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SpringCloud微服务学习教程：从入门到实践

标签：
Spring Cloud 微服务
概述

本文提供了SpringCloud微服务学习的全面指南，涵盖环境搭建、服务发现、配置中心、路由网关、服务容错与负载均衡等内容。通过多个实战案例，帮助读者理解和掌握SpringCloud的核心组件和微服务架构的实践方法。文章还推荐了进一步学习的方向，包括深入了解各组件、网络通信、运维管理、容器化技术以及微服务安全等。SpringCloud微服务学习从此不再困难。

SpringCloud微服务学习教程：从入门到实践
SpringCloud简介与环境搭建

什么是SpringCloud

SpringCloud是一套基于SpringBoot的微服务框架，旨在简化分布式系统的开发和部署。它通过一系列工具为分布式系统提供了一套完整的解决方案，包含服务发现、配置管理、服务网关、负载均衡、断路器等常见功能。

SpringCloud的目标是通过SpringBoot的约定优于配置的方式，使得分布式系统更容易实现。它不仅简化了分布式系统中各个组件的集成，也使得微服务架构变得更为容易掌握和使用。SpringCloud的核心组件包括Eureka、Ribbon、Hystrix、Zuul、SpringCloud Config等。

开发环境搭建

为了顺利开始SpringCloud的学习，你需要首先搭建好开发环境。以下是搭建步骤：

  1. 安装JDK：Spring Cloud是基于Java开发的，首先需要确保已经安装了JDK。可以通过命令 java -version 检查是否已安装。
  2. 安装Maven或Gradle：Maven或Gradle是项目构建工具，SpringCloud项目通常使用Maven或Gradle进行构建管理。可以通过命令 mvn -v 或 gradle -v 检查是否已安装。
  3. 安装IntelliJ IDEA或Eclipse：IDEA和Eclipse是常用的Java开发工具，可以选择其中任意一个。
  4. 安装Git：为了方便版本控制，推荐安装Git。可以通过命令 git --version 检查是否已安装。

安装完成后，可以创建一个SpringBoot项目作为SpringCloud的起点。

快速上手示例

接下来，我们将通过一个简单的示例来快速上手SpringCloud。

创建SpringBoot项目

  1. 使用IDEA或Eclipse创建一个新的SpringBoot项目。
  2. 选择"Maven Project"，并勾选Spring Web依赖。

添加SpringCloud依赖

在pom.xml文件中添加SpringCloud相关依赖：

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

配置Eureka客户端

在application.yml配置文件中，配置Eureka客户端：

spring:
  application:
    name: eureka-client
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:8761/eureka/
  instance:
    hostname: localhost
server:
  port: 8080

创建服务端点

在src/main/java目录下创建一个简单的服务端点：

package com.example.eurekaclient;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@SpringBootApplication
public class EurekaClientApplication {

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

@RestController
class HelloController {

    @GetMapping("/hello")
    public String hello() {
        return "Hello World!";
    }
}

启动服务

运行EurekaClientApplication类中的main方法启动服务。此时，你已经完成了一个简单的Eureka客户端服务。

服务发现与配置中心

服务发现简介

服务发现是指在动态环境下，系统能够自动识别并连接到其他服务的能力。在微服务架构中，服务发现是实现服务间通信的重要机制。它通常包括服务注册、服务发现和负载均衡三个部分。

服务注册：服务启动后，向服务注册中心注册自己，提供服务地址等元数据信息。
服务发现：服务调用方通过服务注册中心获取服务地址，实现了动态发现服务的能力。
负载均衡：服务调用方通过负载均衡算法，实现服务请求的均衡分配。

简单示例

创建一个简单的服务注册和发现的Spring Boot项目：

spring:
  application:
    name: eureka-discovery-service
server:
  port: 8081
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:8761/eureka/
  instance:
    hostname: localhost
package com.example.eurekaclient;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@SpringBootApplication
public class DiscoveryServiceApplication {

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

@RestController
class DiscoveryController {

    @GetMapping("/service")
    public String service() {
        return "Service is registered and discovered!";
    }
}

Eureka服务注册与发现

Eureka是Netflix开源的一个服务注册与发现组件，是Spring Cloud的核心组件之一。它提供了服务注册、服务发现、负载均衡等功能。

Eureka服务端配置

创建一个SpringBoot项目作为Eureka服务端，并添加Eureka Server依赖：

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

配置Eureka服务端：

spring:
  application:
    name: eureka-server
server:
  port: 8761
eureka:
  instance:
    hostname: localhost
  client:
    register-with-eureka: false
    fetch-registry: false
  server:
    wait-time-in-ms-after-spring-context-refresh: 5000

启动服务端

创建启动类并启动Eureka服务端：

package com.example.eurekaserver;

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);
    }
}

Eureka客户端配置

在上一节创建的Eureka客户端项目中，配置服务端地址：

spring:
  application:
    name: eureka-client
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:8761/eureka/
  instance:
    hostname: localhost
server:
  port: 8080

启动客户端，此时，客户端会向服务端注册自己的信息，服务端会显示客户端的注册信息。

SpringCloud Config配置中心

SpringCloud Config是一个分布式系统的配置管理工具，可以集中化管理所有应用的外部化配置。

创建Config Server

创建一个SpringBoot项目作为Config Server，并添加Config Server依赖：

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

配置Config Server：

spring:
  application:
    name: config-server
server:
  port: 8888
spring:
  cloud:
    config:
      server:
        git:
          uri: https://github.com/yourusername/config-repo
          username: yourusername
          password: yourpassword

启动Config Server

创建启动类并启动Config Server：

package com.example.configserver;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.config.server.EnableConfigServer;

@SpringBootApplication
@EnableConfigServer
public class ConfigServerApplication {

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

创建Config Client

在另一个SpringBoot项目中作为Config Client，添加Config Client和Eureka Client依赖：

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

配置Config Client：

spring:
  application:
    name: config-client
  cloud:
    config:
      uri: http://localhost:8888
      fail-fast: true

在Config Server项目仓库中创建配置文件application.yml：

spring:
  application:
    name: config-client
server:
  port: 8081

启动Config Client，此时，Config Client会从Config Server获取配置信息。

路由与网关

Zuul作为API网关的作用

Zuul是Netflix开源的一个路由和过滤器的框架，可以作为微服务架构中的API网关，提供路由、过滤器等功能。它通常部署在微服务集群的前端，负责所有外部请求的路由和过滤，同时还可以实现负载均衡、流量控制等功能。

配置Zuul网关

创建一个SpringBoot项目作为Zuul网关，并添加Zuul依赖：

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

配置Zuul网关：

spring:
  application:
    name: zuul-gateway
server:
  port: 9000
zuul:
  routes:
    service1:
      path: /service1/**
      sensitive-heads: true
      url: http://localhost:8080
    service2:
      path: /service2/**
      sensitive-heads: true
      url: http://localhost:8081

启动Zuul网关

创建启动类并启动Zuul网关：

package com.example.zuulgateway;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.zuul.EnableZuulProxy;

@SpringBootApplication
@EnableZuulProxy
public class ZuulGatewayApplication {

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

启动服务端和客户端服务，访问http://localhost:9000/service1/hello和http://localhost:9000/service2/hello，此时，Zuul网关会将请求转发到对应的后端服务。

使用SpringCloud Gateway进行路由配置

SpringCloud Gateway是Spring生态中的新一代API网关，它基于SpringBoot 2.0+，提供了强大的路由和过滤器功能。

创建SpringCloud Gateway项目

创建一个SpringBoot项目作为SpringCloud Gateway，并添加Gateway依赖：

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

配置Gateway：

spring:
  application:
    name: gateway
server:
  port: 9000
spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: my_route
          uri: lb://eureka-client
          predicates:
            - Path=/hello/**

启动SpringCloud Gateway

创建启动类并启动Gateway：

package com.example.gateway;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.gateway.route.RouteLocator;
import org.springframework.cloud.gateway.route.builder.RouteLocatorBuilder;
import org.springframework.context.annotation.Bean;

@SpringBootApplication
public class GatewayApplication {

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

    @Bean
    public RouteLocator myRoutes(RouteLocatorBuilder builder) {
        return builder.routes()
                .route("my_route", r -> r.path("/hello/**")
                        .uri("lb://eureka-client")
                        .id("my_route")
                )
                .build();
    }
}

启动服务端和客户端服务，访问http://localhost:9000/hello，此时，Gateway会将请求转发到Eureka客户端服务。

服务容错与负载均衡

服务容错机制：Hystrix

Hystrix是Netflix公司开源的一个延迟和容错库，主要针对分布式系统中可能出现的延迟和容错问题，保证服务的高可用性。它引入了断路器模式，用于处理依赖超时和失败问题。

配置Hystrix

创建一个SpringBoot项目，并添加Hystrix依赖：

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

配置Hystrix：

spring:
  application:
    name: hystrix-client
server:
  port: 8081

创建服务端点

在src/main/java目录下创建一个简单的服务端点，并添加Hystrix命令：

package com.example.hystrixclient;

import com.netflix.hystrix.HystrixCommand;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.client.circuitbreaker.EnableCircuitBreaker;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@SpringBootApplication
@EnableCircuitBreaker
public class HystrixClientApplication {

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

@RestController
class HelloController {

    @GetMapping("/hello")
    public String hello() {
        return new MyHystrixCommand()
                .execute();
    }

    class MyHystrixCommand extends HystrixCommand<String> {
        public MyHystrixCommand() {
            super(HystrixCommandGroupKey.Factory.asKey("ExampleGroup"));
        }

        @Override
        protected String run() throws Exception {
            return "Hello World!";
        }
    }
}

引入断路器

在客户端项目中引入断路器配置：

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

配置断路器：

spring:
  application:
    name: eureka-client
server:
  port: 8080
hystrix:
  command:
    default:
      execution:
        isolation:
          strategy: SEMAPHORE
          timeoutInMilliseconds: 1000

启动服务端，访问http://localhost:8081/hello，此时，如果服务端不可用，Hystrix会返回一个默认的响应。

负载均衡：Ribbon

Ribbon是Netflix开源的一个客户端负载均衡器，它基于客户端的负载均衡，可以在客户端实现动态的服务发现和负载均衡。

配置Ribbon

创建一个SpringBoot项目作为Ribbon客户端，并添加Ribbon依赖：

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

配置Ribbon：

spring:
  application:
    name: ribbon-client
server:
  port: 8082

创建服务端点

创建一个服务端点，模拟多个服务实例：

package com.example.ribbonclient;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.EnableEurekaClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
public class RibbonClientApplication {

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

@RestController
class HelloController {

    @GetMapping("/hello")
    public String hello() {
        return "Hello World!";
    }
}

测试负载均衡

启动多个服务端实例，并在客户端项目中访问http://localhost:8082/hello，此时，客户端会通过Ribbon实现负载均衡，轮流访问不同的服务端实例。

实战案例：搭建简单微服务系统

搭建一个简单的微服务系统

我们将搭建一个简单的微服务系统，包括配置中心、服务注册与发现、API网关、服务容错和负载均衡等功能。

创建Eureka Server

创建一个SpringBoot项目作为Eureka Server，并添加Eureka Server依赖：

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

配置Eureka Server：

spring:
  application:
    name: eureka-server
server:
  port: 8761
eureka:
  instance:
    hostname: localhost
  client:
    register-with-eureka: false
    fetch-registry: false
  server:
    wait-time-in-ms-after-spring-context-refresh: 5000

启动Eureka Server。

创建Config Server

创建一个SpringBoot项目作为Config Server，并添加Config Server依赖：

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

配置Config Server：

spring:
  application:
    name: config-server
server:
  port: 8888
spring:
  cloud:
    config:
      server:
        git:
          uri: https://github.com/yourusername/config-repo
          username: yourusername
          password: yourpassword

启动Config Server。

创建Config Client

创建一个SpringBoot项目作为Config Client，并添加Config Client和Eureka Client依赖：

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

配置Config Client：

spring:
  application:
    name: config-client
  cloud:
    config:
      uri: http://localhost:8888
      fail-fast: true

启动Config Client。

创建Eureka Client

创建一个SpringBoot项目作为Eureka Client，并添加Eureka Client依赖：

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

配置Eureka Client：

spring:
  application:
    name: eureka-client
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:8761/eureka/
  instance:
    hostname: localhost
server:
  port: 8080

启动Eureka Client。

创建Zuul Gateway

创建一个SpringBoot项目作为Zuul Gateway，并添加Zuul依赖：

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

配置Zuul Gateway：

spring:
  application:
    name: zuul-gateway
server:
  port: 9000
zuul:
  routes:
    service1:
      path: /service1/**
      sensitive-heads: true
      url: http://localhost:8080
    service2:
      path: /service2/**
      sensitive-heads: true
      url: http://localhost:8081

启动Zuul Gateway。

创建Hystrix Client

创建一个SpringBoot项目作为Hystrix Client，并添加Hystrix依赖：

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

配置Hystrix Client：

spring:
  application:
    name: hystrix-client
server:
  port: 8081

启动Hystrix Client。

创建Ribbon Client

创建一个SpringBoot项目作为Ribbon Client，并添加Ribbon依赖：

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

配置Ribbon Client：

spring:
  application:
    name: ribbon-client
server:
  port: 8082

启动Ribbon Client。

微服务的应用场景

微服务架构适用于以下场景：

  • 分布式系统：通过将单体应用拆分成多个小服务，可以提高系统的可扩展性、可维护性和灵活性。
  • 快速迭代：每个小服务都可以独立部署和升级，加快了开发和部署周期。
  • 容错处理：通过服务容错和负载均衡组件，提高了系统的容错能力。
  • 资源隔离：每个服务可以在独立的进程或容器中运行，提高了资源利用率和隔离性。
总结与后续学习方向

学习总结

通过本教程，我们了解了SpringCloud的基本概念和核心组件，如服务发现（Eureka）、配置中心（SpringCloud Config）、API网关（Zuul、SpringCloud Gateway）、服务容错（Hystrix）和负载均衡（Ribbon）。通过搭建一个简单的微服务系统，我们掌握了如何使用这些组件构建一个高可用、可扩展的微服务架构。

推荐进一步学习的方向

  • 深入了解SpringCloud各个组件的工作原理：通过阅读官方文档和代码，深入了解每个组件的设计思想和实现细节。
  • 微服务的网络通信：学习微服务之间的通信方式，如RPC、RESTful API等。
  • 微服务的运维管理：学习微服务的部署、监控、日志分析等运维管理手段。
  • 容器化与编排：学习Docker、Kubernetes等容器化技术，将微服务部署到云环境中。
  • 微服务的安全：学习OAuth、JWT等安全认证机制，保证微服务之间的安全通信。

推荐编程学习网站：慕课网

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发表于 2024.09.25 21:30， 共 49 人浏览

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