Spring CouldAlibaba

Posted 2022-02-01 覃会程

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Spring CouldAlibaba相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

Spring Could主要内容结构图：

简介

Spring Cloud Netflix将不再开发新的组件，进入维护模式。

我们都知道Spring Cloud版本迭代算是比较快的，因而出现了很多重大ISSUE都还来不及Fix就又推另一个Release了。进入维护模式意思就是目前一直以后一段时间Spring Cloud Netfli提供的服务和功能就这么多了，不在开发新的组件和功能了。以后将以维护和Merge分支Full Request为主。

Spring Cloud Alibaba的作用：

服务限流降级：默认支持Servlet、Feign、RestTemplate、Dubbo和RocketMQ限流降级功能的接入，可以在运行时通过控制台实时修改限流降级规则，还支持查看限流降级Metrics 监控。
服务注册与发现：适配 Spring Cloud服务注册与发现标准，默认集成了 Ribbon的支持。
分布式配置管理：支持分布式系统中的外部化配置，配置更改时自动刷新。
消息驱动能力：基于Spring Cloud Stream为微服务应用构建消息驱动能力。
阿里云对象存储：阿里云提供的海量、安全、低成本、高可靠的云存储服务。支持在任何应用、任何时间、任何地点存储和访问任意类型的数据。
分布式任务调度：提供秒级、精准、高可靠、高可用的定时(基于Cron表达式)任务调度服务。同时提供分布式的任务执行模型，如网格任务。网格任务支持海量子任务均匀分配到所有Worker (schedulerx-client)上执行。

Nacos服务注册和配置中心

名字的由来：前四个字母分别为Naming和Configuration的前两个字母，最后的s为Service。

Nacos是什么：

Nacos就是注册中心＋配置中心的组合

相当于：Nacos = Eureka + Config + Bus

各注册中心的比较：

注意：Nacos支持AP和CP模式的切换

在父工程pom文件中引入alibaba 依赖，以下所有案例都基于该父工程

<!--  spring cloud alibaba 2.1.0.RELEASE    -->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
    <version>2.1.0.RELEASE</version>
    <type>pom</type>
    <scope>import</scope>
</dependency>

Navos服务提供者注册

pom文件：

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-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>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>com.atguigu.springcloud</groupId>
            <artifactId>cloud-api-commons</artifactId>
            <version>$project.version</version>
        </dependency>

    </dependencies>

yml文件：

server:
  port: 9001
spring:
  application:
    name: nacos-payment-provider
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848
management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: "*"

启动类：

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class NacosProviderMain9001 
    public static void main(String[] args) 
        SpringApplication.run(NacosProviderMain9001.class,args);

controller：

@RestController
@RequestMapping("/payment")
public class PaymentController 

    @Value("$server.port")
    public String serverPort;

    @RequestMapping("/getPayment/id")
    public String getPayment(@PathVariable("id") Integer id)
        return "Alibaba Nacos server "+ serverPort+"-----"+id;

Nacos服务消费者的注册

pom文件：

        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-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>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>

yml文件：

server:
  port: 83

spring:
  application:
    name: cloud-nacos-order
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848

#消费者将要去访问的微服务名称
server-url:
  nacos-user-service: http://nacos-payment-provider

启动类：

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class NacosOrderMain83 

    public static void main(String[] args) 
        SpringApplication.run(NacosOrderMain83.class,args);

controller：

@RestController
public class OrderNacosController 

    @Resource
    private RestTemplate restTemplate;

    @Value("$server-url.nacos-user-service")
    private String url;

    @GetMapping("/order/getPayment/id")
    public String getPaymentInfo(@PathVariable("id") Long id) 
        return restTemplate.getForObject(url+"/payment/getPayment/"+id,String.class);

配置类：

@Configuration
public class ApplicationContextConfig 

    @Bean
    @LoadBalanced  //负载均衡：轮询
    public RestTemplate getRestTemplate()
        return new RestTemplate();

注意：Nacos是默认整合了Ribbon的，能够自动实现负载均衡，所以需要添加@LoadBalanced 注解，否则会报错。

Nacos作为服务配置中心

pom文件：

        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
        </dependency>

配置文件：

Nacos同springcloud-config一样，在项目初始化时，要保证先从配置中心进行配置拉取，拉取配置之后，才能保证项目的正常启动。
springboot中配置文件的加载是存在优先级顺序的,bootstrap优先级高于application

bootstrap文件：

server:
  port: 3377

spring:
  application:
    name: nacos-config-client
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848  #Nacos服务注册中心地址
      config:
        server-addr: localhost:8848  #Nacos作为配置中心地址
        file-extension: yaml #指定yaml格式的配置
        # group: TEST_GROUP 
        namespace: 7a901d46-e75e-4e6a-b186-5980cca4249b



# $spring.application.name-$spring.profile.active.$spring.cloud.nacos.config.file-extension
#nacos-config-client-dev.yaml

application文件：

spring:
  profiles:
    active: dev

启动类：

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class ConfigNacosMain3377 

    public static void main(String[] args) 
        SpringApplication.run(ConfigNacosMain3377.class,args);

controller

@RestController
@RefreshScope  //支持nacos的动态刷新功能
public class ConfigClientController 

    @Value("$config.info")
    private String configInfo;

    @GetMapping("/config/info")
    public String getConfigInfo() 
        return configInfo;

Nacos界面配置对应：

最后公式:

$spring.application.name$spring.profiles.active.$(spring.cloud.nacos.config.file-extension

启动项目，成功获取配置文件

多环境多项目管理

问题1:
实际开发中，通常一个系统会准备
dev开发环境
test测试环境
prod生产环境。
如何保证指定环境启动时服务能正确读取到Nacos上相应环境的配置文件呢?

问题2:
一个大型分布式微服务系统会有很多微服务子项目，
每个微服务项目又都会有相应的开发环境、测试环境、预发环境、正式环境.
那怎么对这些微服务配置进行管理呢?

Namespace+Group+Data lD三者关系：

最外层的namespace是可以用于区分部署环境的，Group和DataID逻辑上区分两个目标对象。

默认情况：
Namespace=public，Group=DEFAULT_GROUP，默认Cluster是DEFAULT

Nacos默认的命名空间是public，Namespace主要用来实现隔离。
比方说我们现在有三个环境:开发、测试、生产环境，我们就可以创建三个Namespace，不同的Namespace之间是隔离的。

Group默认是DEFAULT_GROUP，Group可以把不同的微服务划分到同一个分组里面去

Service就是微服务;一个Service可以包含多个Cluster(集群)，Nacos默认Cluster是DEFAULT，Cluster是对指定微服务的一个虚拟划分。比方说为了容灾，将Seryice微服务分别部署在了杭州机房和广州机房，
这时就可以给杭州机房的Service微服务起一个集群名称(HZ) ，
给广州机房的Service微服务起一个集群名称(GZ)，还可以尽量让同一个机房的微服务互相调用，以提升性能。

最后是lnstance，就是微服务的实例。

## Nacos集群

默认Nacos使用嵌入式数据库实现数据的存储。所以，如果启动多个默认配置下的Nacos节点（Nacos集群），数据存储是存在一致性问题的。为了解决这个问题，Nacos采用了集中式存储的方式来支持集群化部署，目前只支持mysql的存储。

参考文章：

集群部署：link

集群配置：link

Sentinel实现熔断和限流

和Hystrix的对比

下载地址：

Sentinel分为两个部分:

核心库(Java客户端）不依赖任何框架/库，能够运行于所有Java运行时环境，同时对 Dubbo /Spring Cloud等框架也有较好的支持。
控制台(Dashboard)基于Spring Boot开发，打包后可以直接运行，不需要额外的Tomcat等应用容器。

启动本地Sentinel后

搭建服务，并将服务入驻Sentinel控制台(Dashboard)

pom文件：

        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
        </dependency>
<!--        后续做持久化用到-->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
            <artifactId>sentinel-datasource-nacos</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</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>

yml文件：

server:
  port: 8401

spring:
  application:
    name: cloudalibaba-sentinel-service
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848 #Nacos服务注册中心地址
    sentinel:
      transport:
        dashboard: localhost:8080 #配置Sentinel dashboard地址
        port: 8719
      datasource:
        ds1:
          nacos:
            server-addr: localhost:8848
            dataId: $spring.application.name
            groupId: DEFAULT_GROUP
            data-type: json
            rule-type: flow

management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: '*'

测试controler：

@RestController
public class FlowLimitController 

    @RequestMapping("testA")
    public String testA()
        return "testA-------";
    

    @RequestMapping("testB")
    public String testB()
        return "testB-------";

启动服务，观察Sentinel控制台

注意：Sentinel是懒加载模式，需要被监控的服务有请求后，才会显示监控信息。

监控规则说明

用于对每一个接口进行配置，规定接口的访问限制，如果不符合条件则调用失败。相当于将Hystrix在代码注解中的配置，在控制界面进行。

解释说明：

控流模式

直接模式流控

如下图的配置表示1秒钟内查询1次就是OK，若超过次数1，就直接-快速失败，报默认错误

关联模式流控

当关联的资源达到阈值时，就限流自己

比如当与A关联的资源B达到阀值后，就限流A自己。

上图的设置效果：

当关联资源/testB的qps阀值超过1时，就限流/testA的Rest访问地址，当关联资源到阈值后限制配置好的资源名

控流效果

快速失败

默认的流控效果，直接返回失败

Warm Up

Warm Up ( RuleConstant.cONTROL_BEHAVIOR_NARA_up）方式，即预热/冷启动方式。当系统长期处于低水位的情况下，当流量突然增加时，直接把系统拉升到高水位可能瞬间把系统压垮。通过"冷启动"”，让通过的流量缓慢增加，在一定时间内逐渐增加到阈值上限，给冷系统一个预热的时间，避免冷系统被压垮。详细文档可以参考流星控制- Warm Up文档，具体的例子可以参见

公式：阈值除以coldFactor(默认值为3),经过预热时长后才会达到阈值

默认coldFactor为3，即请求QPS从(threshold / 3)开始，经多少预热时长才逐渐升至设定的QPS阈值。

案例：
阀值为10+预热时长设置5秒。系统初始化的阀值为10/3约等于3,即阀值刚开始为3;然后过了5秒后阀值才慢慢升高恢复到10

应用场景：

如：秒杀系统在开启的瞬间，会有很多流量上来，很有可能把系统打死，预热方式就是把为了保护系统，可慢慢的把流量放进来,慢慢的把阀值增长到设置的阀值。

排队等待

匀速排队，让请求以均匀的速度通过，阀值类型必须设成QPS，否则无效。
设置含义：/testA每秒1次请求，超过的话就排队等待，等待的超时时间为20000毫秒

应用场景：

这种方式主要用于处理间隔性突发的流量，例如消息队列。想象一下这样的场景，在某一秒有大量的请求到来，而接下来的几秒则处于空闲状态，我们希望系统能够在接下来的空闲期间逐渐处理这些请求，而不是在第一次直接拒绝多余的请求。

降级规则

和Hystrix相似，只是Sentinel是在监控界面进行配置，不需要在代码中使用注解进行配置。

Sentinel熔断降级会在调用链路中某个资源出现不稳定状态时（例如调用超时或异常比例升高)，对这个资源的调用进行限制,让请求快速失败，避免影响到其它的资源而导致级联错误。

当资源被降级后，在接下来的降级时间窗口之内，对该资源的调用都自动熔断（默认行为是抛出 DegradeException)。

注意：Sentinel的断路器是没有半开状态的，和Hystrix区别开，只要在窗口时间内没有触发新的熔断，窗口事件过后就会恢复。

半开的状态系统自动去检测是否请求有异常，没有异常就关闭断路器恢复使用，
有异常则继续打开断路器不可用。具体可以参考Hystrix

RT(平均响应时间，秒级)降级策略

平均响应时间超出阈值且在时间窗口内通过的请求>=5，两个条件同时满足后触发降级窗口期过后关闭断路器
RT最大4900(更大的需要通过-Dcsp.sentinel.statistic.max.rt=XXXX才能生效)

案例：

假如一秒钟打进来10个线程(大于5个了）调用testD，我们希望200毫秒处理完本次任务，
如果超过20O0毫秒还没处理完，在未来1秒钟的时间窗口内，断路器打开(保险丝跳闸)微服务不可用，保险丝跳闸断电了

异常比列(秒级)降级策略

QPS >= 5且异常比例(秒级统计）超过阈值时，触发险级;时间窗口结束后，关闭降级

异常比例( DEGRADE_GRADE_EXCEPTION_RATIo):当资源的每秒请求量>=5，并且每秒异常总数占通过量的比值超过阈值（ DegradeRule中的count）之后，资源进入降级状态，即在接下的时间窗口（DegradeRule中的timewindow，以s为单位)之内，对这个方法的调用都会自动地返回。异常比率的阈值范围是[0.0,1.0]，代表0%到100%。

案例：

当一秒钟内访问量超过5，且调用失败的比例超多百分之20，则触发降级一秒钟，一秒钟后关闭降级。

异常数(分钟级)降级策略

异常数（分钟统计)超过阈值时，触发降级;时间窗口结束后，关闭降级

时间窗口一定要大于等于60秒。

异常数(DEGRADE_GRADE_EXCEPTION_COUNT ):当资源近1分钟的异常数目超过阈值之后会进行熔断。注意由于统计时间窗口是分钟级别的，若timewindow小于60s，则结束熔断状态后可能再进入熔断状态。

案例：

http://localhost:8401/testE，第一次访问绝对报错，因为除数不能为零，我们看到error窗口，但是达到5次报错后，进入熔断后降级。

上述三种规则的测试代码：

    @RequestMapping("testC")
    public String testC()
        try 
            TimeUnit.SECONDS.sleep(6);
         catch (InterruptedException e) 
            e.printStackTrace();
        
        return "testC 测试RT-------";
    

    @RequestMapping("testD")
    public String testD()
        System.out.println("testD 异常比例测试");
        int age = 10/0;
        return "testD-------";
    

    @RequestMapping("testE")
    public String testE()
        System.out.println("testD 异常s数--测试");
        int age = 10/0;
        return "testD-------";

热点key限流（热点规则）

何为热点?热点即经常访问的数据。很多时候我们希望统计某个热点数据中访问频次最高的Top K数据，并对其访问进行限制。比如：

商品ID为参数，统计一段时间内最常购买的商品ID并进行限制
用户ID为参数，针对一段时间内频繁访问的用户ID进行限制

热点参数限流会统计传入参数中的热点参数，并根据配置的限流阈值与模式，对包含热点参数的资源用进行限流。热点参数限流可以看做是一种特殊的流量控制，仅对包含热点参数的资源调用生效。

在1秒钟内，携带第一个参数的请求超过1一次，则进行服务降级，调用指定方法返回，没有指定则会返回错误页面

测试代码：

    @RequestMapping(&#以上是关于Spring CouldAlibaba的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章 
 Spring CouldAlibaba
 Spring CouldAlibaba
 Spring框架系列 - Spring和Spring框架组成
 你了解Spring从Spring3到Spring5的变迁吗？
 Spring全家桶笔记：Spring+Spring Boot+Spring Cloud+Spring MVC
 学习笔记——Spring简介；Spring搭建步骤；Spring的特性；Spring中getBean三种方式；Spring中的标签

Spring CouldAlibaba

文章目录

简介

Nacos服务注册和配置中心

Navos服务提供者注册

Nacos服务消费者的注册

Nacos作为服务配置中心

多环境多项目管理

Sentinel实现熔断和限流

监控规则说明

控流模式

直接模式流控

关联模式流控

控流效果

快速失败

Warm Up

排队等待

降级规则

RT(平均响应时间，秒级)降级策略

异常比列(秒级)降级策略

异常数(分钟级)降级策略

热点key限流（热点规则）