xml 文件,增加 Tomcat 的 manager 用户。
注意:如果你使用了 chaimm/tomcat 镜像,那么其中 Tomcat 配置都已经完成,默认用户名:admin、默认密码:jishimen2019。强烈建议修改用户名和密码。
修改 Jenkins 中 gaoxi-user 的配置,在“构建后操作”中增加如下配置:
- WAR/EAR files:表示你需要发布的 war 包。
- Containers:配置目标 Tomcat 的用户名和密码。
Maven 的 profile 功能
在实际开发中,我们的系统往往有多套环境构成,如:开发环境、测试环境、预发环境、生产环境。而不同环境的配置各不相同。
如果我们只有一套配置,那么当系统从一个环境迁移到另一个环境的时候,就需要通过修改代码来更换配置,这样无疑增加了工作的复杂度,而且易于出错。但好在 Maven 提供了 profile 功能,能帮助我们解决这一个问题。
父项目的 pom 中添加 profile 元素,首先,我们需要在总 pom 的中添加多套环境的信息,如下所示:
- <profiles>
- <profile>
- <id>dev</id>
- <properties>
- <profileActive>dev</profileActive>
- </properties>
- <activation>
- <activeByDefault>true</activeByDefault>
- </activation>
- </profile>
- <profile>
- <id>test</id>
- <properties>
- <profileActive>test</profileActive>
- </properties>
- </profile>
- <profile>
- <id>prod</id>
- <properties>
- <profileActive>prod</profileActive>
- </properties>
- </profile>
- </profiles>
父项目的 pom 中添加 resource 元素,resource 标识了不同环境下需要打包哪些配置文件。
- <resources>
- <resource>
- <!-- 标识配置文件所在的目录 -->
- <directory>src/main/resources</directory>
- <filtering>true</filtering>
- <!-- 构建时将这些配置文件全都排除掉 -->
- <excludes>
- <exclude>application.properties</exclude>
- <exclude>application-dev.properties</exclude>
- <exclude>application-test.properties</exclude>
- <exclude>application-prod.properties</exclude>
- </excludes>
- </resource>
- <resource>
- <directory>src/main/resources</directory>
- <filtering>true</filtering>
- <!-- 标识构建时所需要的配置文件 -->
- <includes>
- <include>application.properties</include>
- <!-- ${profileActive}这个值会在maven构建时传入 -->
- <include>application-${profileActive}.properties</include>
- </includes>
- </resource>
- </resources>
父项目的 pom 中添加插件 maven-resources-plugin,该插件用来在 Maven 构建时参数替换。
- <plugin>
- <artifactId>maven-resources-plugin</artifactId>
- <version>3.0.2</version>
- <configuration>
- <delimiters>
- <delimiter>@</delimiter>
- </delimiters>
- <useDefaultDelimiters>false</useDefaultDelimiters>
- </configuration>
- </plugin>
在子项目中创建配置,分别为 dev 环境、test 环境、prod 环境创建三套配置,application.proerpties 中存放公用的配置。
在 application.properties 中添加spring.profiles.active=@profileActive@:
- spring.profiles.active=@profileActive@
修改 Jenkins 的配置,在所有 Jenkins 中所有 Maven 命令的末尾添加-P test,在打包的时候 -P 后面的参数将会作为 @profileActive@ 的值传入系统中,从而根据该值打包相应的 application-{profileActive}.properties 文件。
开发流程
到此为止,所有准备工作都已经完成,接下来就可以进入代码开发阶段。下面我以一个例子,带着大家感受下有了这套微服务框架后,我们的开发流程究竟有了哪些改变?
下面以开发一个用户登录功能为例,介绍下使用本框架之后开发的流程。
开发目标
有如下两个开发目标:
- 在 Gaoxi-User 系统中实现登录的业务逻辑,并发布成 RPC 服务。
- 在 Gaoxi-Controller 中远程调用登录服务,并向前端提供登录的 REST 接口。
开发登录服务
首先需要在 Gaoxi-Common-Service-Facade 中创建 UserService 接口,并在其中声明登录的抽象函数。
- public interface UserService {
- public UserEntity login(LoginReq loginReq);
- }
PS:为什么要将 UserService 放在 Gaoxi-Common-Service-Facade 中?
在这个项目中,Gaoxi-User 是 UserService 服务的提供方,Gaoxi-Controller 是 UserService 服务的引用方。由于二者并不在同一个系统中,所以必须要借助于 Dubbo 来实现远程方法调用。
而 Dubbo 发布服务和引用服务的时候,都是根据服务的接口标识服务的,即服务引用方和发布方都需要使用服务的接口,因此需要将服务的接口放在所有项目共同依赖的基础模块——Gaoxi-Common-Service-Facade 中。
然后在 Gaoxi-User 中开发 UserService 的实现——UserServiceImpl。 UserServiceImpl 上必须要加上 Dubbo 的 @Service 注解,从而告诉 Dubbo,在本项目初始化的时候需要将这个类发布成一项服务,供其他系统调用。
- @Service(version = "1.0.0")
- @org.springframework.stereotype.Service
- public class UserServiceImpl implements UserService {
- @Autowired
- private UserDAO userDAO;
- @Override
- public UserEntity login(LoginReq loginReq) {
- // 校验参数
- checkParam(loginReq);
- // 创建用户查询请求
- UserQueryReq userQueryReq = buildUserQueryReq(loginReq);
- // 查询用户
- List<UserEntity> userEntityList = userDAO.findUsers(userQueryReq);
- // 查询失败
- if (CollectionUtils.isEmpty(userEntityList)) {
- throw new CommonBizException(ExpCodeEnum.LOGIN_FAIL);
- }
- // 查询成功
- return userEntityList.get(0);
- }
- }
引用登录服务
当 UserService 开发完毕后,接下来 Gaoxi-Controller 需要引用该服务,并向前端提供一个登录的 REST 接口。
若要使用 userService 中的函数,仅需要在 userService 上添加 @Reference 注解,然后就像调用本地函数一样使用 userService 即可。
Dubbo 会帮你找到 UserService 服务所在的 IP 和端口号,并发送调用请求。但这一切对于程序猿来说是完全透明的。
- @RestController
- public class UserControllerImpl implements UserController {
- @Reference(version = "1.0.0")
- private UserService userService;
- @Override
- public Result login(LoginReq loginReq, HttpServletResponse httpRsp) {
- // 登录鉴权
- UserEntity userEntity = userService.login(loginReq);
- // 登录成功
- doLoginSuccess(userEntity, httpRsp);
- return Result.newSuccessResult();
- }
- }
自动构建服务
上面的代码完成后,你需要将代码提交至你的 Git 仓库,接下来就是自动化部署的过程了。
你需要进入 Jenkins,由于刚才修改了 Gaoxi-User 和 Gaoxi-Controller 的代码,因此你需要分别构建这两个项目。
接下来 Jenkins 会自动从你的 Git 仓库中拉取最新的代码,然后依次执行 Pre Step、Build、构建后操作的过程。
由于我们在 Pre Step 中设置了编译 Gaoxi-Common-Service-Facade,因此 Jenkins 首先会将其安装到本地仓库;然后再执行 Build 过程,构建 Gaoxi-User,并将其打包成 war 包。
最后将执行“构建后操作”,将 war 包发布到相应的 Tomcat 容器中。 至此,整个发布流程完毕!
查看服务的状态
当 Jenkins 构建完成后,我们可以登录 Dubbo-Admin 查看服务发布和引用的状态。
当我们搜索 UserService 服务后,可以看到,该服务的提供者已经成功发布了服务:
点击“消费者”我们可以看到,该服务已经被 controller-consumer 成功订阅:
总结
总结一下,这套框架有如下优势:
- 微服务架构,我们借助于 Spring Boot 和 Dubbo 实现了微服务架构。微服务架构的理念就是将一个原本庞大、复杂的系统,按照业务功能拆分成一个个具有独立功能、可以独立运行的子系统。
系统之间若有依赖,则通过 RPC 接口通信。从而最大限度地降低了系统之间的耦合度,从而更加易于扩展、更加易于维护。
- 容器化部署,我们借助于 Docker 实现了容器化部署。容器能够帮助我们屏蔽不同环境下的配置问题,使得我们只需要有一个 Dockerfile 文件,就可以处处运行。
和虚拟机一样,Docker 也拥有环境隔离的能力,但比虚拟机更加轻量级,由于每个容器仅仅是一条进程,因此它可以达到秒级的启动速度。
- 自动化构建,我们借助于 Jenkins 实现了所有项目的自动化构建与部署。我们只需要点击“立即构建”这个按钮,Jenkins 就可以帮助我们梳理好错综复杂的项目依赖关系,准确无误地完成构建,并将 war 包发送到相应的 Web 容器中。
在启动的过程中,Dubbo 会扫描当前项目所需要发布和引用的服务,将所需要发布的服务发布到 ZooKeeper 上,并向 ZooKeeper 订阅所需的服务。
有了 Jenkins 之后,这一切都是自动化完成。也许你并没有太强烈地感受到 Jenkins 所带来的便利。但是你想一想,对于一个具有错综复杂的依赖关系的微服务系统而言,如果每个服务的构建都需要你手动完成的话,你很快就会崩溃,你大把的时间将会投入在无聊但又容易出错的服务构建上,而 Jenkins 的出现能让这一切自动化完成。
作者:大闲人柴毛毛
编辑:陶家龙、孙淑娟
来源:转载自公众号:大闲人柴毛毛,ID:dxrcmm
源码:https://github.com/bz51/SpringBoot-Dubbo-Docker-Jenkins