Spring Cloud开发、交付实践

https://spring.io/projects/spring-cloud#overview

1、Netflix是一家做视频的网站，可以这么说该网站上的美剧应该是最火的。

2、Netflix是一家没有CTO的公司，正是这样的组织架构能使产品与技术无缝的沟通，从而能快速迭代出更优秀的产品。在当时软件敏捷开发中，Netflix的更新速度不亚于当年的微信后台变更，虽然微信比Netflix迟发展，但是当年微信的灰度发布和敏捷开发应该算是业界最猛的。

3、Netflix由于做视频的原因，访问量非常的大，从而促使其技术快速的发展在背后支撑着，也正是如此，Netflix开始把整体的系统往微服务上迁移。

4、Netflix的微服务做的不是最早的，但是确是最大规模的在生产级别微服务的尝试。也正是这种大规模的生产级别尝试，在服务器运维上依托AWS云。当然AWS云同样受益于Netflix的大规模业务不断的壮大。

5、Netflix的微服务大规模的应用，在技术上毫无保留的把一整套微服务架构核心技术栈开源了出来，叫做Netflix OSS，也正是如此，在技术上依靠开源社区的力量不断的壮大。

6、Spring Cloud是构建微服务的核心，而Spring Cloud是基于Spring Boot来开发的。

7、Pivotal在Netflix开源的一整套核心技术产品线的同时，做了一系列的封装，就变成了Spring Cloud；虽然Spring Cloud到现在为止不只有Netflix提供的方案可以集成，还有很多方案，但Netflix是最成熟的。

> 本课程基于SpringBoot 2.3.6.RELEASE 和Spring Cloud Hoxton.SR9 版本

微服务场景

开发APP，提供个人的花呗账单管理。

注册、登录、账单查询
用户服务，账单管理服务

Eureka服务注册中心

在SpringCloud体系中，我们知道服务之间的调用是通过http协议进行调用的。而注册中心的主要目的就是维护这些服务的服务列表。

https://docs.spring.io/spring-cloud-netflix/docs/3.0.3/reference/html/

新建项目

pom中引入spring-cloud的依赖：

https://spring.io/projects/spring-cloud#overview

<properties>
    <spring.cloud-version>Hoxton.SR9</spring.cloud-version>
</properties>
<dependencyManagement>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
            <version>${spring.cloud-version}</version>
            <type>pom</type>
            <scope>import</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
</dependencyManagement>

引入eureka-server的依赖：

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId>
        </dependency>

启动eureka服务

https://docs.spring.io/spring-cloud-netflix/docs/2.2.5.RELEASE/reference/html/#spring-cloud-eureka-server-standalone-mode

application.yml

server:
  port: 8761
  
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://${eureka.instance.hostname}:${server.port}/eureka/
    register-with-eureka: false
    fetch-registry: false
  instance:
    hostname: localhost

启动类：

package com.luffy.eureka;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.server.EnableEurekaServer;

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

启动访问localhost:8761测试

创建spring cloud项目三部曲：

引入依赖包
修改application.yml配置文件
启动类添加注解

eureka认证

没有认证，不安全，添加认证：

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
        </dependency>

application.yml

server:
  port: 8761
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://${spring.security.user.name}:${spring.security.user.password}@${eureka.instance.hostname}:${server.port}/eureka/
    register-with-eureka: false
    fetch-registry: false
  instance:
    hostname: localhost
spring:
  security:
    user:
      name: ${EUREKA_USER:admin}
      password: ${EUREKA_PASS:admin}
  application:
    name: eureka

注册服务到eureka

新建项目，user-service（选择Spring Cloud依赖和SpringBoot Web依赖），用来提供用户查询功能。

三部曲：

pom.xml，并添加依赖
创建application.yml配置文件
创建Springboot启动类，并配置注解

在默认的pom.xml中添加：

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>

pom.xml添加：

\<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?\>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/_4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"\>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.3.6.RELEASE</version>
        <relativePath/> \<!-- lookup parent from repository --\>
    </parent>
    <groupId>com.luffy</groupId>
    <artifactId>user-service</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <name>user-service</name>
    <description>Demo project for Spring Boot</description>
    <properties>
        <java.version>1.8</java.version>
        <spring.cloud-version>Hoxton.SR9</spring.cloud-version>
    </properties>
    <dependencyManagement>
        <dependencies>
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
                <version>${spring.cloud-version}</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>
        </dependencies>
    </dependencyManagement>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>

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

</project>

application.yml

server:
  port: 7000
eureka:
  client:
    serviceUrl:
      defaultZone: http://${EUREKA_USER:admin}:${EUREKA_PASS:admin}@localhost:8761/eureka/
  instance:
    instance-id: ${eureka.instance.hostname}:${server.port}
    prefer-ip-address: true
    hostname: user-service
spring:
  application:
    name: user-service

启动类：

package com.luffy.user;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;

//注意这里也可使用@EnableEurekaClient
//但由于springcloud是灵活的，注册中心支持eureka、consul、zookeeper等
//若写了具体的注册中心注解，则当替换成其他注册中心时，又需要替换成对应的注解了。
//所以 直接使用@EnableDiscoveryClient 启动发现。
//这样在替换注册中心时，只需要替换相关依赖即可。
@EnableDiscoveryClient
@SpringBootApplication
public class UserServiceApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(UserServiceApplication.class, args);
    }
}

报错：

c.n.d.s.t.d.RetryableEurekaHttpClient    : Request execution failed with message: com.fasterxml.jackson.databind.exc.MismatchedInputException: Root name 'timestamp' does not match expected ('instance') for type [simple type, class com.netflix.appinfo.InstanceInfo]

新版本的security默认开启csrf了，关掉，在注册中心新建一个类，继承WebSecurityConfigurerAdapter来关闭 ,> 注意，是在eureka server端关闭。

package com.luffy.eureka;

import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.HttpSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.EnableWebSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.WebSecurityConfigurerAdapter;

@EnableWebSecurity
@Configuration
class WebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {

    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http.csrf().disable(); //关闭csrf
        http.authorizeRequests().anyRequest().authenticated().and().httpBasic(); //开启认证
    }
}

当注册中心后面维护的服务实例出现故障后，注册中心会存在时间差来感知到服务故障，这个时间差主要通过如下方面来调节：

eureka server检测实例是否过期的周期时间

eureka server端

server:
  port: 8761
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://${spring.security.user.name}:${spring.security.user.password}@${eureka.instance.hostname}:${server.port}/eureka/
    register-with-eureka: false
    fetch-registry: false
  instance:
    hostname: localhost
  server:
    # 间隔5秒执行一次检测任务
    eviction-interval-timer-in-ms: 5000
spring:
  security:
    user:
      name: ${EUREKA_USER:admin}
      password: ${EUREKA_PASS:admin}
  application:
    name: eureka

eureka client注册端设置的心跳超时后剔除该实例的时间

针对user-service

server:
  port: 7000
eureka:
  client:
    serviceUrl:
      defaultZone: http://${EUREKA_USER:admin}:${EUREKA_PASS:admin}@localhost:8761/eureka/
  instance:
    instance-id: ${eureka.instance.hostname}:${server.port}
    prefer-ip-address: true
    hostname: user-service
    #eureka客户端需要多长时间发送心跳给eureka服务器，表明他仍然或者，默认30秒
    lease-renewal-interval-in-seconds: 2
    #eureka服务器在接受到实例的最后一次发出的心跳后，需要等待多久才可以将此实例删除
    lease-expiration-duration-in-seconds: 2
spring:
  application:
    name: user-service

Eurake有一个配置参数eureka.server.renewalPercentThreshold，定义了renews 和renews threshold的比值，默认值为0.85。当server在15分钟内，比值低于percent，即少了15%的微服务心跳，server会进入自我保护状态

默认情况下，如果Eureka Server在一定时间内没有接收到某个微服务实例的心跳，Eureka Server将会注销该实例（默认90秒）。但是当网络分区故障发生时，微服务与Eureka Server之间无法正常通信，这就可能变得非常危险了，因为微服务本身是健康的，此时本不应该注销这个微服务。

Eureka Server通过“自我保护模式”来解决这个问题，当Eureka Server节点在短时间内丢失过多客户端时（可能发生了网络分区故障），那么这个节点就会进入自我保护模式。一旦进入该模式，Eureka Server就会保护服务注册表中的信息，不再删除服务注册表中的数据（也就是不会注销任何微服务）。当网络故障恢复后，该Eureka Server节点会自动退出自我保护模式。

自我保护模式是一种对网络异常的安全保护措施。使用自我保护模式，而让Eureka集群更加的健壮、稳定。

开发阶段可以通过配置：eureka.server.enable-self-preservation=false关闭自我保护模式。

生产阶段，理应以默认值进行配置。

至于具体具体的配置参数，可至官网查看：http://cloud.spring.io/spring-cloud-static/Finchley.RELEASE/single/spring-cloud.html#_appendix_compendium_of_configuration_properties

高可用

高可用：

优先保证可用性
各个节点都是平等的，1个节点挂掉不会影响正常节点的工作，剩余的节点依然可以提供注册和查询服务
在向某个Eureka注册时如果发现连接失败，则会自动切换至其它节点，只要有一台Eureka还在，就能保证注册服务可用(保证可用性)

注意点：

多实例的话eureka.instance.instance-id需要保持不一样，否则会当成同一个
eureka.instance.hostname要与defaultZone里的地址保持一致
各个eureka的spring.application.name相同

服务提供者若想连接高可用的eureka，需要修改：

      defaultZone: http://${EUREKA_USER:admin}:${EUREKA_PASS:admin}@peer1:8762/eureka/,http://${EUREKA_USER:admin}:${EUREKA_PASS:admin}@peer2:8763/eureka/

部署k8s集群时，将eureka的集群地址通过参数的形式传递到pod内部，因此本地开发时，直接按照单点模式进行：

server:
  port: ${EUREKA_PORT:8761}
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: ${EUREKA_SERVER:http://${spring.security.user.name}:${spring.security.user.password}@localhost:8761/eureka/}
    fetch-registry: true
    register-with-eureka: true
  instance:
    instance-id: ${eureka.instance.hostname}:${server.port}
    hostname: ${EUREKA_INSTANCE_HOSTNAME:localhost}
    prefer-ip-address: true
  server:
    # 间隔5秒执行一次检测任务
    eviction-interval-timer-in-ms: 5000
spring:
  security:
    user:
      name: ${EUREKA_USER:admin}
      password: ${EUREKA_PASS:admin}
  application:
    name: eureka-cluster

k8s交付

分析：

高可用互相注册，但是需要知道对方节点的地址。k8s中pod ip是不固定的，如何将高可用的eureka服务使用k8s交付？

使用statefulset管理

添加Dockerfile

在pom.xml中重写jar包名称：

<finalName>${project.artifactId}</finalName>

Dockerfile

FROM openjdk:8-jdk-alpine
ADD target/eureka.jar app.jar
ENV JAVA_OPTS=""
CMD [ "sh", "-c", "java $JAVA_OPTS -jar /app.jar" ]

eureka-statefulset.yaml

# eureka-statefulset.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: eureka-cluster
  namespace: luffy
spec:
  serviceName: "eureka"
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: eureka-cluster
  template:
    metadata:
      labels:
        app: eureka-cluster
    spec:
      imagePullSecrets:
      - name: registry-172-21-65-226
      containers:
        - name: eureka
          image: 172.21.65.226:5000/spring-cloud/eureka-cluster:v1
          ports:
            - containerPort: 8761
          resources:
            requests:
              memory: 400Mi
              cpu: 50m
            limits:
              memory: 2Gi
              cpu: 2000m
          env:
            - name: MY_POD_NAME
              valueFrom:
                fieldRef:
                  fieldPath: metadata.name
            - name: EUREKA_SERVER
              value: "http://admin:admin@eureka-cluster-0.eureka:8761/eureka/,http://admin:admin@eureka-cluster-1.eureka:8761/eureka/,http://admin:admin@eureka-cluster-2.eureka:8761/eureka/"
            - name: EUREKA_INSTANCE_HOSTNAME
              value: ${MY_POD_NAME}.eureka
            - name: EUREKA_PORT
              value: "8761"

eureka-headless-service.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: eureka
  namespace: luffy
  labels:
    app: eureka
spec:
  ports:
    - port: 8761
      name: eureka
  clusterIP: None
  selector:
    app: eureka-cluster

ingress提供访问入口：

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: eureka-cluster
  namespace: dev
spec:
  ingressClassName: nginx
  rules:
  - host: eureka-cluster.luffy.com
    http:
      paths:
      - path: /
        pathType: Prefix
        backend:
          service: 
            name: eureka
            port:
              number: 8761

Spring Cloud开发、交付实践​

微服务场景​

Eureka服务注册中心​

新建项目​

启动eureka服务​

eureka认证​

注册服务到eureka​

高可用​

k8s交付​