Java微服務(wù)開發(fā)指南 -- 使用Spring Boot構(gòu)建微服務(wù)

時(shí)間：2022-08-11 16:15:01 | 來源：網(wǎng)站運(yùn)營

時(shí)間：2022-08-11 16:15:01 來源：網(wǎng)站運(yùn)營

使用Spring Boot構(gòu)建微服務(wù)

Spring Boot是一個(gè)廣泛用來構(gòu)建Java微服務(wù)的框架，它基于Spring依賴注入框架來進(jìn)行工作。Spring Boot允許開發(fā)人員使用更少的配置來構(gòu)建微服務(wù)，同時(shí)框架本身能夠盡可能的減少開發(fā)人員的沖突，它和我們后面要介紹的兩個(gè)框架類似，它通過以下幾個(gè)方面幫助開發(fā)人員：

• 自動(dòng)化配置，一般情況下都有默認(rèn)配置
• 提供一組流行的starter依賴，方便開發(fā)人員使用
• 簡化應(yīng)用打包
• 提升應(yīng)用運(yùn)行時(shí)的內(nèi)省性（例如：Metrics與環(huán)境信息）

簡化的配置

Spring以噩夢般的配置而聞名，雖然框架本身相比其他組件模型（EJB 1.x 和 2.x）簡單了不少，但是它也帶來了自己的配置模式。也就是說，如果想要正確的使用Spring，你需要深入了解如何進(jìn)行XML配置、了解JdbcTemplate、JmsTemplate以及BeanFactory生命周期、了解Servlet監(jiān)聽器，你以為掌握了這些就可以開始開發(fā)了嗎？實(shí)際上問題遠(yuǎn)沒有結(jié)束，如果你要用Spring MVC編寫一個(gè)簡單的hello world，你還需要了解DispatcherServlet和一堆Model-View-Controller相關(guān)的類型。

Spring Boot目標(biāo)就是消除掉這些與業(yè)務(wù)無關(guān)的配置和概念，通過簡單的注解，你就能夠完成這些工作，當(dāng)然如果你想繼續(xù)想以前一樣使用Spring，它也不會(huì)攔著你。

Starter依賴

Spring廣泛使用著，包括了大型企業(yè)應(yīng)用，在應(yīng)用中，用戶將會(huì)使用到不同的技術(shù)組件，包括：JDBC數(shù)據(jù)源、消息隊(duì)列、文件系統(tǒng)以及應(yīng)用緩存等。開發(fā)人員需要在需要這些功能時(shí)，停下來，仔細(xì)分析一下自己究竟需要什么？需要的內(nèi)容屬于哪個(gè)依賴（“哦，我需要JPA依賴”），然后花費(fèi)大量的時(shí)間在依賴組織和排除上。

Spring Boot提供了功能域（一批jar包依賴）的依賴，它讓開發(fā)人員聲明需要的功能，而不用去關(guān)系究竟如何處理依賴關(guān)系。這些starter可以允許開發(fā)人員直接使用這些功能：

• JPA持久化
• NoSQL數(shù)據(jù)庫支持，例如：MongoDB、Cassandra或者CouchBase
• Redis緩存
• Tomcat、Jetty或者Undertow的Servlet引擎
• JTA事務(wù)

通過直接添加一個(gè)starter，能夠讓開發(fā)人員獲得這個(gè)特性相關(guān)的一組依賴，而這些依賴的組合已經(jīng)被驗(yàn)證，省卻了開發(fā)人員的不少時(shí)間。

應(yīng)用打包

Spring Boot是一組jar包和符合其約定的配置的構(gòu)建塊，因此它不會(huì)運(yùn)行在現(xiàn)有的應(yīng)用服務(wù)器中，而使用Spring Boot的大多數(shù)開發(fā)人員更喜歡的是直接運(yùn)行的這種自包含的jar包。這意味著Spring Boot將所有的依賴和應(yīng)用程序代碼都包裝到一個(gè)自包含的jar中，而這些jar包運(yùn)行在一個(gè)平面的類加載器中。簡單的類加載體系使得開發(fā)人員更容易理解應(yīng)用程序的啟動(dòng)、依賴關(guān)系和日志輸出，但更重要的是，它有助于減少應(yīng)用從構(gòu)建到生產(chǎn)環(huán)境的步驟數(shù)量。這意味著開發(fā)人員不必將打包好的應(yīng)用放置到應(yīng)用服務(wù)器中，而是直接運(yùn)行這個(gè)standalone的應(yīng)用，如果你需要servlet，那么完全可以將其打包在應(yīng)用內(nèi)，使其為你服務(wù)。

沒錯(cuò)，一個(gè)簡單的java -jar <name.jar>就可以啟動(dòng)你的應(yīng)用了！Spring Boot、Dropwizard和WildFly Swarm都遵循將所有內(nèi)容打包成可執(zhí)行的jar模式。但是傳統(tǒng)的應(yīng)用服務(wù)器包含的管理能力，怎么在這種模式下實(shí)現(xiàn)呢？

為生產(chǎn)環(huán)境而準(zhǔn)備

Spring Boot推出了一個(gè)叫做actuator的模塊，它可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的指標(biāo)統(tǒng)計(jì)。例如：我們可以收集日志、查看指標(biāo)、生成執(zhí)行線程dump、顯示環(huán)境變量、了解gc以及顯示BeanFactory中配置的bean?？梢酝ㄟ^HTTP或者JMX暴露這些信息或者進(jìn)行日志輸出。借助Spring Boot，我們可以利用Spring框架的功能、減少配置并快速開發(fā)應(yīng)用并上線。

說了這么多，讓我們看看怎么使用它。

開始使用

我們接下來使用Spring Boot的命令行工具（CLI）來創(chuàng)建第一個(gè)Spring Boot程序（CLI底層使用了Spring Initializer）。你也可以使用自己喜歡的方式，比如使用集成了Spring Initializer的IDE，或者直接訪問web來創(chuàng)建一個(gè)工程。

Spring Boot CLI 的安裝方式，可以參考 這里
Homebrew下：
brew tap pivotal/tap brew install springboot

一旦你安裝了Spring Boot CLI，你可以這樣檢查一下。

如果你能看到版本的輸出，恭喜你，安裝成功了。接下來，在你希望創(chuàng)建工程的目錄下運(yùn)行命令：spring init --build maven --groupId com.murdock.examples --version 1.0 --java-version 1.8 --dependencies web --name hola-springboot hola-springboot

在microservices-camp下運(yùn)行。

運(yùn)行該命令后，將會(huì)在當(dāng)前目錄下創(chuàng)建一個(gè)hola-springboot目錄，同時(shí)該目錄下包含了一個(gè)完整的Spring Boot程序，簡單的介紹一下這個(gè)命令中包含的內(nèi)容。

• --build
  使用的構(gòu)建工具，示例中是：maven
• --groupId
  maven坐標(biāo)中的組Id，也就是代碼的包名，如果你想改包名，只有在IDE中修改
• --version
  maven坐標(biāo)中的version
• --java-version
  Java版本
• --dependencies
  這是一個(gè)有趣的參數(shù)，我們可以指定某種開發(fā)類型的依賴。比如：web就是指當(dāng)前項(xiàng)目使用Spring MVC框架，默認(rèn)基于內(nèi)嵌的Tomcat（Jetty和Undertow作為可選）。其他的依賴或者starter，比如：jpa、security和cassandra

進(jìn)入到hola-springboot目錄中， 執(zhí)行命令：mvn spring-boot:run，如果程序啟動(dòng)，沒有報(bào)錯(cuò)，你就能看到如下的日志：

恭喜你！你快速的創(chuàng)建了一個(gè)Spring Boot應(yīng)用，并且啟動(dòng)了它，你甚至可以訪問http://localhost:8080，你會(huì)看到如下內(nèi)容







可以看到返回了默認(rèn)的出錯(cuò)頁面，到目前為止，它除了這個(gè)什么也做不了。接下來，我們就添加一些特性，比如：REST訪問，做一個(gè)helloworld式的應(yīng)用。

后續(xù)實(shí)踐內(nèi)容與原文有不同，在操作性上要比原文具備更好的實(shí)踐性。

你好，世界

現(xiàn)在我們擁有了一個(gè)可以運(yùn)行的Spring Boot應(yīng)用，讓我們?yōu)樗砑右恍┖唵蔚墓δ?。首先，我們想做的是，讓?yīng)用暴露一個(gè)位置是api/holaV1HTTP/REST端點(diǎn)，訪問它將返回 Hola Spring Boot @ X，而其中的 X 是運(yùn)行應(yīng)用的本機(jī)IP。

在編寫代碼前，先將hola-springboot導(dǎo)入到IDE中，在com.murdock.examples.holaspringboot包下面建立一個(gè)類，名稱為HolaRestControllerV1。

可以看到方法hola()返回了我們需要的內(nèi)容，一個(gè)簡單的字符串。

添加HTTP端點(diǎn)

到現(xiàn)在為止，我們只是創(chuàng)建了一個(gè)名為HolaRestControllerV1的POJO，你可以寫一些單元測試去做驗(yàn)證，而讓它暴露HTTP端點(diǎn)，則需要增加一些內(nèi)容。

• @RestController
  這個(gè)注解告知Spring，該類是一個(gè)用于暴露HTTP端點(diǎn)的控制器（可以暴露GET、PUT和POST等基于HTTP協(xié)議的功能）
• @RequestMapping
  用于映射HTTP URI到對應(yīng)的類或者方法

通過添加這兩個(gè)注解，我們就可以使得原有的類具備了暴露HTTP端點(diǎn)的能力。針對上面的代碼，比如@RequestMapping("/api")代表著HolaRestControllerV1接受來自/api路徑的請求，當(dāng)添加@RequestMapping(method = RequestMethod.GET, value = "/holaV1", produces = "text/plain")時(shí)，表示告知Spring在/holaV1（其實(shí)是/api/holaV1）暴露HTTP GET端點(diǎn)，該端點(diǎn)接受的類型是text/plain。Spring Boot將會(huì)使用內(nèi)置的Tomcat運(yùn)行，當(dāng)然你也可以切換到Jetty或者Undertow。

我們在hola-springboot目錄下，執(zhí)行mvn clean package spring-boot:run，然后使用瀏覽器訪問http://localhost:8080/api/holaV1，如果一切正常，我們可以看到如下內(nèi)容。










現(xiàn)在這些返回內(nèi)容是寫死的，如果我們想個(gè)應(yīng)用增加一些環(huán)境相關(guān)的配置，如何做呢？比如：可以替代 Hola 這個(gè)詞，比如使用 Guten Tag 德語，我們把這個(gè)應(yīng)用部署給德國人用，我們需要一個(gè)將外部屬性注入給應(yīng)用的途徑。

外部配置

Spring Boot可以很容易使用諸如：properties文件、命令行參數(shù)和系統(tǒng)環(huán)境變量等作為外部的配置來源。我們甚至可以將這些配置屬性通過Spring Context綁定到類型實(shí)例上，例如：如果想將helloapp.*屬性綁定到HolaRestController，可以在類型上聲明@ConfigurationProperties(prefix="helloapp")，Spring Boot會(huì)自動(dòng)嘗試將比如helloapp.foo或者helloapp.bar等這些屬性值綁定到類型實(shí)例的foo、bar等字段上。

在Spring Initializer CLI創(chuàng)建的工程中，已經(jīng)有了一個(gè)application.properties，我們就可以在這個(gè)文件中定義新屬性，比如：helloapp.saying。

創(chuàng)建一個(gè)新的控制器HolaRestControllerV2。

停止之前運(yùn)行的應(yīng)用，然后在hola-springboot目錄下，繼續(xù)使用mvn clean package spring-boot:run來編譯工程，運(yùn)行這個(gè)應(yīng)用，然后使用瀏覽器訪問http://localhost:8080/api/holaV2，你會(huì)看到如下內(nèi)容。







我們現(xiàn)在通過更改外部配置文件來使應(yīng)用適應(yīng)部署的環(huán)境，比如：調(diào)用服務(wù)的url、數(shù)據(jù)庫url和密碼以及消息隊(duì)列配置，這些都適合作為配置。但是也要把握度，不是所有的內(nèi)容都適合放置在配置中，比如：應(yīng)用在任何環(huán)境下都應(yīng)該具備相同的超時(shí)、線程池、重試等配置。

暴露應(yīng)用的Metrics和信息

一個(gè)Spring Boot應(yīng)用搭建起來了，緊接著就是將其部署到生產(chǎn)環(huán)境，我們怎樣監(jiān)控它呢？當(dāng)我們想知道它運(yùn)行的怎么樣，我們該怎么辦呢？除非我們讓應(yīng)用向外暴露出Metrics，否則應(yīng)用就會(huì)像黑盒子一樣。Spring Boot專門提供了一個(gè)starter --actuator來完成這個(gè)工作。

讓我們看看如何啟用actuator，啟用的過程非常簡單。在hola-springboot/pom.xml中依賴：

然后在hola-springboot/src/main/resources/application.properties中增加一個(gè)配置（安全原因）：

隨后，結(jié)束當(dāng)前應(yīng)用，在hola-springboot下運(yùn)行：mvn clean package spring-boot:run重新編譯工程，啟動(dòng)項(xiàng)目。

我們可以通過瀏覽器訪問幾次http://localhost:8080/api/holaV1以及http://localhost:8080/api/holaV2，然后訪問一下：http://localhost:8080/metrics，可以看到如下內(nèi)容。










類似這樣的URL還有許多：

• http://localhost:8080/beans
• http://localhost:8080/env
• http://localhost:8080/health
• http://localhost:8080/metrics
• http://localhost:8080/trace
• http://localhost:8080/mappings

暴露出這些運(yùn)行時(shí)信息，使得開發(fā)人員在忙于業(yè)務(wù)開發(fā)的同時(shí)，更輕松獲取到系統(tǒng)信息。

怎樣在maven之外運(yùn)行

到現(xiàn)在為止，我們還是以開發(fā)者視角使用maven來構(gòu)建這個(gè)簡單的工程。如果我們需要將它部署到其他環(huán)境，比如：開發(fā)、測試或者生產(chǎn)環(huán)境，需要怎么做呢？

幸運(yùn)的是，使用Spring Boot，我們可以輕松的發(fā)布和構(gòu)建，Spring Boot推薦單一、可執(zhí)行的jar，而在這個(gè)jar中包括了所有的依賴，這些依賴的jar都會(huì)放置在應(yīng)用的類路徑下。在hola-springboot下，運(yùn)行mvn clean package，然后可以通過java -jar來運(yùn)行。

就是這樣，我們可以啟動(dòng)這個(gè)應(yīng)用，后續(xù)接下來介紹的Dropwizard和WildFly Swarm都使用類似的方式進(jìn)行。

調(diào)用其他服務(wù)

在微服務(wù)環(huán)境下，每個(gè)服務(wù)都有提供功能的義務(wù)并服務(wù)好它的調(diào)用者。就像我們在第一章中談的，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)的不確定性，構(gòu)建分布式系統(tǒng)十分的困難，本章主要討論一個(gè)服務(wù)怎樣調(diào)用到后臺(tái)的服務(wù)。

在第五章中，將會(huì)討論服務(wù)的柔性、適應(yīng)性交互和調(diào)用

接下來將擴(kuò)展hola-springboot項(xiàng)目，完成服務(wù)的調(diào)用，但在此之前，我們先要搭建一個(gè)后臺(tái)服務(wù)，完成類似下圖的交互。

后臺(tái)服務(wù)的構(gòu)建，將采用forge + WildFly的方式進(jìn)行，比原文中寫一個(gè)Servlet部署到Jetty顯得更好
關(guān)于forge的安裝，在mac下：brew install jboss-forge

通過以下方式，可以在microservices-camp下創(chuàng)建一個(gè)具備持久化能力的REST服務(wù)，它可以自由的部署到WildFly中。

使用forge構(gòu)建完成之后，可以將其導(dǎo)入到IDE中，如果觀察BookEndpoint這個(gè)類型，你會(huì)發(fā)現(xiàn)涉及到CRUD以及分頁查詢等邏輯已經(jīng)完全具備了。










通過上述命令，我們可以構(gòu)建出一個(gè)hola-backend.war的應(yīng)用，下面我們將其部署到WildFly中。WildFly的使用可以通過下載到本地運(yùn)行，但是由于涉及到兩個(gè)進(jìn)程的交互，本文采用Docker的方式進(jìn)行部署，讀者可以自行準(zhǔn)備環(huán)境。

筆者準(zhǔn)備了WildFly鏡像，可以簡單的運(yùn)行起來
執(zhí)行：sudo docker run --name wildfly -it -p 9990:9990 -p 8080:8080 weipeng2k/wildfly-admin，可以啟動(dòng)一個(gè)WildFly，HTTP端口在8080，應(yīng)用管理端口在9990
管理員賬號(hào)筆者已經(jīng)構(gòu)建在鏡像中：admin/Admin#hello1234

登錄到WildFly后臺(tái)，通過管理界面，部署hola-backend.war。







可以看到后臺(tái)的更新日志，從中可以了解到應(yīng)用部署正常。




使用這種方式的好處在于開發(fā)階段如果有新的包生成直接進(jìn)行上傳就好，如果想整體銷毀，直接停止刪除容器即可，不會(huì)弄壞WildFly。下面使用chrome插件Postman構(gòu)建Book數(shù)據(jù)，然后測試是否可用。

新增數(shù)據(jù)測試。







查詢數(shù)據(jù)測試。










看來后臺(tái)服務(wù)應(yīng)用hola-backend工作正常，當(dāng)然可以通過WildFly的管理界面查詢運(yùn)行時(shí)信息，這點(diǎn)和Spring Boot的actuator很像，但是產(chǎn)品化的體驗(yàn)做的更好些。

接下來在hola-springboot項(xiàng)目中新建BookRestController，使用RestTemplate來完成后端服務(wù)的交互。

可以看到BookRestController將后端的host與port放在了配置中，而前綴是books，那么也就需要在application.properties中增加這些配置。

接下來，打開瀏覽器訪問：http://localhost:8080/api/books/1，它將訪問hola-springboot，而hola-springboot將會(huì)調(diào)用hola-backend，最終由hola-springboot輸出結(jié)果。

小結(jié)

通過本章的內(nèi)容，我們學(xué)習(xí)了Spring Boot的基本知識(shí)，了解它與傳統(tǒng)的WAR和EAR不同的部署方式，以及如何使用外部資源來完成配置，并通過actuator暴露了Metrics，使用RestTemplate調(diào)用了另一個(gè)服務(wù)。如果你想了解跟多內(nèi)容，可以參考下面的鏈接。

• Spring Boot
• Spring Boot Reference Guide
• Spring Boot in Action
• Spring Boot on GitHub

原文鏈接

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