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[Java知识库]SpringCloud 学习笔记总结 (三)

文章目录

1. zookeeper 之支付服务注册(服务提供者注册)
2. zookeeper 之临时节点和持久节点
3. zookeeper 之服务消费者注册
4. Consul 之简介
5. Consul 之安装运行Consul
6. Consul 之服务提供者注册进consul
7. Consul 之服务消费者注册进Consul
8. 三个注册中心的异同点
9. Ribbon 之介绍
10. Ribbon 之负载均衡和Rest调用
- 10.1 Ribbon 环境引入
- 10.2 RestTemplate 使用
11. Ribbon 之默认自带的负载均衡策略
12. Ribbon 之负载均衡规则替换
13. Ribbon 默认负载均衡轮询算法原理
14. 手写 Ribbon 的轮询算法

1. zookeeper 之支付服务注册(服务提供者注册)

在这里插入图片描述

zookeeper官方下载:

https://archive.apache.org/dist/zookeeper/

第一步：创建一个新的业务逻辑项目方便测试，导入对应的zookeeper依赖：

<!--SpringBoot整合zookeeper客户端-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-zookeeper-discovery</artifactId>
</dependency>

第二步：配置application.yml：

server:
  port: 8004

# 服务别名--注册zookeeper到注册中心名称
spring:
  application:
    name: cloud-provider-payment
  cloud:
  	# 注册到zookeeper
    zookeeper:
      connect-string: 150.158.199.52:2181

第三步：添加SpringBoot 启动类：

package com.itholmes.springcloud;

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

@SpringBootApplication
/**
 * 注解@EnableDiscoveryClient：
 *      用于像使用consul或者zookeeper作为注册中心时注册服务。
 */
@EnableDiscoveryClient
public class PaymentMain8004 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(PaymentMain8004.class,args);
    }
}

第四步：进入zookeeper的bin目录下，通过./zkServer.sh start 启动zookeeper：

./zkServer.sh start 启动zookeeper。
./zkCli.sh 进入zookeeper客户端。
启动之前一定要看看conf目录下面的zoo.cfg文件，一般会有一个zoo.sample.cfg，需要将其复制出一份zoo.cfg文件才能正常启动zookeeper。

在这里插入图片描述

注意：
在这里插入图片描述

第五步：启动业务逻辑项目。

可能遇到jar冲突！zookeeper的依赖jar包与服务器安装的zookeeper版本不一致就会出现jar包冲突的问题！

怎样解决zookeeper版本jar包与服务器的版本冲突的问题？
可以通过exclusions排除jar包自带的zookeeper3.5.3版本呢，添加其他版本的依赖。

<!--SpringBoot整合zookeeper客户端-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-zookeeper-discovery</artifactId>
    <exclusions>
    	<!--排除自身版本的zookeeper-->
        <exclusion>
            <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
            <artifactId>zookeeper</artifactId>
        </exclusion>
    </exclusions>
</dependency>
<!--添加新版本的zookeeper。-->
<dependency>
    <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
    <artifactId>zookeeper</artifactId>
    <version>3.4.9</version>
</dependency>

第六步：启动项目，查看zookeeper服务是否注册进去了。
在这里插入图片描述

2. zookeeper 之临时节点和持久节点

zookeeper可以分为临时节点和持久节点。

还可以细分为无序号的临时节点，带序号的临时节点，无序号的持久节点，带序号的持久节点。

当前服务器上zookeeper，当我们关闭业务逻辑系统时，zookeeper一定时间内接收不到心跳就会立刻将服务注册的信息删除掉，表明这台zookeeper服务器是临时节点。

3. zookeeper 之服务消费者注册

将消费者系统注册到zookeeper中，并且从zookeeper中拿到提供者的信息。

第一步：同样项目创建服务消费者，配置pom，创建springboot启动类。

package com.itholmes.springcloud;

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

@SpringBootApplication
// 不要忘记添加！！！
@EnableDiscoveryClient
public class OrderZKMain {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(OrderZKMain.class,args);
    }
}

第二步：将服务消费者，注册到zookeeper当中。

server:
  port: 80

# 服务别名--注册zookeeper到注册中心名称
spring:
  application:
    name: cloud-consumer-order
  cloud:
  # 注册到zookeeper
    zookeeper:
      connect-string: 150.158.199.52:2181

第三步：添加RestTemplate对象到容器中，同时不要忘记添加@LoadBalanced注解：

package com.itholmes.springcloud.config;

import org.springframework.cloud.client.loadbalancer.LoadBalanced;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

@Configuration
public class ApplicationContextConfig {
    @Bean
    //添加@LoadBalanced负载均衡注解
    @LoadBalanced
    public RestTemplate getRestTemplate(){
        return new RestTemplate();
    }
}

第四步：添加一个controller层，通过服务注册的微服务名称，使用RestTemplate来进行访问即可：

package com.itholmes.springcloud.controller;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;
import javax.annotation.Resource;

@RestController
@Slf4j
public class OrderZKController {

    public static final String INVOKE_URL = "http://cloud-provider-payment";

    @Resource
    private RestTemplate restTemplate;

    @GetMapping("/consumer/payment/zk")
    public String paymentInfo(){
        String result = restTemplate.getForObject(INVOKE_URL + "/payment/zk", String.class);
        return result;
    }

}

在这我依然还是遇到了域名不能包含下划线的问题！
在这里插入图片描述

所以最后还是被折服了，决定修改计算机主机名字。。。
在这里插入图片描述

4. Consul 之简介

Consul是一套开源的分布式服务发现和配置管理系统，由HahsiCorp公司用go语言开发的。

Consul的优势：
在这里插入图片描述

下载地址：https://learn.hashicorp.com/tutorials/consul/get-started-install

5. Consul 之安装运行Consul

去官方下载Consul的压缩包，传到服务器中：

对于zip文件，使用unzip命令来解压。

使用consul --version来查看consul版本：
在这里插入图片描述

通过consul agent -dev 通过开发模式启动consul：

注意：如果是云端访问，还需要加-client 0.0.0.0参数。

consul agent -dev # 该命令启动只能允许本机访问
consul agent -dev -client 0.0.0.0  # 加上-client 0.0.0.0就可以其他机器进行访问了

在这里插入图片描述

这样我们访问页面就可以进入consul的web页面：
在这里插入图片描述

6. Consul 之服务提供者注册进consul

同样创建服务提供者项目，改pom导依赖，添加配置文件和启动类。

第一步：对应consul的重要依赖：

<!--SpringCloud consul-server的客户端-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-consul-discovery</artifactId>
</dependency>

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

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

第二步：SpringBoot对consul，application.yml的整合。

server:
  port: 8006

spring:
  application:
    # 微服务名称
    name: consul-provider-payment
  # consul注册中心地址
  cloud:
    consul:
      host: 150.158.199.52
      port: 8500
      discovery:
        # hostname: 127.0.0.1
        service-name: ${spring.application.name}
        # healthbeat.enable 为 true 就是打开心跳机制，重新启动服务就不会再出现前面的问题了。
        heartbeat:
          enabled: true

第三步：添加主启动类。

package com.itholmes.springcloud;

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

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class PaymentMain8006 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(PaymentMain8006.class,args);
    }
}

第四步：就可以在consul web页面查看到。
在这里插入图片描述
（注意如果没有开启心跳检测就会出现上面的红叉。）

7. Consul 之服务消费者注册进Consul

同样创建服务提供者项目，改pom导依赖，添加配置文件和启动类。

application.yml配置：

server:
  port: 80

spring:
  application:
    # 微服务名称
    name: consul-consumer-order
  # consul注册中心地址
  cloud:
    consul:
      host: 150.158.199.52
      port: 8500
      discovery:
        # hostname: 127.0.0.1
        service-name: ${spring.application.name}
        # healthbeat.enable 为 true 就是打开心跳机制，重新启动服务就不会再出现前面的问题了。
        heartbeat:
          enabled: true

配置类RestTemplate不要忘记添加@LoadBalanced注解：

package com.itholmes.springcloud.config;

import org.springframework.cloud.client.loadbalancer.LoadBalanced;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

@Configuration
public class ApplicationContextConfig {
    @Bean
    //添加@LoadBalanced负载均衡注解
    @LoadBalanced
    public RestTemplate getRestTemplate(){
        return new RestTemplate();
    }
}

启动配置类：

package com.itholmes.springcloud;

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

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient//该注解用于向使用consul或者zookeeper作为注册中心注册服务
public class OrderConsulMain80 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(OrderConsulMain80.class,args);
    }
}

8. 三个注册中心的异同点

在这里插入图片描述

CAP理念：
在这里插入图片描述
由于是分布式微服务，所以P是要永远保证的，要么是CP，要么是AP。

eureka分支是AP。
zoo keeper和consul分支是CP。

9. Ribbon 之介绍

SpringCloud Ribbon 是基于Netflix Ribbon实现的一套客户端负载均衡的工具。

Ribbon的作用：主要功能是提供客户端的软件负载均衡算法和服务调用。

Ribbon客户端组件提供一系列完善项如连接超时，重试等。简单说，就是在配置文件中列出Load Balancer(简称LB，负载均衡)后面所有的机器，Ribbon会自动的帮助你基于某种规则(如简单轮询，随机连接等) 去连接这些机器。

Ribbon的github地址：https://github.com/Netflix/ribbon

ribbon目前已经维护，但是仍然有很多项目中使用！

常见的负载均衡的软件有：Nginx，LVS，硬件F5等。

LB负载均衡有两种：集中式LB 和进程内LB。

Nginx是服务器负载均衡，属于集中式LB。
Ribbon是本地负载均衡，属于进程式LB。

所以说Ribbon本质上就是RestTemplate + 负载均衡调用。

10. Ribbon 之负载均衡和Rest调用

10.1 Ribbon 环境引入

Ribbon就是一个软负载均衡的客户端组件。

下图就是一个Ribbon与Eureka Server结合的架构图：
在这里插入图片描述

Ribbon有多种策略：比如轮询，随机和根据相应时间加权。

正常情况下，我们需要引入:

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-ribbon</artifactId>
</dependency>

但是新版的spring-cloud-starter-netflix-eureka-client里面已经整合了ribbon！因此我们使用eureka的时候就有了负载均衡的效果。
在这里插入图片描述

10.2 RestTemplate 使用

RestTemplate主要有两种object和entity：

object返回对象为响应体中数据转化的对象，就是json样子。
entity返回对象为ResponseEntity对象，包含了一些响应的重要信息，响应头，响应状态码，响应体等等。(最近写过的一个项目，就恰好用到了配置响应头传递token)。

11. Ribbon 之默认自带的负载均衡策略

ribbon自带的几个默认负载均衡策略：
在这里插入图片描述

Ribbon的核心组件iRule接口：

上面几个默认的都是实现iRule接口的实现类中实现的。

12. Ribbon 之负载均衡规则替换

配置前，官方文档明确给出警告配置Ribbon的自定义配置类不能放到@ComponentScan所扫描当前包下以及子包下！！
在这里插入图片描述

设置自定义配置类：

还是要注意这个类不能设置在@ComponentScan所扫描当前包下以及子包下！！

package com.itholmes.myrule;

import com.netflix.loadbalancer.IRule;
import com.netflix.loadbalancer.RandomRule;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

//还是要注意这个类不能设置在@ComponentScan所扫描当前包下以及子包下！！
@Configuration
public class MySelfRule {

    //注入IRule接口对应的一些实现类
    @Bean
    public IRule myRule(){
        //随机规则
        return new RandomRule();
    }

}

SpringBoot启动类：

需要添加@RibbonClient注解，指定微服务名称和配置类。

package com.itholmes.springcloud;

import com.itholmes.myrule.MySelfRule;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.EnableEurekaClient;
import org.springframework.cloud.netflix.ribbon.RibbonClient;

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
//在这指定好，这里的name是要访问那个微服务的名称；configuration来指定负载均衡的规则的配置类。
@RibbonClient(name = "CLOUD-PAYMENT-SERVICE",configuration = MySelfRule.class)
public class OrderMain80 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(OrderMain80.class,args);
    }
}

13. Ribbon 默认负载均衡轮询算法原理

负载均衡算法：

rest接口第几次请求数 % 服务器集群总数量 = 实际调用服务器位置下标。
每次服务重启动后rest接口计数从1开始。

使用到了自旋锁：

什么是自旋锁？

自旋锁是指当一个线程尝试获取某个锁时，如果该锁已被其他线程占用，就一直循环检测锁是否被释放，而不是进入线程挂起或睡眠状态。

在这里插入图片描述

14. 手写 Ribbon 的轮询算法

定义一个LoadBalancer接口：

package com.itholmes.springcloud.lb;

import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;
import java.util.List;

public interface LoadBalancer {
    ServiceInstance instances(List<ServiceInstance> serviceInstances);
}

MyLB类，设置轮询算法：

package com.itholmes.springcloud.lb;

import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.util.List;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

@Component
public class MyLB implements LoadBalancer{

    /**
     *  AtomicInteger类是系统底层保护的int类型，通过提供执行方法的控制进行值的原子操作。
     *  AtomicInteger它不能当作Integer来使用
     *
     */
    private AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(0);

    public final int getAndIncrement(){
        int current;
        int next;
        do {
            current = this.atomicInteger.get();
            //2147483647是integer的最大值。
            next = current >= 2147483647 ? 0 : current + 1;

        /**
         * java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger.compareAndSet()是Java中的一种内置方法，
         * 如果当前值等于参数给定的期望值，则将值设置为参数中的传递值。该函数返回一个布尔值，该布尔值使我们了解更新是否完成。
         */
        }while (!this.atomicInteger.compareAndSet(current,next));
        System.out.println("*****第几次访问次数，next:"+next);
        return next;
    }

    @Override
    public ServiceInstance instances(List<ServiceInstance> serviceInstances) {
        //轮询算法
        int index = getAndIncrement() % serviceInstances.size();
        return serviceInstances.get(index);
    }
}

controller层验证：

@Resource
RestTemplate restTemplate;

@Resource
private DiscoveryClient discoveryClient;

@Resource
private LoadBalancer loadBalancer;

@GetMapping("/consumer/payment/lb")
public String getPaymentLB(){
    List<ServiceInstance> instances = discoveryClient.getInstances("CLOUD-PAYMENT-SERVICE");
    if (instances == null || instances.size()<=0){
        return null;
    }
    ServiceInstance instance = loadBalancer.instances(instances);
    URI uri = instance.getUri();
    return restTemplate.getForObject(uri+"/payment/lb",String.class);
}