2111-微服务核心知识点及问题分析

Posted 2022-03-03 雨田说码

文章目录

• Day01~微服务架构入门
• • 核心知识点
  • 常见问题分析
  • 常见Bug分析
  • 课堂练习
  • 课后作业
• Day02~Nacos注册中心入门
• • 核心知识点
  • 常见问题分析
  • 常见Bug分析
  • 课后作业
• Day03-远程服务调用实践
• • 核心知识点
  • 常见问题分析
  • Bug分析
  • 课堂练习
  • 课后作业
• Day04- Nacos 配置中心实践
• • 核心知识点
  • 常见问题分析
  • 常见Bug分析
  • 课堂练习
  • 课后作业
• Day05-Sentinel 限流应用实践
• • 核心知识点
  • 常见问题分析?
  • 常见Bug分析
  • 课堂练习
  • 课后作业

Day01~微服务架构入门

核心知识点

• 微服务架构诞生的背景(服务大了太臃肿，要拆成若干个小系统；分而治之~北京一个火车站到多个火车站)
• 微服务架构解决方案(大厂基本自研~自己研发各种组件,中小公司用Spring Cloud Netflix,Alibaba,…)
• 微服务架构下Maven聚合项目的创建方式?(Maven聚合项目~资源复用:extends,import,简化编译,打包,部署方式)
• 微服务架构入门聚合项目结构分析及创建?(01-sca,sca-consumer,sca-provider,sca-gateway)

常见问题分析

• 为什么需要微服务?(对系统分而治,解决因并发访问过大带来的系统复杂性(例如:业务,开发,测试,升级,可靠性等)
• 微服务设计的特点?(单一职责,独立进程,开发测试效率高,可靠性高,升级难度小,但会带来一定的维护成本)
• 微服务解决方案有哪些?(大厂自研,中小企业采用开源Spring Cloud Alibaba,Spring Cloud Netfix等 )
• 微服务设计中需要哪些关键组件(服务的注册,发现,配置,限流降级,访问入口管理,分布式事务管理等)
• 创建聚合工程的目的?(实现工程之间资源的的共享，简化工程管理)
• 如何修改聚合工程中项目的编译和运行版本?(pom.xml:build->plugins->plugin->maven-compiler-plugin)
• maven工程中build元素的作用?(定义项目的编译,打包方式)
• maven父工程的packaging元素内的值是什么?(父工程默认打包方式为pom方式)
• maven父工程中dependencyManagement元素的作用是什么?(项目依赖的版本，当前工程或子工程不需要再指定版本)
• Maven父工程中如何统一定义JDK编译和运行版本？（配置maven编译插件：maven-compiler-plugin）
• Maven工程pom.xml文件有删除线怎么解决？（修改idea中maven的配置）

常见Bug分析

• maven配置错误(检查idea中你指定的maven路径,本地库路径是否正确)
• maven依赖无法下载(首先要确保你的依赖的是正确，maven配置是正确，都正确就清idea缓存重启)

课堂练习

• 删除聚合工程中的子工程模块.
  第一步:在项目结构中删除,例如
  
  第二步:将项目从idea工作区中删除,例如
  
  第三步:将项目从父工程的pom文件中删除,例如
  
• 移除重建项目module中的pom文件删除线,例如:
  
• 构建01-sca的子工程(maven 模块)，模块名为sca-ui,其具体业务实现如下:
  第一步:在sca-ui工程的pom.xml文件中添加一个spring-boot-starter-web依赖.

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

第二步:在sca-ui工程中创建一个springboot启动类,类全名为com.jt.DemoUIApplication.

package com.jt;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
public class DemoUIApplication 
    public static void main(String[] args) 
        SpringApplication.run(DemoUIApplication.class, args);
    

第三步:在sca-ui工程的resources目录下创建一个static目录,并在此目录中创建一个index.html页面

第四步:启动sca-ui工程,在浏览器中输入http://localhost:8080/index.html进行测试.

课后作业

• 总结课上知识点(养成好习惯)
• 检查并设置JDK环境变量JAVA_HOME.
• 升级mysql的版本为5.7或以上版本(Mariadb 10.3或以上版本)
• 预习04-nacos服务注册中心应用实践.

Day02~Nacos注册中心入门

核心知识点

• 服务注册中心诞生背景? (服务多了，需要统一管理，例如所有公司需要在工商局进行备案)
• 服务注册中心的选型?(社区活跃度,稳定性,功能,性能,学习成本)
• Nacos下载,安装(解压),配置(application.properties),启动(startup.cmd),访问(http://ip:port/nacos)
• 基于Nacos实现服务的注册?(添加依赖,服务配置,启动服务并检查)
• 基于RestTemplate实现服务的简易调用？(服务消费方调用服务提供方)
• 基于LoadBalancerClient实现服务实例的获取?(底层会基于负载均衡算法为我们应用提供实例)

常见问题分析

• 如何理解服务注册中心？(存储服务信息的一个服务,也可以理解为一个中介）
• 服务注册中心诞生的背景? (服务多了,需要对服务进行更好管理)
• 市场上常用的注册中心?(Zookeeper,Eureka,Nacos,Consul)
• 如何对注册中心进行选型?(社区活跃度,稳定性,功能,性能,学习成本)
• Nacos 是什么?(Alibaba基于SpringBoot技术实现的一个注册中心,本质上也是一个web服务)
• Nacos 的基本架构?(Client/Server架构)
• Nacos 主要提供了什么核心功能?(服务的注册,发现,配置)
• Nacos 服务启动需要什么前置条件?(配置JDK的JAVA_HOME目录,安装MySQL5.7以上版本,配置连接的数据库)
• Nacos 服务单机模式,window平台下启动时的指令是什么?(startup.cmd -m standalone)
• 实现Nacos服务注册需要添加什么依赖?(两个：web,discovery)
• 实现Nacos服务注册时,必须做哪些配置?(服务名,假如是本机服务注册可以省略服务地址)
• Nacos如何检查服务状态?(通过心跳包实现,服务启动时会定时向nacos发送心跳包-BeatInfo)
• 注册中心这里用了什么设计模式？(中介者模式）
• 服务之间进行服务调用时,使用了什么API?(RestTemplate,用此对象之前要先创建这个对象并交给spring管理)
• RestTemplate对象使用到了什么设计模式?(模板方法模式)
• LoadBalancerClient对象的作用是什么?(服务实例的获取)
• 基于idea如何进行请求响应测试?(基于Idea工具中的Http Client)
• 基于RestTemplate实现服务调用过程的是怎样的?
  

常见Bug分析

• JAVA_HOME环境变量定义错误,例如:
  
  说明,这里一定要注意JAVA_HOME单词的拼写,JAVA_HOME中定义的JDK是存在的，还有后面的路径不能有分号“;”.

• MySQL版本比较低(建议mysql5.7或mariadb10.5及以上版本),例如:
  当执行nacos-mysql.sql文件时,出现如下错误:
  

• sql文件不存在，例如
  

• SQL文件应用错误,例如:
  

• Nacos的application.properties配置文件中,连接数据库的配置错误.
  

• 数据库的名字配置错误,例如:
  

• nacos配置文件application.properties配置错误，例如：
  

• 服务启动时，端口被占用了。例如：
  

• 服务注册时,服务名不正确，格式不正确，配置文件名字不正确，或者没有配置文件,例如:
  

• 磁盘写权限问题（nacos服务启动时会在当前磁盘目录写日志），例如：
  

• 基于Nacos实现服务注册失败,例如
  

• 客户端500异常,例如
  

• 服务调用时,连接异常,例如:
  

• 客户端404异常，例如：
  

• 服务调用时底层404问题,例如:
  

• 服务访问问题，例如：
  

• 依赖注入异常，例如：
  

• 客户端请求方式与服务端不匹配，例如：
  

• 依赖版本问题，例如：
  

• 服务配置读取问题，例如：
  

课后作业

• 总结课堂知识点
• 完成基于nacos的服务注册
• 完成基于RestTemplate对象实现服务调用。
• 预习04-nacos中的负载均衡设计及实现.
• 尝试实现基于idea启动nacos，自己查询然后进行实践.
  
• 尝试实现基于idea连接指定数据库，例如：
  第一步：打开DataSource，找到mysql，例如：
  
  第二步：配置连接的数据库，例如：
  

Day03-远程服务调用实践

核心知识点

• 基于LoadBalancerClient对象获取远程服务实例?
• @LoadBalanced 注解的应用实践?
• Feign方式的服务调用实践?
• 负载均衡策略的配置?

常见问题分析

• LoadBalancerClient对象的作用?(从nacos获取服务实例,然后在本地负载均衡)
• LoadBalancerClient对象的具体实现是谁?(RibbonLoadBalancerClient)
• Ribbon是什么?(一个负载均衡组件,此组件中定义了一些负载均衡算法)
• @LoadBalanced 注解的作用?(描述RestTemplate对象,让底层为此对象赋能)
• 你是如何知道 @LoadBalanced 是怎么用的?(从官方案例中学习的)
• 你知道哪些负载均衡算法?(随机,轮询,hash,重试,…)
• 如何配置负载均衡算法?(配置类@Bean,配置文件application.yml,…)
• 你是如何理解Feign的?(远程服务调用对象,基于声明式服务调用的定义即可.)
• 你是如何使用Feign的呢?(依赖,配置,接口,熔断处理)
• 能说说基于Feign调用的原理吗?(底层代理)
• 服务熔断后你是如何记录错误日志的?(Slf4j-日志门面)
• 在这里接触到了什么设计模式?(门面模式,中介者模式,模板方法,代理模式,策略)

Bug分析

• 服务未启动就调用问题?
  
• 没有找到可用的服务?
  
• 依赖注入问题?
  
• 404问题?(请求的资源找不到)
  
• 500问题?(一定要看后端控制台错误)
• …

课堂练习

• 在启动类中配置负载均衡策略?

 @Bean
 public IRule rule()
     return new RandomRule();
 

• 在配置文件application.yml中配置负载均衡策略?（配置文件或配置类只能二选一）

sca-provider: #基于服务名指定负载均衡策略
    ribbon:
      NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule

课后作业

• 总结课上知识点(RestTemplate,Feign)
• 完成Feign的应用实践(必须掌握)
• 预习05-nacos服务注册中心.

Day04- Nacos 配置中心实践

核心知识点

• 配置中心诞生背景。
• 市场上主流的配置中心。
• Nacos配置中心简介。
• Nacos配置中心入门实践。
• Nacos配置中心的配置管理模型。

常见问题分析

• 什么是配置中心?(存储项目配置信息的一个服务，这个服务可以实现配置的动态发布和更新）
• 为什么要使用配置中心？(集中管理配置信息，动态发布配置信息，服务自动感知配置,提高服务可用性)
• 市场上有哪些主流的配置中心？(Apollo,nacos,……)
• 配置中心一般都会配置什么内容？(可能会经常变化的配置信息，例如连接池，日志、线程池、限流熔断规则)
• 什么信息一般不会写到配置中心?(服务端口，服务名，服务的注册地址，配置中心地址)
• 项目中为什么要定义bootstrap.yml文件？(此文件被读取的优先级比较高，可以在服务启动时读取配置中心的数据)
• Nacos配置中心宕机了，我们的服务还可以读取到配置信息吗？(可以从服务的本地内存读取)
• 微服务应用中客户端如何感知配置中心数据变化？(1.4.x版本的nacos客户端会基于长轮询机制从nacos获取配置信息)
• 服务启动后没有从配置中心获取我们的配置数据是什么原因?(依赖,bootstrap.yml,配置单词，格式，配置模型)
• 你项目中使用的日志规范是什么?(SLF4J~门面模式）
• 你了解项目中的日志级别吗?(debug,info,warn,error可以基于日志级别控制日志的输出)
• RefreshScope注解的作用是什么?(描述从配置中心读取配置信息的类,其目的是配置中心配置发生变化,更新类实例,此时类中的实例属性就会重新初始化)
• Nacos配置管理模型的背景？(环境不同配置不同)
• Nacos配置中的管理模型是怎样的？（namespace>group>service/data-id）
• Nacos客户端(微服务)是否可以读取共享配置?(可以)

常见Bug分析

• mysql中没有配置中心数据，例如：
  
• 包导入错误，例如：
  
• 配置中心配置格式不正确，例如：
  
• 程序中服务读取配置时，找不到配置，例如：
  

课堂练习

• 项目中如何在配置文件中指定profiles(环境)?
  第一步: 创建bootstrap-dev.yml,bootstrap-test.yml等配置文件(不同文件代表不同的环境配置),文件中配置自己指定.
  第二步: 创建或修改bootstrap.yml文件,并添加如下内容(指定要使用的配置)

spring:
  profiles: # 通过profiles指定不同环境下的配置
    active: dev   #bootstrap-dev.yml

• 在ProviderCacheController添加如下代码,实现一个本地Cache,你觉得这段代码有什么问题?

  /*构建一个本地cache对象*/
    private CopyOnWriteArrayList<String> localCache=
            new CopyOnWriteArrayList<>();
    /**
     * 通过这个方法,模拟从本地缓存取数据,本地缓存没有则从数据库取数据.
     * @return
     */
    @GetMapping("/provider/cache02")
    public List<String> doUseLocalCache02()
        //1.检查本地缓存是否开启,假如没有开启
        //则从数据库去取数据并返回
        if(!useLocalCache)
            System.out.println("Get Data from Database");
            return Arrays.asList("A","B","C");//假设这是从DB中取的
        
        //2.假设本地缓存已开启,则从缓存取数据,缓存没有则从数据库取,
        //并将数据在缓存放一份(暂时先不考虑一致性问题)
        if(localCache.isEmpty())
            System.out.println("Get Data from Database");
            List<String> dbData = Arrays.asList("A", "B", "C");
            localCache.addAll(dbData);
        
        return localCache;
    

课后作业

• 总结课上知识点
• 完成文档中的共享配置应用.
• 预习06-sentinel限流熔断操作实践。

Day05-Sentinel 限流应用实践

核心知识点

• 服务限流背景?
• Sentinel限流入门实践。
• Sentinel限流时请求拦截原理。
• Sentinel限流时异常类型以及异常处理器。
• Sentinel中自定义异常处理器。
• Sentinel流控模式应用实践?

常见问题分析?

• 为什么要限流? (请求大,资源处理能力不足）
• 你了解的限流组件有什么? (Sentinel,…)
• Sentinel如何实现限流的?(对请求进行拦截,然后通过限流算法对请求进行限制)
• Sentinel这里默认使用的限流拦截器是谁?(AbstractSentinelInterceptor->HandlerInterceptor的子类)
• 你了解Sentinel限流有哪些算法? (计数器,令牌桶,漏桶,滑动窗口算法~sentinel默认)
• Sentinel中出现限流异常的父类类型是什么?(BlockException)
• Sentinel中默认的限流异常处理器是谁? (DefaultBlockExceptionHandler)
• 我们可以自定义限流异常处理器吗?(直接或间接实现BlockExceptionHandler接口并交给spring管理)
• 你了解Sentinel有哪些阈值类型?(QPS,线程数)
• Sentinel的流控模式有哪些? (直接模式,关联模式,链路模式)
• 如何理解Sentinel的关联限流?(霸权方式,当对A的资源的访问量比较大时,限流其它资源的访问)
• 如何理解Sentinel的链路限流?(对同一个资源的访问,可能会有多条链路,可以对指定链路进行限流)
• @SentinelResource注解的作用是什么?(定义限流切入点方法,底层可以基于aop方式对请求链路进行限制)
• Sentinel常见的流控效果有哪些?(快速失败,warm up,排队等待)
• …

常见Bug分析

• Jdk的环境变量没有配置.(需要确保命令行java -version可以执行)
• Jdk的版本不正确(现在要选择JDK8)
• …

课堂练习

• 尝试Idea中启动Sentinel?
• 自定义限流异常处理器?(参考DefaultBlockExceptionHandler)

package com.jt.provider.controller;
/**
 * 自定义BlockException的异常处理对象
 */
@Component
public class DefaultSentinelExceptionHandler implements BlockExceptionHandler 
    @Override
    public void handle(HttpServletRequest request,
                       HttpServletResponse response,
                       BlockException e) throws Exception 
        //设置响应内容类型,以及告诉高客户端应该按什么编码显示数据
        response.setContentType("text/html;charset=utf-8");
        //设置响应状态码(将来可以基于这个状态码进行相关处理)
        response.setStatus(429);
        //获取响应输出流对象
        PrintWriter out = response.getWriter();
        out.print("访问太频繁,稍等片刻再访问.");
        out.flush();
        out.close();
    

课后作业

• 总结课上知识点
• 完成限流应用实践(直接,关联,链路)
• 预习06-Sentinel应用实践中的熔断操作
• 尝试自己写一个TimeInterceptor拦截器(实现HandlerInterceptor)对象,然后对指定请求进行时间访问拦截.
  第一步：拦截器原理分析(回顾spring mvc中的拦截器)，例如：
  
  第二步：自定义拦截器，例如：

package com.jt.provider.interceptor;
public class TimeInterceptor implements HandlerInterceptor 
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) 
    throws Exception 
        System.out.println("==preHandle==");
        //1.获取当前时间
        LocalTime now = LocalTime.now();//LocalTime为jdk8中的一个获取当前时间的api
        //2.获取当前的小时并进行逻辑判断
        int hour = now.getHour();//8:10~8
        System.out.println("hour="+hour);
        if(hour<9||hour>18)
            throw new RuntimeException("请在9~18时间范围内访问");//return false
        
        return true;//false请求到此结束，true表示放行，会去执行后续的拦截器或controller对象
    

第三步：配置拦截器，例如：

package com.jt;
@Configuration
public class SpringWebConfig implements WebMvcConfigurer 
    /**
     * 注册拦截器(添加到spring容器)，并指定拦截规则
     * @param registry
     */
    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) 
        registry.addInterceptor(new TimeInterceptor())
                .addPathPatterns("/provider/sentinel01");
    

第四步：打开浏览器，对/provider/sentinel01路径进行访问，对访问结果进行访问。