微服务分布式架构基础与实战:基于Spring Boot + Spring Cloud/张方兴

微服务分布式架构的内容更新迭代速度极快，2018年6月开始就有许多微服务分布式的数据，但是到2019年已经跟不上Spring Cloud的版本了，过去大多数数据Spring Cloud都用Eureka作为注册中心，而Spring 官方已经在Spring Cloud Eureka 2.0以后宣布停止了Spring Cloud Eureka的更新计划，废弃该项目并将Consul作为Spring Cloud的注册中心。另外大多数书籍的网关依旧使用的Spring Cloud Zuul，但是目前Spring 已经逐渐废弃Spring Cloud Zuul，而是让Spring Cloud Gateway接替他的网关位置。市面上的同类书的技术将没有将此内容更新。另外本书从分布式架构程序的方式角度进行讲解，包括分布式任务调度、分布式事务管理，重点提及了这部分的实战与思想。很多书只是用来教导框架构架，而本书则希望通过框架让读者认识分布式的具体操作方法。本书以案例任务模式主要介绍了Spring Boot微服务的持久化、缓存、缓存同步、队列，Spring Cloud的新版注册中心Consul、新版网关Spring Cloud Gateway、Spring Cloud分布式通讯、共享信息、单点登录、鉴权等相关内容。

张方兴，多年从事Java编程工作，参与多个项目的研发工作，精通Java编程与SSM技术。

第1章 微服务分布式架构设计原理 1 1.1 Java Web应用程序的发展历史 1 1.2 微服务分布式 2 1.2.1 Spring Boot微服务的定义和特点 3 1.2.2 Spring Boot的职场导读 3 1.2.3 Spring部分内容 4 1.2.4 微服务的拆分 6 1.3 【实例】微服务工程Hello World 7 1.3.1 实例背景 7 1.3.2 创建Maven Project 7 1.3.3 使用空Maven Project模板 7 1.3.4 编辑Maven坐标定位及工程名 8 1.3.5 检查Maven目录结构 9 1.3.6 编写Pom文件 10 1.3.7 Spring Boot依赖包的导入 12 1.3.8 编写Spring Boot启动类 14 1.3.9 编写Spring Boot接口 14 1.3.10 当前项目结构 14 1.3.11 启动工程 15 1.3.12 Spring Boot初始化启动后 16 1.3.13 实例易错点 16 1.4 Spring Boot启动类扫描Bean 18 1.4.1 @SpringBootApplication注解 18 1.4.2 @ComponentScan注解 20 1.4.3 Spring Boot扫描其他包下文件 20 1.5 【实例】将端口号改成9090 21 1.5.1 实例背景 21 1.5.2 创建application.properties资源配置 文件 22 1.5.3 增加资源配置文件中的配置信息 23 1.5.4 运行结果 23 1.5.5 实例易错点 23 1.6 YAML文件 24 1.6.1 YAML文件简介 25 1.6.2 YAML文件的书写格式 25 1.7 【实例】使用YAML配置文件 25 1.7.1 实例背景 25 1.7.2 原properties文件 25 1.7.3 转换格式后的YAML文件 26 1.7.4 实例易错点 26 1.8 【实例】通过单配置文件让工程 适应多应用场景 27 1.8.1 实例背景 27 1.8.2 更改application.yml文件 27 1.8.3 更改启动类 27 1.8.4 输入启动参数 29 1.8.5 运行结果 30 1.8.6 实例易错点 30 1.9 【实例】通过多配置文件使工程 适应多应用场景 31 1.9.1 实例背景 31 1.9.2 新建SIT和UAT环境所需资源 配置文件 31 1.9.3 新建系统资源配置文件 31 1.9.4 编写启动类 31 1.9.5 当前项目结构 32 1.9.6 运行结果 32 1.10 微服务配置权重 32 1.10.1 资源配置信息类型的权重 32 1.10.2 资源配置文件类型的权重 33 1.10.3 资源配置文件存在位置与权重 解读 33 1.11 本章小结 34 1.12 习题 34 第2章 分布式的注册中心 35 2.1 注册中心 35 2.1.1 Eureka与Consul的区别 35 2.1.2 Consul的相关术语 37 2.1.3 Consul的安装 37 2.2 Consul的常用命令 37 2.2.1 consul agent -dev 38 2.2.2 consul -members 39 2.2.3 consul leave 40 2.2.4 agent命令的常用配置参数 40 2.2.5 HTTP API 41 2.3 【实例】创建第一个微服务分布式 项目 42 2.3.1 实例背景 42 2.3.2 搭建Consul集群 42 2.3.3 创建微服务工程编写相应依赖 文件 45 2.3.4 Spring Cloud和Spring Boot的 版本对应关系 46 2.3.5 编写微服务YAML资源配置文件 46 2.3.6 编写微服务启动类注册到 Consul上 48 2.3.7 当前项目结构 48 2.3.8 运行结果 49 2.3.9 实例易错点 50 2.4 【实例】通过代码获取Consul中的 服务信息 51 2.4.1 实例背景 51 2.4 2 编写获得其他注册服务的代码 52 2.4 3 运行结果 53 2.4.4 实例易错点 53 2.5 【实例】Spring Cloud操作Consul 的K/V存储 54 2.5.1 实例背景 54 2.5.2 添加依赖 54 2.5.3 利用Consul的UI界面添加K/V 存储 54 2.5.4 编写YAML资源配置文件对应 K/V存储 55 2.5.5 编写MyConfig.java文件对应 相关K/V存储 56 2.5.6 调用MyConfig.java中的参数 57 2.5.7 在启动类引用相关配置 57 2.5.8 当前项目结构 58 2.5.9 运行结果 58 2.5.10 实例易错点 60 2.6 本章小结 60 2.7 习题 60 第3章 分布式的通信 61 3.1 分布式通信 61 3.1.1 Spring Cloud Feign 61 3.1.2 Swagger 61 3.2 【实例】微服务集成Swagger 62 3.2.1 实例背景 62 3.2.2 编写Swagger依赖 62 3.2.3 编写Swagger配置 63 3.2.4 编写接口与接口处的Swagger 配置 64 3.2.5 当前项目结构 66 3.2.6 运行效果 66 3.2.7 实例易错点 70 3.3 【实例】Feign调用微服务接口 72 3.3.1 实例背景 72 3.3.2 引入相关配置信息 73 3.3.3 编写Feign客户端 73 3.3.4 编写调用 75 3.3.5 编写启动类 76 3.3.6 当前项目结构 76 3.3.7 运行结果 77 3.3.8 实例易错点 77 3.4 【实例】Feign的 78 3.4.1 实例背景 78 3.4.2 在cloud-admin-8084工程中增加 78 3.4.3 当前项目结构 79 3.4.4 运行结果 79 3.4.5 实例易错点 80 3.5 Feign的配置 81 3.5.1 传输数据压缩配置 81 3.5.2 日志配置 82 3.5.3 超时配置 83 3.6 【实例】Feign的降级回退处理 ――Feign的Fallback类 84 3.6.1 实例背景 84 3.6.2 在资源配置文件中开启Feign内置 的Hystrix权限 84 3.6.3 编写Fallback降级类 84 3.6.4 Service整合Fallback降级类 84 3.6.5 当前项目结构 85 3.6.6 运行结果 85 3.7 【实例】Feign的降级回退处理 ――Feign的Fallback工厂 86 3.7.1 实例背景 86 3.7.2 编写Fallback降级工厂 86 3.7.3 整合Fallback降级工厂 87 3.7.4 实例易错点 87 3.8 本章小结 88 3.9 习题 88 第4章 分布式的客户端负载均衡 89 4.1 负载均衡 89 4.1.1 传统服务器端负载均衡 89 4.1.2 Ribbon客户端负载均衡 89 4.2 【实例】Feign整合Ribbon分发 请求 90 4.2.1 实例背景 90 4.2.2 编写cloud-book-8086启动类与 配置类支持Ribbon 91 4.2.3 Service和Controller 92 4.2.4 当前项目结构 94 4.2.5 运行效果 95 4.2.6 实例易错点 96 4.3 Ribbon的负载均衡策略配置 97 4.4 本章小结 98 4.5 习题 98 第5章 分布式的断路器 99 5.1 断路器 99 5.1.1 为什么需要断路器 99 5.1.2 Hystrix 99 5.1.3 Hystrix解决的问题 100 5.1.4 Hystrix如何解决问题 100 5.2 【实例】Hystrix断路器的降级 回退 101 5.2.1 实例背景 101 5.2.2 编写相关Pom文件 101 5.2.3 编写application资源配置文件 101 5.2.4 编写Ribbon配置类 102 5.2.5 编写启动类 102 5.2.6 编写Service类 103 5.2.7 编写Controller类 103 5.2.8 当前项目结构 104 5.2.9 运行结果 105 5.2.10 实例易错点 106 5.3 Hystrix线程池 108 5.3.1 Hystrix断路器注解式的命令 配置 109 5.3.2 Hystrix断路器的注解式线程池 配置 111 5.3.3 Hystrix断路器注解式的整体 定制配置 112 5.3.4 Hystrix断路器资源配置式的 整体定制配置 113 5.4 【实例】Hystrix断路器的请求 缓存 114 5.4.1 实例背景 114 5.4.2 通过Filter初始化Hystrix 上下文 114 5.4.3 让启动类扫描Filter过滤器 116 5.4.4 编写Controller的Helper类 116 5.4.5 编写Controller类 118 5.4.6 当前项目结构 118 5.4.7 运行结果 119 5.4.8 销毁Hystrix的请求缓存 121 5.4.9 实例易错点 121 5.5 【实例】Hystrix的请求合并 123 5.5.1 实例背景 123 5.5.2 增加@HystrixCollapser请求合并 修饰的函数 124 5.5.3 Controller中调用请求合并函数 126 5.5.4 当前项目结构 126 5.5.5 运行结果 127 5.5.6 实例易错点 128 5.6 【实例】Hystrix的可视化监控 129 5.6.1 实例背景 129 5.6.2 Hystrix可视化监控的依赖 129 5.6.3 Hystrix可视化监控的启动类 129 5.6.4 被监控的微服务增加响应地址 130 5.6.5 当前项目结构 131 5.6.6 运行结果 132 5.6.7 实例易错点 134 5.7 本章小结 135 5.8 习题 135 第6章 微服务的异步线程池 136 6.1 异步线程池 136 6.1.1 异步线程池特点 136 6.1.2 常见的线程池 136 6.2 【实例】创建无返回值异步线 程池 137 6.2.1 实例背景 137 6.2.2 编写Pom文件 137 6.2.3 编写Spring Boot启动类 138 6.2.4 编写异步线程池任务接口与 实现 138 6.2.5 编写外部可调用接口 139 6.2.6 当前项目结构 140 6.2.7 运行程序查看异步线程池效果 140 6.2.8 实例易错点 141 6.3 【实例】创建有返回值异步 线程池 141 6.3.1 实例背景 141 6.3.2 增加新的服务接口 141 6.3.3 增加新的服务实现 141 6.3.4 增加新的调用 142 6.3.5 当前项目结构 142 6.3.6 运行程序查看异步线程池效果 142 6.3.7 实例易错点 143 6.4 【实例】优化异步线程池 143 6.4.1 实例背景 143 6.4.2 创建初始化线程池配置类 143 6.4.3 更改无返回值的异步线程池 Service实现类 145 6.4.4 运行程序查看异步线程池效果 145 6.4.5 实例易错点 146 6.5 【实例】优雅停止异步线程池 146 6.5.1 实例背景 146 6.5.2 何为“优雅” 146 6.5.3 修改原Config配置类 147 6.5.4 修改原Controller控制层 148 6.5.5 当前项目结构 149 6.5.6 优雅停止异步线程池的执行 效果 150 6.5.7 实例易错点 152 6.6 @Enable*注解 152 6.7 本章小结 152 6.8 习题 153 第7章 微服务整合持久化数据源 154 7.1 spring-data 154 7.1.1 ORM规范 154 7.1.2 JPA、Hibernate、spring-data-jpa 之间的关系 155 7.1.3 安装MySQL 155 7.2 【实例】Spring Boot整合MyBaits 注解式编程 156 7.2.1 实例背景 156 7.2.2 添加Pom文件 156 7.2.3 编写application资源配置文件 157 7.2.4 编写dao层 157 7.2.5 编写访问接口 159 7.2.6 当前项目结构 160 7.2.7 运行效果 160 7.2.8 实例易错点 160 7.3 @Mapper注解详解 162 7.3.1 @Mapper和XML形式的对应 关系 162 7.3.2 MyBatis的注解式编程多表 查询 162 7.3.3 MyBatis的注解式编程分页 查询 163 7.3.4 注册DataSource数据源 165 7.4 【实例】Spring Boot整合 spring-data-jpa 166 7.4.1 实例背景 166 7.4.2 添加Pom文件 166 7.4.3 添加资源配置文件中的相关 信息 166 7.4.4 添加实体类映射 167 7.4.5 添加JPA的dao层 168 7.4.6 添加Controller控制层查询JPA的 dao层 169 7.4.7 当前项目结构 170 7.4.8 运行结果 170 7.4.9 实例易错点 170 7.5 本章小结 171 7.6 习题 171 第8章 微服务事务 172 8.1 @Transactional注解 172 8.1.1 @Transactional声明式事务的 传播行为 173 8.1.2 脏读、不可重复读与幻读 173 8.1.3 @Transactional声明式事务的 隔离级别 174 8.1.4 @Transactional声明式事务的 超时时间 175 8.1.5 @Transactional声明式事务的 只读 175 8.1.6 @Transactional声明式事务指定 异常 176 8.2 【实例】Spring Boot整合声明式 事务 176 8.2.1 实例背景 176 8.2.2 整合@Transactional的Service层 编写 177 8.2.3 整合@Transactional的Controller层 编写 178 8.2.4 当前项目结构 179 8.2.5 运行结果 179 8.2.6 实例易错点 180 8.3 本章小结 181 8.4 习题 181 第9章 微服务的缓存与分布式的消息 通信 182 9.1 Redis 182 9.1.1 BSD协议 182 9.1.2 Java与Redis的历史 183 9.1.3 Spring Data Redis 183 9.2 【实例】微服务整合Spring Data Redis增删改查 184 9.2.1 实例背景 184 9.2.2 编写application.properties资源 配置文件 184 9.2.3 配置RedisTemplate模板 185 9.2.4 编写操作Redis的工具类 186 9.2.5 编写实体类及接口调用 188 9.2.6 当前项目结构 189 9.2.7 运行结果 189 9.2.8 实例易错点 190 9.3 【实例】分布式使用Redis实现 消息通信 190 9.3.1 消息通信应用场景 190 9.3.2 Redis与MQ一系列消息队列的 区别 191 9.3.3 实例背景 191 9.3.4 在send微服务中配置模板 192 9.3.5 在send微服务中定时向队列 发布数据 192 9.3.6 在listener微服务中编写订阅渠道 的配置信息 193 9.3.7 在listener微服务中编写监听 实现类 195 9.3.8 当前项目结构 195 9.3.9 send微服务与listener微服务运行 结果 196 9.3.10 实例易错点 196 9.4 Spring Cache与Spring Data Redis 的区别 196 9.5 【实例】保持MySQL与Redis 数据一致性 197 9.5.1 实例背景 197 9.5.2 编写资源配置文件 198 9.5.3 编写实体类Java Bean 198 9.5.4 编写JPA仓库 199 9.5.5 编写Service接口及实现类 199 9.5.6 编写Controller接口进行测试 202 9.5.7 当前项目结构 202 9.5.8 运行结果 202 9.5.9 实例易错点 203 9.6 本章小结 204 9.7 习题 204 第10章 微服务的任务调度与分布式的 任务调度 205 10.1 【实例】微服务整合任务调度 205 10.1.1 实例背景 205 10.1.2 编写任务调度实现类 205 10.1.3 编写资源配置文件 206 10.1.4 当前项目结构 206 10.1.5 运行效果 206 10.1.6 实例易错点 206 10.2 @Scheduled注解详解 207 10.2.1 cron表达式 207 10.2.2 每个字段允许值 207 10.2.3 cron特殊字符意义 208 10.2.4 常用cron表达式 208 10.3 任务调度的分布式 209 10.3.1 任务调度的分布式解决方案 209 10.3.2 任务调度的分布式实现原理 210 10.4 【实例】微服务整合任务调度 分布式 210 10.4.1 实例背景 210 10.4.2 增加Quartz依赖 210 10.4.3 在数据库中增加Quartz分布式 的管理表 210 10.4.4 编写资源配置文件 211 10.4.5 创建任务调度管理Java Bean 212 10.4.6 创建所需执行的任务 213 10.4.7 创建执行任务的操作类 213 10.4.8 增加控制层 216 10.4.9 当前项目结构 218 10.4.10 运行效果 218 10.4.11 实例易错点 219 10.5 本章小结 220 10.6 习题 220 第11章 微服务的文件上传与分布式 文件管理 221 11.1 文件上传/下载原理 221 11.1.1 SpringMVC文件上传原理 223 11.1.2 文件下载原理 225 11.2 【实例】微服务的单文件和 多文件上传 226 11.2.1 实例背景 226 11.2.2 编写application.properties资 源配置文件 227 11.2.3 编写相关接口 228 11.2.4 编写前台页面 230 11.2.5 当前项目结构 231 11.2.6 运行结果 232 11.2.7 实例易错点 233 11.3 分布式文件管理 235 11.3.1 分布式文件管理特性 235 11.3.2 分布式文件管理解决的问题 235 11.3.3 分布式文件管理解决方案 235 11.4 FastDFS解决方案 235 11.4.1 FastDFS的存储策略 236 11.4.2 FastDFS的文件上传过程 236 11.4.3 FastDFS的文件同步过程 236 11.4.4 FastDFS的文件下载过程 237 11.5 FastDFS的安装部署 237 11.5.1 安装LibFastCommon 237 11.5.2 安装FastDFS 237 11.5.3 配置FastDFS的跟踪服务器 238 11.5.4 配置FastDFS的数据存储 服务器 239 11.5.5 配置FastDFS的客户端 并测试 240 11.5.6 安装Nginx部署FastDFS 240 11.6 【实例】分布式微服务整合 FastDFS 243 11.6.1 实例背景 243 11.6.2 编写FastDFS核心配置类 244 11.6.3 编写FastDFS工具类 244 11.6.4 编写测试接口 245 11.6.5 当前项目结构 246 11.6.6 运行结果 246 11.6.7 实例易错点 247 11.7 本章小结 248 11.8 习题 248 第12章 扩展与部署 249 12.1 微服务分布式架构相关方案 总结 249 12.1.1 解决方案与目标 249 12.1.2 分布式部分技术细节扩展 250 12.1.3 动静分离 250 12.1.4 前后端分离 250 12.1.5 数据库读写分离与主从分离 251 12.1.6 应用层与数据层分离 251 12.1.7 CDN加速 251 12.1.8 异步架构 251 12.1.9 响应式编程 251 12.1.10 冗余化管理 252 12.1.11 灰度发布 252 12.1.12 页面静态化 252 12.1.13 服务端主动推送 253 12.2 微服务扩展 253 12.2.1 微服务整合日志 253 12.2.2 微服务整合单元测试 253 12.2.3 微服务整合全局异常 253 12.2.4 微服务整合JSR-303验证机制 254 12.2.5 微服务整合国际化 254 12.2.6 微服务整合安全与认证 254 12.2.7 微服务整合WebSocket协议 254 12.2.8 微服务整合HTTPS 255 12.2.9 微服务整合批处理 255 12.2.10 微服务整合lombok 255 12.2.11 微服务整合异步消息驱动 255 12.2.12 分布式链路监控 255 12.2.13 分布式单点登录 256 12.3 【实例】分布式网关的初步 测试 256 12.3.1 实例背景 256 12.3.2 使用资源配置文件的方式配置 分布式网关 256 12.3.3 使用注册Bean的方式配置 分布式网关 257 12.3.4 运行结果 258 12.4 微服务打包 258 12.4.1 Jar包 258 12.4.2 War包 259 12.5 本章小结 259 12.6 习题 259 参考文献 260