微服务实现 — Netflix 技术栈

嗨。今天我要讨论和解释如何实现基于微服务的系统。有很多工具和技术可以实现微服务。今天我将专注于使用Netflix堆栈和SpringBoot进行实现。这些天微服务是行业中炙手可热的话题。每个人都需要了解微服务，每个人都需要基于微服务架构来进行他们的项目。

在开始微服务之前，我们必须清楚微服务架构的概念，为什么我们的项目要使用微服务，微服务架构的优缺点是什么。在这里 Krish正在进行关于微服务的非常好的教程系列。如果你想要对微服务架构有非常好的理解，请在开始实现之前通过这些教程进行学习。

主要话题

• 样例项目介绍
• 核心服务
• 发现服务器
• 发现客户端
• 客户端负载均衡器
• API网关
• 安全流程
• 服务弹性和容错
• 无状态服务器
• 公共库

样例项目介绍

首先，我将解释系统的高级架构，以便了解我们要做什么。这只是一个用于说明的样例应用程序。假设这是一个基于电子商务的Web应用程序。所有这些系统设计和实现的解释都是基于我以前的项目经验。有时根据你的要求，你的系统设计可能会有所不同。

核心服务

你可以看到，根据微服务架构，我们将整个应用程序划分为单独的服务。每个服务都是可扩展和独立部署的，并且具有确切的定义范围。这些都是使用SpringBoot项目构建的。我将在本文的结尾提供源代码项目，因此不必担心编码，而是要尝试理解概念。在这个示例中，我们有五个核心服务。

auth-service负责处理系统的身份验证过程，auth-user检索，auth-user存储。它连接到User，Role，Permission db表。在这里我使用了MongoDB。

product-service负责产品存储，产品列表，如库存处理流程。

order-service负责处理买家下单购买产品的订单。然后卖家处理他所售产品的订单。

message-service负责处理系统内每个用户之间的实时消息传递流程。

search-service负责搜索产品、用户、类别。在这些应用程序中，搜索是一项最具挑战性的操作，因此我使用了Redis和Searchbox提供高性能服务。但这只是一个示例项目，你可以选择适合的技术。

发现服务器

在上一节中，我们讨论了系统的核心服务。它们是独立的服务。其中一些部署在单个服务器机器上，而其他一些则可能部署在另一台服务器机器上。有时，某些服务在某些情况下必须与其他服务通信，我将在稍后解释这些情况。但是，如果我们不知道服务在哪里，我们如何与另一个服务通信。这就像我们试图打电话给一个人，但不知道他的电话号码。

解决方案是发现服务器。发现服务器帮助我们发现我们需要的服务。当某个服务需要访问另一个服务时，发现服务器提供所请求服务的所有端点详细信息以建立连接。发现服务器充当服务注册表。所有服务都需要注册到发现服务器，否则发现服务器将不知道该服务。有多个发现服务器的实现，例如Netflix Eureka、Consul、Zookeeper。在这里，我将讨论Netflix Eureka。

我们可以轻松地设置Netflix Eureka作为我们的发现服务。我不会在这里讨论每个编码部分，我专注于重要的配置和实现点。你可以在源代码项目中找到它。要将Springboot应用程序设置为Eureka Discovery Server，你必须在应用程序的启动（main方法）中放置**@EnableEurekaServer**注释。

你必须放置一些配置。在这种情况下，我放在application.yml中（或者你可以使用application.properties）

在这里，我指出这个实例不是一个发现客户端，在这里服务器的端口是从maven属性获取的。但是，你可以放置任何你需要的端口号。默认端口是1111。

发现客户端

在服务发现部分中，我告诉每个服务都必须使用**@EnableDiscoveryClient将其作为发现客户端进行注册。此注释可以与在你的项目中实现的任何发现客户端实现一起使用（Eureka、Consul、Zookeeper）。你还可以使用@EnableEurekaClient**注释，但它仅适用于Eureka Discovery Client实现。

你必须放置一些配置。

在这里，你必须提到spring.application.name。因为那个名称将是其他人用来访问该服务的Service-Id。

我需要指出的另一件事是，我们可以根据服务的需求保持服务的集群，使用相同的Service-Id。实际上，Eureka Server通过使用Instance-Id来跟踪其发现客户端。有人可以向Eureka请求获取特定服务的所有可用端点，提供Service-Id。然后，Eureka能够为该服务客户端提供所有服务端点列表。

Instance-Id = {Server-Host} + ':' {Service-Id} + ':' + {Server-Port}

你可以看到有一些简单的配置。你必须使用defaultZone属性指定Eureka Server的位置。使用leaseRenewalIntervalInSeconds可以更改注册时间。注册需要最多30秒，因为那是默认客户端刷新时间。## 客户端负载均衡器

我已经告诉你了。在某些情况下，一些服务需要从其他服务获取服务或数据。在这种情况下，一个服务成为另一个服务的客户端。客户端服务可以使用服务 ID 调用所需的服务。但是假设所需的服务保留了集群。然后，Eureka 为所请求的服务提供了所有端点。现在客户端服务如何决定选择哪个端点以建立连接。这就是客户端负载均衡器发挥作用的时候。

根据负载均衡算法，客户端负载均衡器将为你从列表中选择最佳端点以建立连接。在我们的情况下，我使用 Netflix Ribbon 作为客户端负载均衡器。

根据你的要求，你可以选择最佳的负载均衡算法。在 Ribbon 中有几种实现。简单的循环负载平衡，加权响应时间负载平衡，区域感知循环负载平衡和随机负载平衡。或者你可以实现自己的 LB 实现。默认的是简单的循环负载平衡。

Spring 框架提供了一种使用 RestTemplate 类轻松访问 REST 端点的方法。

在使用 RestTemplate 之前，你必须在 Spring 上下文中创建实例。@LoadBalanced 注释将有助于将 Ribbon 配置设置到 RestTemplate 中。这是使用 RestTemplate 访问另一个服务的方法。

我希望现在你知道如何使用 Ribbon 和 Eureka 进行服务间通信了。

API 网关

现在我们将实现系统的前门。外部用户（Web 应用程序，移动应用程序）将如何访问我们的服务，或者换句话说，我们如何将微服务暴露给外部用户。是的，解决方案是 API 网关。系统的外部用户通过 API 网关访问我们的核心服务。在这里，我们使用 Netflix Zuul API 网关。我们可以将 Zuul 用作代理和请求过滤器。我将通过查看配置来解释更多细节。

你可以在此处看到，我们必须像在发现客户端部分中所做的那样提到 Eureka Server 的详细信息。原因是当请求进入 Zuul 时，他将使用 Service-Id 访问特定的核心服务。就像我们之前做的那样。我们不需要担心客户端负载平衡，Zuul 正在使用 Ribbon 进行负载平衡。

在 Zuul 属性中，我们可以指定 URL 前缀。在路由属性部分中，我们必须使用相同的名称指定每个核心服务。在其中，我们可以指定用于访问核心服务的 URL 路径。最后，我们必须指定特定服务的 Service-Id。

例如，如果外部用户需要访问核心产品服务。他的请求端点 URL 可能像这些结构一样。假设 Zuul 运行在 8080 上。

http://localhost:8080/api/product-service/{core-product-service-end-point}

http://localhost:8080/api/product-service/products

http://localhost:8080/api/product-service/products/10

安全流程

在本节中，我将讨论如何在我们的应用程序中处理安全性。为此，我主要使用了 JWT（JSON Web Token）和 Spring Security。

登录

你可以在此处看到登录请求进入 auth-service。让我们看看如何生成 auth token。

header = {"alg": "HS256", "typ": "JWT"}payload = {
              "exp": "2017-08-09 12:00:00",
              "user_name": "user",
              "authorities": [
                   "ROLE_SELLER"
               ],
               ...
              }secret_key = "quebic_secret"Token = HMAC( base64(header) + "." + base64(payload) , secret_key)

服务检查用户名和密码是否有效。如果凭据正确，则 auth-service 创建有效载荷。有效载荷包含用户名、权限和令牌的过期时间。秘密密钥存储在每个服务的配置（application.yml）中。

在 jwt 配置中，我们可以设置包含 auth-token 的请求标头是什么。为此，我们使用 Authorization 标头。你可以根据需要更改秘密和过期值。在此场景中，Web 应用程序将生成的 auth-token 存储在浏览器存储中。

授权

根据我们的示例项目，产品存储操作仅允许卖家（USER_SELLER）。你可以在此处看到 Web 应用程序将新产品详细信息发送到 product-service。

product_service 不知道任何传入的用户信息，因此他调用 auth-service 获取 auth-object。auth-service 能够解密 auth-token，如果令牌有效，则 auth-service 返回 auth-object。auth-object 包含 userId、用户名和权限。现在根据权限，product_service 将继续处理过程。

在这里，你必须了解我们安全流程的主要关键点。第一件事是我们的任何核心服务都不会维护有关登录用户的会话。所有服务都是无状态的。第二件事是 product-service、order-service、message-service 和 search-service 将身份验证过程委托给 auth-service。在获取 auth-object 后，他们可以处理授权过程，因为每个核心服务都包含使用 Spring Security 实现的权限规则。

Authentication Delegating FilterCommonAuthenticationTokenFilter是Authentication Delegating的实现。它包含在我们的common-lib依赖项中。你可以在com.quebic.common.security包中找到这个过滤器类。通过覆盖OncePerRequestFilter类的doFilterInternal()方法，我实现了Auth Delegating逻辑。

使用Spring Security进行授权

你可以在WebSecurityConfig类中找到授权规则。每个服务都包含其自己的实现，而这个类位于security.config包下。

退出登录

当以无状态方式进行时，在令牌过期之前无法使认证令牌无效。所以当退出登录时，需要从客户端中丢弃令牌。例如，如果客户端是一个Web应用程序，我们可以从浏览器存储中释放认证令牌。

服务弹性和容错性

当我们设计基于微服务的项目时，必须考虑实现服务弹性和容错性机制。有几种方法可以实现这一点，而断路器模式是处理这个问题的一种好方法。Netflix Hystrix是断路器模式的一种实现。

如果readingList()方法在其执行过程中失败，回退方法将立即触发，而不会中断主要流程。

无状态服务器

正如我之前提到的，所有核心服务都必须是可伸缩的和独立部署的。根据需求，我们可以从同一服务中保留多个实例。但是，如果我们保留基于服务器的会话，我们必须在部署新实例时共享这些会话数据。这将破坏微服务架构的自由。因此，所有服务都被设计为无状态服务器。

不要将会话数据或缓存存储在服务器内存中，而是将其存储在分布式内存存储器中。有许多好的解决方案可用。例如：Hazelcast，Redis，Memcache。

公共库

如果你有一些所有服务都共有的东西，请不要在每个服务内部重复。将其放在共同的地方。在这个例子中，我将其放在一个名为common-lib的单独项目中。每个核心服务都必须将common-lib作为一个依赖项添加进来。

好的，现在我们已经讨论到了尽头。我认为你已经对微服务架构的实现有了相当的了解。我希望这将有助于你未来的项目。这是Github源代码项目，请按照Readme中给出的说明运行该项目。你可以将微服务托管在AWS EC2、Pivotal WebServices或Heroku中。我将在未来的文章中更多地介绍托管。感谢阅读，祝你好运。

译自：https://medium.com/@tharanganilupul/microservices-implementation-netflix-stack-ba4f4a57a79f