了得網計算機/網絡_Java微服務實戰

內容簡介

本書分為三部分：基礎框架篇（1~6章）、服務框架篇（7~10章）、監控部署篇（11~13章），由淺入深來講解微服務的相關技術。基礎框架篇從微服務架構的基本概念與技術選型出發，詳細的介紹了微服務基礎框架SpringBoot、自動化API文檔生成工具Swagger、動態數據源和緩存繫統，並深入的分析了SpringBoot啟動過程的核心源碼，這一部分是整本書的基礎；服務框架篇詳細的介紹了服務注冊與發現框架Consul、熱配置管理框架Archaius、服務降級容錯框架Hystrix，以及服務通信框架OkHttp、AsyncHttpClient和Retrofit，這一部分是整本書的核心；監控部署篇詳細的介紹了ELK日志繫統的實現、Zipkin全鏈路追蹤繫統的實現，*後介紹了持續集成與持續部署繫統的實現，這一部分是開發運維的部分。

作者簡介

趙計剛，現任網易高級Java開發工程師。2016年7月畢業於哈爾濱工業大學軟件學院。2016年3月加入51*，開始接觸微服務架構，之後一直在從事微服務的開發與研究，學習與總結了不少微服務架構相關的理論與實踐經驗。個人是開源技術的擁躉，對新技術充滿濃厚的興趣，尤其是微服務架構相關技術。

目錄

第1章微服務概述1
1.1初識微服務1
1.1.1什麼是微服務1
1.1.2為什麼需要微服務2
1.1.3微服務架構的缺點3
1.2微服務中的組件與技術選型4
第2章微服務基礎框架10
2.1SpringBoot的優勢10
2.2SpringBoot入門10
2.2.1搭建項目框架10
2.2.2開發個SpringBoot程序11
2.2.3運行SpringBoot項目14目錄

第1章微服務概述1
1.1初識微服務1
1.1.1什麼是微服務1
1.1.2為什麼需要微服務2
1.1.3微服務架構的缺點3
1.2微服務中的組件與技術選型4
第2章微服務基礎框架10
2.1SpringBoot的優勢10
2.2SpringBoot入門10
2.2.1搭建項目框架10
2.2.2開發個SpringBoot程序11
2.2.3運行SpringBoot項目14
2.3再學一招：使用Maven依賴樹驗證SpringBoot自動引包功能15
第3章微服務文檔輸出17
3.1Swagger概述17
3.2如何使用Swagger17
3.2.1搭建項目框架17
3.2.2SpringBoot集成Swagger18
3.2.3分析Swagger生成的API文檔23
3.2.4使用Swagger進行接口調用23
3.3再學一招：使用Lombok消除POJO類模板代碼24
第4章微服務數據庫26
4.1單數據源26
4.1.1搭建項目框架26
4.1.2建庫和建表27
4.1.3使用Mybatis-Generator生成數據訪問層27
4.1.4SpringBoot集成Mybatis29
4.2多數據源38
4.2.1建庫和建表39
4.2.2使用Mybatis-Generator生成數據訪問層40
4.2.3結合AbstractRoutingDataSource實現動態數據源41
4.2.4使用AOP簡化數據源選擇功能47
4.2.5實現多數據源的步驟總結48
4.3再學一招：Mybatis-Generator基本用法49
第5章微服務緩存繫統52
5.1常用的緩存技術52
5.1.1本地緩存與分布式緩存52
5.1.2Memcached與Redis53
5.2Redis2.x客戶端分片53
5.2.1安裝Redis53
5.2.2SpringBoot集成ShardJedis54
5.3Redis3.x集群59
5.3.1搭建Redis集群59
5.3.2SpringBoot集成JedisCluster62
5.3.3JedisCluster關鍵源碼解析64
5.4再學一招：使用GuavaCache實現本地緩存66
第6章SpringBoot啟動源碼解析69
6.1創建SpringApplication實例70
6.1.1判斷是否是Web環境71
6.1.2創建並初始化ApplicationInitializer列表71
6.1.3創建並初始化ApplicationListener列表74
6.1.4初始化主類mainApplicationClass75
6.2添加自定義監聽器75
6.3啟動核心run方法76
6.3.1創建啟動停止計時器77
6.3.2配置awt繫統屬性78
6.3.3獲取SpringApplicationRunListeners79
6.3.4啟動SpringApplicationRunListener80
6.3.5創建ApplicationArguments80
6.3.6創建並初始化ConfigurableEnvironment81
6.3.7打印Banner87
6.3.8創建ConfigurableApplicationContext87
6.3.9準備ConfigurableApplicationContext89
6.3.10刷新ConfigurableApplicationContext91
6.3.11容器刷新後動作93
6.3.12SpringApplicationRunListeners發布finish事件94
6.3.13計時器停止計時94
6.4再學一招：常用的獲取屬性的4種姿勢94
第7章微服務注冊與發現96
7.1初識Consul96
7.2搭建Consul集群97
7.2.1安裝Consul97
7.2.2啟動Consul集群97
7.2.3啟動Consul-UI99
7.3使用Consul實現服務注冊與服務發現100
7.3.1搭建項目框架100
7.3.2配置服務注冊信息102
7.3.3實現服務啟動注冊104
7.3.4實現服務發現106
7.4服務部署測試108
7.4.1編寫測試類108
7.4.2服務打包部署109
7.4.3運行測試111
7.5使用Consul與Actuator實現健康檢查111
7.5.1健康檢查機制111
7.5.2健康檢查查錯思路111
7.6再學一招：Consul健康檢查分類及原理112
第8章微服務配置管理114
8.1初識Archaius114
8.1.1為什麼要使用Archaius114
8.1.2Archaius原理114
8.2使用Consul-KV實現配置集中管理115
8.3使用Archaius實現動態獲取配置116
8.3.1搭建項目框架116
8.3.2創建配置信息讀取源118
8.3.3實現服務啟動時讀取配置信息120
8.3.4動態獲取配置信息122
8.3.5將配置信息動態加入Spring屬性源的思路123
8.4再學一招：Archaius關鍵源碼解析123
8.4.1構造動態屬性源123
8.4.2動態獲取屬性127
第9章微服務進程間通信129
9.1常見的三種服務通信技術129
9.2創建一個簡單的被調用服務130
9.2.1搭建項目框架130
9.2.2實現一個簡單的被調用接口132
9.3使用OkHttp實現服務通信134
9.3.1搭建項目框架134
9.3.2創建OkHttp調用實體類135
9.3.3實現服務通信功能136
9.3.4SpringBoot指定服務啟動端口的三種姿勢138
9.4使用AsyncHttpClient實現服務通信139
9.4.1搭建項目框架139
9.4.2創建AsyncHttpClient調用實體類139
9.4.3實現服務通信功能140
9.5使用Retrofit實現服務通信141
9.5.1搭建項目框架141
9.5.2創建調用接口並實例化接口141
9.5.3實現服務通信功能143
9.6再學一招：Retrofit源碼解析143
9.6.1構造RestAdapter144
9.6.2初始化RestAdapter.Builder屬性146
9.6.3創建RestAdapter實例149
9.6.4構造請求方法的接口類150
9.6.5校驗service接口的合法性151
9.6.6使用動態代理創建對像152
9.6.7進行請求調用152
9.6.8獲取RestMethodInfo實例154
9.6.9進行方法調用154
9.6.10加載RestMethodInfo的剩餘屬性156
9.6.11構建請求參數retrofit.client.Request160
9.6.12利用clientProvider進行真正的調用161
9.6.13處理響應162
第10章微服務降級容錯163
10.1初識Hystrix163
10.1.1為什麼要使用Hystrix163
10.1.2Hystrix工作原理164
10.1.3Hystrix執行流程166
10.2使用Hystrix實現服務降級容錯167
10.2.1搭建項目框架167
10.2.2創建AsyncHttpClient調用實體類170
10.2.3服務通信框架集成服務降級容錯功能171
10.2.4驗證服務降級容錯功能173
10.3搭建Hystrix監控繫統176
10.3.1使用Hystrix-Metrics-Event-Stream發布監控信息176
10.3.2使用Hystrix-Dashboard展示監控信息177
10.3.3使用Turbine聚合監控信息179
10.1再學一招：Hystrix常用配置184
10.1.1設置配置參數的兩種方法184
10.4.2常見配置項的配置方式184
第11章微服務日志繫統187
11.1初識ELK187
11.1.1為什麼要用ELK187
11.1.2ELK常用的兩種架構188
11.2搭建ELK繫統189
11.2.1安裝配置啟動Redis190
11.2.2安裝配置啟動Elasticsearch190
11.2.3安裝配置啟動Logstash-Shipper192
11.2.4安裝配置啟動Logstash-Indexer194
11.2.5安裝配置啟動Kibana195
11.3使用LogbackAppender發送日志196
11.3.1搭建項目框架196
11.3.2配置logback.xml文件198
11.3.3創建LogbackAppender發送日志199
11.3.4驗證日志輸出查詢功能201
11.4Kibana常見用法203
11.4.1日期選擇203
11.4.2自動刷新204
11.4.3查詢語法204
11.5再學一招：使用Curator定時刪除日志205
11.5.1安裝Curator205
11.5.2配置Curator206
11.5.3配置crontab定時任務208
11.5.4驗證定時任務208
第12章微服務全鏈路追蹤繫統210
12.1初識Zipkin210
12.1.1為什麼要使用Zipkin210
12.1.2Zipkin工作流程211
12.1.3Zipkin數據模型213
12.1.4Zipkin工作原理213
12.2使用Zipkin搭建全鏈路追蹤繫統215
12.3使用Brave AsyncHttpClient實現全鏈路追蹤217
12.3.1搭建項目框架217
12.3.2使用服務端攔截器補充追蹤信息219
12.3.3使用客戶端攔截器創建銷毀追蹤信息223
12.3.4使用Zipkin-webUI查詢鏈路追蹤信息225
12.4使用MySQL持久化追蹤信息227
12.4.1創建三張追蹤信息表227
12.4.2使用Brave-MySQL存儲追蹤信息230
12.5使用Brave-OkHttp實現全鏈路追蹤230
12.5.1搭建項目框架231
12.5.2使用服務端與客戶端攔截器收集追蹤信息233
12.6再學一招：Brave關鍵源碼解析236
12.6.1span的生命周期236
12.6.2使用reporter創建span237
12.6.3使用collector收集span242
12.6.4使用collector發送span244
第13章微服務持續集成與持續部署繫統248
13.1初識持續集成與持續部署繫統248
13.2繫統總體架構249
13.2.1初識GitLab249
13.2.2初識Jenkins250
13.2.3初識Docker-Regsitry250
13.3持續集成與持續部署繫統工作原理250
13.3.1使用jar包部署項目的整體流程250
13.3.2使用Docker鏡像部署項目的整體流程250
13.4搭建持續集成與持續部署繫統251
13.4.1安裝啟動Docker251
13.4.2安裝配置啟動GitLab252
13.4.3安裝啟動Jenkins254
13.4.4配置Jenkins全局信息與安裝插件256
13.4.5安裝配置啟動Docker-Registry257
13.5使用jar包方式部署服務258
13.5.1搭建項目框架258
13.5.2使用GitLab創建組和項目260
13.5.3使用GitLab管理代碼263
13.5.4使用Jenkins編譯打包服務264
13.5.5使用webhook實現服務的持續集成267
13.5.6使用Jenkins Shell實現服務的持續部署269
13.6使用Docker鏡像方式部署服務273
13.6.1搭建項目框架273
13.6.2編寫Dockerfile文件創建鏡像275
13.6.3通過Jenkins Shell使用鏡像實現持續部署276
13.6.4分析Jenkins構建日志277
13.7再學一招：Docker常用命令278

前言

前言

微服務架構這個概念的提出已經有一段時間了，但是由於資料的匱乏以及其實現的復雜性，使得大部分企業望而卻步。
我是幸運的，從畢業至今，一直在與微服務打交道，期間參與了大大小小多個微服務的開發，是為數不多的有機會在實際生產環境中運用微服務架構的幸運兒。在使用微服務架構的過程中，我深深的體會到了這種架構對於一個中大型企業的好處：快速的開發與部署、輕量級的通信機制、有針對性的水平擴展、高度的解耦等等，這加速了一個項目的快速迭代，很好的實現了敏捷開發，這正是企業所需要的。但是微服務架構的實現也是有一定的復雜性的：服務拆分的邊界怎麼來定義；原本的單機事務在服務拆分之後變成了分布式事務，這怎麼來處理；由於服務拆分了，服務之間的通信需要走網絡，怎樣盡可能的減少網絡通信的消耗；怎樣防止服務雪崩；怎麼梳理鏈路調用關繫、快速定位導致調用鏈發生錯誤的服務；怎樣監控服務的健康狀態等等，這都是使用了微服務架構後需要解決的問題。本書結合我在實際使用微服務架構中積累的經驗給出了其中大多數問題的解決方案，可以為讀者朋友提供一個參考。前言

    微服務架構這個概念的提出已經有一段時間了，但是由於資料的匱乏以及其實現的復雜性，使得大部分企業望而卻步。
    我是幸運的，從畢業至今，一直在與微服務打交道，期間參與了大大小小多個微服務的開發，是為數不多的有機會在實際生產環境中運用微服務架構的幸運兒。在使用微服務架構的過程中，我深深的體會到了這種架構對於一個中大型企業的好處：快速的開發與部署、輕量級的通信機制、有針對性的水平擴展、高度的解耦等等，這加速了一個項目的快速迭代，很好的實現了敏捷開發，這正是企業所需要的。但是微服務架構的實現也是有一定的復雜性的：服務拆分的邊界怎麼來定義；原本的單機事務在服務拆分之後變成了分布式事務，這怎麼來處理；由於服務拆分了，服務之間的通信需要走網絡，怎樣盡可能的減少網絡通信的消耗；怎樣防止服務雪崩；怎麼梳理鏈路調用關繫、快速定位導致調用鏈發生錯誤的服務；怎樣監控服務的健康狀態等等，這都是使用了微服務架構後需要解決的問題。本書結合我在實際使用微服務架構中積累的經驗給出了其中大多數問題的解決方案，可以為讀者朋友提供一個參考。
    不可否認的是，正如文章開頭所講的，國內對於微服務架構的開發學習資料與課程都非常有限，這使得微服務架構在國內的推廣並沒有想像中的那樣火熱。而且，國內的相關資料大多以理論為主或者沒有實戰基礎。所以，當電子工業出版社博文視點的付睿老師提議寫一本以實戰為主的微服務書籍之後，我毫不猶豫的抓住了這個機會。本書以實戰為主，以理論為輔，真正的給出了能在實際生產中使用的技術方案。由於篇幅限制以及以實戰為主的特點，我不會介紹太多的理論（哪怕這個理論很重要），比如在介紹Consul的時候，我不會去詳細的介紹Raft一致性協議，但是會介紹與其相關的一些在使用中需要注意的問題，如果有興趣的朋友可以去查看相關的論文資料。

本書的組織結構

    本書從組織結構上來講，分為三部分：基礎框架篇（1~6章）、服務框架篇（7~10章）、監控部署篇（11~13章）。
第1章微服務概述
    本章首先介紹了微服務架構的概念與優缺點，之後大致的介紹了微服務中需要的各種組件與常見的技術選型。
第2章微服務基礎框架
    本章首先介紹了SpringBoot在做微服務方面的優勢，之後筆者通過從零開始開發一個SpringBoot項目來介紹SpringBoot的基本使用，使沒有使用過SpringBoot的同學可以快速入門。後在“再學一招”部分，筆者介紹了一個非常好用的Maven命令：maven依賴樹，該命令是查看SpringBoot-Starter的依賴以及處理依賴衝突的一件利器。
第3章微服務文檔輸出
    本章首先介紹了自動化文檔輸出工具Swagger的概念，之後介紹了Swagger與SpringBoot的集成以及Swagger的常用注解。後在“再學一招”部分，筆者介紹了一個很好用的消除模板化代碼的框架Lombok的安裝與使用。
第4章微服務數據庫
    本章以Mysql為例，首先介紹了單數據源的情況下，SpringBoot與Mybatis的集成，之後筆者使用AbstractRoutingDataSource實現了對多數據源情況的處理，並簡要的介紹了實現多數據源的原理。後在“再學一招”部分，筆者介紹了Mybatis-Generator的基本用法。
第5章微服務緩存繫統
    本章首先介紹了常用的緩存技術的優缺點與選型方案，之後介紹了當使用Redis2.x版本時，使用SpringBoot集成ShardJedis實現客戶端分片的方法，然後介紹了Redis3.x集群的搭建與使用SpringBoot集成JedisCluster實現服務端集群的方式，後簡要的分析了JedisCluster的源碼。在本章的“再學一招”部分，介紹了使用GuavaCache實現本地緩存的方式。
第6章SpringBoot啟動源碼解析
    本章詳細的分析了SpringBoot啟動過程的源碼，掌握這一章，對於後續章節的閱讀至關重要。在本章的再學一招部分，簡要的介紹了在開發過程中獲取配置信息的4種姿勢。
第7章微服務注冊與發現
    本章首先介紹了Consul的基本概念和功能，之後搭建了服務提供者和服務調用者兩個項目來實現使用Consul進行服務注冊和服務發現的功能，後介紹了使用Consul與SpringBoot-Actuator實現服務健康檢查的功能。在本章的“再學一招”部分，簡要的介紹了Consul自身提供的幾種健康檢查的方式及原理。
第8章微服務配置管理
    本章首先介紹了為什麼要使用Archaius以及Archaius實現服務熱配置的原理，之後展示了使用Consul-KV實現配置中心的方式以及結合Archaius實現配置動態獲取的方式，後提供了一種將Archaius配置信息與Spring的PropertySource結合的方案。在本章的“再學一招”部分，筆者詳細的分析了使用Archaius構造動態屬性源以及動態獲取屬性的源碼。
第9章微服務進程間通信
    本章首先介紹了三種服務通信框架：OkHttp、AsyncHttpClient和Retrofit，之後分別展示了使用三種框架進行服務通信的代碼編寫，後在本章的“再學一招”部分，詳細的分析了使用Retrofit進行服務通信的核心源碼。
第10章微服務降級容錯
    本章首先詳細的介紹了為什麼使用Hystrix、Hystrix的工作原理以及執行流程，之後展示了在實際項目中如何使用Hystrix實現服務降級容錯，後展示了怎樣結合Turbine來搭建一個完整的Hystrix監控繫統。在本章的“再學一招”部分，介紹了設置Hystrix配置參數的兩種方法以及常使用的11個配置項的詳細介紹。
第11章微服務日志繫統
    本章首先詳細的介紹了為什麼使用ELK以及ELK常用的兩種架構，之後搭建了ELK緩衝繫統，然後展示了怎樣將項目中的日志發送到日志繫統中，後簡單的介紹了Kibana的常見用法。在本章的再學一招部分，介紹了怎樣使用Elasticsearch-Curator進行日志的定時刪除。
第12章微服務全鏈路追蹤繫統
    本章首先詳細的介紹了為什麼使用Zipkin、Zipkin的工作流程、數據模型以及工作原理，之後搭建了Zipkin全鏈路追蹤繫統，然後分別展示了使用AsyncHttpClient和OkHttp做服務通信時進行鏈路追蹤的方式，並且介紹了將追蹤信息進行持久化的方式。在本章的再學一招部分，詳細的分析了Brave（Zipkin的官方java客戶端）的核心源碼。
第13章微服務持續集成與持續部署繫統
    本章首先詳細的介紹了為什麼需要搭建持續集成與持續部署繫統，之後介紹了構建這套繫統的技術選型：GitLab、Jenkins、Docker-Registry與總體架構，然後分別介紹了使用jar包部署服務和使用Docker鏡像部署服務時持續集成與持續部署繫統的工作原理。之後，搭建了這套繫統，後分別展示了使用jar包部署服務和使用Docker鏡像部署服務時，持續集成與持續部署繫統的實現方式。在本章的再學一招部分，介紹了常用的10條Docker命令。

目標讀者

    本書面向的讀者群：
?   Java技術愛好者
?   Java工程師
?   微服務架構愛好者

本書特點

?   以實戰為主，理論為輔，代碼編寫占了絕大部分的篇幅
?   代碼由淺到深，會介紹表層代碼下的核心源碼實現
?   除了章，每章的結尾，都會提供一個“再學一招”部分，介紹好用的技術或者解析源碼

勘誤與支持

    由於作者經驗水平均有限，書中難免有錯誤之處。在本書出版後的任何時間，若你對本書有任何問題，可以發郵件到1197596604@qq.com，我會對所有問題給予回復。也可以加入QQ群：341027254，進行技術交流！

致謝

    感謝51信用卡，感謝你為我提供這樣一個平臺，讓我能夠學習到很多感興趣的技術，並能將這些技術應用到實際的項目中，也感謝在51中並肩作戰的伙伴們，能在這裡與一群NB的人一起工作讓我感到非常自豪。
    感謝51信用卡首席架構師孔晨，你敢為人先的精神和雄厚的技術沉澱使得在國內並不盛行的微服務架構在51內部運行的爐火純青，也感謝你不辭辛勞的指導，打通了我在技術上道路上的諸多癥結。
    感謝電子工業出版社博文視點的付睿老師，如果沒有你的提議和引導，就不會有這本書，你嚴謹認真的工作態度讓我非常敬佩。
    感謝我親愛的老婆，是你的支持與諒解，纔會讓我能夠有足夠多的時間來完成這本書！
    謹以此書獻給我敬佩的技術人、親愛的家人，以及眾多熱愛微服務的朋友們！

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