单体架构

在软件设计中，经常提及和使用经典3层模型，即表示层、业务逻辑层、数据访问层。
表示层：用于直接和用户交互，也称为交互层，通常是网页、UI等
业务逻辑层：即业务逻辑处理层，例如用户输入的信息要经过业务逻辑层的处理后才能展现给用户
数据访问层：用于操作数据库，用户在表示层会产生大量的数据，通过数据访问层对数据库进行读写操作
一个经典的单体应用就是将所有的业务场景的表示层、业务逻辑层和数据访问层放在一个工程中最终经过编译、打包，部署在一台服务器上。

经典单体架构

LTMJ应用服务器示

如左图所示，LTMJ系统即是
服务器是linux系统，
开发应用程序语言是JAVA,
部署在Tomcat上，
采用MySQL数据库
LTMJ应用服务器示意图

单体架构有什么问题

1.复杂性逐渐变高

业务越来越复杂，单体应用的代码量越来越大，代码可读性、可维护性、可扩展性下降，新人接手代码所需的时间成倍增加，业务扩展带来的代价越来越大
2.单体应用并发能力有限

随着用户越来越多，程序承受的并发越来越高，单体应用的并发能力有限

3.测试难度大

单体应用的业务都在用一个程序中，随着业务的扩张、复杂度的增加，单体应用的修改或添加业务和或许会给其他业务带来一定的影响，导致测试难度增加

单体应用集群架构

1 系统仍然为单体应用

2 面对海量用户，数据库将会成为瓶颈，解决方案：分布式数据库，分库分表

3 持续交付能力差，业务越来越复杂，代码越多，修改的和添加代码所需时间长，新人熟悉代码时间长，成本高

单体应用集群架构

什么是微服务

微服务最早由Martin Fowler与James Lewis于2014年共同提出，微服务架构风格是一种使用一套小服务来开发单个应用的方式途径，每个服务运行在自己的进程中，并使用轻量级机制通信，通常是HTTP API，这些服务基于业务能力构建，并能够通过自动化部署机制来独立部署，这些服务使用不同的编程语言实现，以及不同数据存储技术，并保持最低限度的集中式管理。
微服务的特性：
- 按业务拆分为一个独立运行的程序，即服务单元
- 服务之间通过HTTP协议相互通讯
- 自动化部署
- 可以使用不同编程语言
- 可以使用不同存储技术
- 服务集中化管理
- 微服务是一个分布式系统

微服务单元按业务拆分

微服务的“微”是按照业务拆分，一个大的业务可以拆分成若干的小的业务，一个小的业务又可以拆分成若干更小的业务，业务怎么拆分是有开发人员自己决定
按业务划分的微服务单元独立部署，运行在独立的进程中。这些微服务是高度组件化的模块，并提供了稳定额模块边界，服务与服务之间没有任何的耦合，有非常好的扩展性和复用性。
现有我们开发模式通常由UI团队、服务端团队、数据库和运维团队构成，每个人各司其职，很少跨职能工作。
现在按照业务来划分服务，每个服务都需要UI、服务端、数据库和运维。也就是说一个小的业务的微服务需要动用一个团队的人协作，这显然添加了团队和团队之间交流协作的成本，所以产生了跨职能团队，这个团队复杂一个服务的所有工作，包括UI，服务端和数据库。若这个团队只有1-2个人，就对开发人员提出更高的要求

微服务通过HTTP来互相通信

按照业务拆分的微服务反应独立部署，并允许在各自的进程中。
微服务单元之间的通信方式一般倾向于使用HTTP这种简单的通信机制，更多时候是使用RESTfulAPI
服务与服务之间也可以通过轻量级的消息总线来通信，例如RabbitMQ、Kafaka.通过发送消息或订阅消息来达到服务与服务之间通信的目的
这两种方式有弊端：其通信机制是不可靠的，虽然成功率很高，但还是会有失败的时候

微服务通过HTTP来互相通信

微服务的数据库独立

例如一个应用有这样的几个业务：用户的信息、用户的账户，用户购物车、素报表服务等，所有业务都共用一个数据库，随着业务量的添加，数据库的表数量越来越多，难以管理和维护，并且数据量的添加会导致查询速度越来越慢。

单体架构

每个微服务都有自己的数据库，他们之间数据库是没有联系。每个服务所使用的数据库存储技术å是根据业务需求决定

微服务的自动化部署

自动化部署可以提供部署的效率，减少人为的控制，部署过程中出现的错误的概率降低，提供软件的质量
构建一个自动化部署的系统，虽然在前期需要开发人员或运维人员学习
随着客户实施DevOps，自动化部署必然会成为微服务部署一种方式
如果微服务按照单体架构的部署方式，则部署难度会呈指数增加。随着技术的发展，Docker容器技术、Kubernetes技术的推进，以及自动化部署工具（Jenkins）出现，自动化部署变得越来越简单

微服务的自动化部署

服务集中化管理

微服务系统是按业务单元来划分，服务数量越多，管理起来就越复杂，因此微服务必须使用集中化管理。目前流行的微服务框架中，例如Spring cloud 采用Eureka来注册服务

分布式架构

分布式系统是集群部署，由很多计算机相互协作共同构成，它能够处理海量用户的请求，当分布式系统对外提供服务时，用户是毫不知情的，还以为是一台服务器在提供服务。
微服务架构是分布式架构，是集群化部署，会给数据一致性带来困难，分布式系统中的服务通信依赖于网络，网络不好，必然会对分布式系统带来很大的影响，在分布式系统中服务之间相互依赖，如果一个服务出现了故障或网络延迟，在高并发的情况下，会导致线程阻塞，在很短时间内该服务的线程资源会消耗殆尽，最终服务不可用，由于服务的相互依赖，可能会导致整个系统不可用，这就是“雪崩效应”，为了防止此类事件的发生，分布式系统必然要采取相应的措施，例如熔断机制。

熔断机制

为了防止雪崩效应事件的发生，分布式系统采用熔断机制。在用Spring cloud构建的微服务系统中，采用了熔断器（即Hystrix组建的Circuit breaker）去做熔断
例如在微服务系统中有a、b、c、d等多个微服务，用户的请求通过网关后再到具体的服务，服务之间相互依赖，例如服务b依赖服务d，一个对外暴露的API需要服务b和服务d相互协作才能完成

微服务
如果此时服务b出现故障或者网络延迟在高并发的情况下，服务b会出现大量的线程阻塞，有可能在很短时间内线程资源就会被耗尽，导致服务b的不可用。
如果此时没有熔断机制就会导致雪崩效应
为了解决此问题，引入熔断机制：

b服务故障

b服务熔断

熔断机制
主要在三种状态中转换：
关闭状态：

当熔断器处于关闭状态时，请求是可以被放行的；
当熔断器统计的失败次数触发开关时，转为打开状态。

打开状态：

当熔断器处于打开状态时，所有请求都是不被放行的，直接返回失败；
只有在经过一个设定的时间窗口周期后，熔断器才会转换到半开状态

半开状态：

当熔断器处于半开状态时，当前只能有一个请求被放行；
这个被放行的请求获得远端服务的响应后，假如是成功的，熔断器转换为关闭状态，否则转换到打开状态。

熔断机制

微服务优势

微服务是松藕合的，无论是在开发阶段或部署阶段都是独立的。
能够快速响应, 局部修改容易, 一个服务出现问题不会影响整个应用。
易于和第三方应用系统集成, 支持使用不同的语言开发, 允许你利用融合最新技术。
每个微服务都很小，足够内聚，足够小，代码容易理解。团队能够更关注自己的工作成果, 聚焦指定的业务功能或业务需求。
开发简单、开发效率提高，一个服务可能就是专一的只干一件事, 能够被小团队单独开发，这个小团队可以是 2 到 5 人的开发人员组成。

微服务的不足

微服务的复杂度

开发人员需要付出一定的学习成本去掌握更多架构知识和框架知识；另外服务与服务之间是相互依赖，若修改一个服务就会对另外一个服务产生影响；
分布式事务

在微服务架构应用中，需要更新不同服务所使用的不同的数据库
服务的划分

如何拆分服务
服务的部署

需要对微服务有足够强的控制力，及自动化部署（例如使用阿里云提供paas服务）

微服务特点

根据微服务的特点，一个微服务应该有以下功能

服务的注册和发现
服务的负载均衡
服务的容错
服务的网关
服务配置的统一管理
链路跟踪
实时日志

服务的注册与消费

微服务系统是由很多个单一职责的服务单元组成，需要服务注册中心类统一管理这些微服务实例，方便查看每个微服务实例的健康状态。
服务注册是指向服务注册中心注册一个服务实例，服务提供者将自己的服务信息（服务名、IP地址）告知服务注册中心。
服务发现是指当服务消费者需要消费另外一个服务时，服务注册中心能够告知服务消费者它所要消费服务的实例信息（如服务名，IP地址等）
服务消费者一般使用HTTP协议来进行服务消费
服务注册中心会提供服务的健康检查方案，检查被注册的服务是否可用

服务的注册与消费

服务的负载均衡

在微服务架构中，服务之间的相互调用一般是通过HTTP通信协议来实现。但网络往往不可靠，为了保证服务的高可用，服务单元往往集群化部署。那服务消费者该调用哪个服务提供者的实例呢？
如图所示：所有服务都向服务注册中心注册（IP，服务名），服务消费者集成负载均衡组件，该组件会向服务消费者获取服务的注册列表信息，每隔一段时间重现刷新获取改列表。当服务消费者消费服务时，负载均衡组件获取服务提供者所有实例注册信息，并通过一定的负载均衡策略，选择一个服务提供者的实例，向该实例进行服务消费。
另外服务注册中心不但需要定时接收每个服务的心跳（用来检查服务是否可用），而且每个服务会定期获取服务注册列表的信息，当服务实例数量很多，服务注册中心承担了非常大的负载。由于服务注册中心很重要，所以必须实现高可用。

服务的负载均衡

服务的容错

熔断机制

服务网关

微服务系统接口资源通常由服务网关统一暴露，内部服务不直接对外提供API资源的暴露。
网关的作用
- 统一暴露微服务系统对外服务的接口
- 用户身份认证、权限认证
- 实现监控功能，实时日志输出，对请求进行记录
- 流量监控，在高并发的情况，对服务进行降级

服务网关

服务配置的统一管理

在微服务架构中，需要有统一管理配置文件的组件，例如Spring cloud的config,阿里Nacos

如图所示：
* 1 ）首先Config server读取配置文件仓库的配置信息，仓库可以是本地仓库或git

* 2） 配置服务启动时，读取配置文件信息，缓存在内存中

* 3 ）由于a、b、c等服务指定了向配置服务读取配置信息，所以这些服务启动时就会向配置中心读取配置

服务配置的统一管理

服务链路跟踪

微服务系统有很多个服务，且服务与服务之间的调用有可能很复杂，一旦出现异常和错误很难定位。
所以微服务架构中必须实现分布式链路跟踪，去跟进一个请求到底有哪些服务参与，参与的顺序又是怎么样的。从而使每个请求链路清晰可见
如果所示一个接口首先调服务A，后再调用B，而B需要调用C，对于这样一个请求需要三个服务，怎么样将它的请求过程的数据记录下，这就需要服务链路跟踪
目前链路跟踪组件：Google的Dapper、Twitter的Zipkin

服务链路跟踪

Spring Cloud

SpringCloud

SpringCloud是基于Spring boot的。而Spring boot是简化了Spring的复杂的配置和依赖管理，从而提高在开发和部署上的效率。
目标：通过一系列的开发组件和框架，帮助开发者迅速搭建一个分布式的微服务系统。
常用组件：

组件1

组件2

简单微服务

构建微服务

开发环境：Jdk1.8,MAVEN3.2.3,Eclipse
spring cloud版本：Greenwich.SR2
Spring boot：2.1.6.RELEASE

微服务

部署环境：
- k8s matser: 2核cpu 系统 cenots 7.9 硬盘20g 内存2048m ip:192.168.31.59 docker版本:18.09.7,k8s:1.15.1
k8s node :2核cpu 系统 cenots 7.9 硬盘20g 内存3072 m ip:192.168.31.181 docker版本:18.09.7,k8s:1.15.1
docker：CPU1个，内存521M硬盘20G, 含有JAVA和MAVEN环境镜像仓库使用阿里云
部署说明
下载[soft.zip]链接: https://pan.baidu.com/s/1jp2UuZUX-DtpVz51ucsAFA 提取码: 3ahf
百度网盘不能下载请及时联系

soft.zip
springcloud.zip

springcloud.zip

------------------------------使用阿里云镜像仓库----
#上传soft文件至docker,k8smaster k8snode
#将镜像推送至ali,ali免费版可以存300个
https://help.aliyun.com/document_detail/60945.html?spm=a2c4g.11186623.6.542.48983d31EbMHWT
#1)仅是安装docker 环境（下载soft文件 解压后上传docker机器上root 目录 ，soft目录下installDocker.sh）
#docker version:18.09.7 k8s version:1.15.1
tr -d '\r' </root/soft/installDocker.sh > /root/soft/installDocker_new.sh  && chmod +x /root/soft/*.sh && /root/soft/installDocker_new.sh  init installDocker
#登录阿里云：
# docker login --username=test@1594726148325608 registry.cn-shenzhen.aliyuncs.com
#密码：t12345678

 #RAM用户控制台：
 #test@1594726148325608.onaliyun.com
 #密码：4DzBf)xUvq8hzY6B6QMlFR{K?Oq(rsNv
 #https://cr.console.aliyun.com/cn-shenzhen/instance/repositories

 #2)导入镜像：
tr -d '\r' </root/soft/installDocker.sh > /root/soft/installDocker_new.sh  && chmod +x /root/soft/*.sh && /root/soft/installDocker_new.sh  loadJavaDockerImage

 #3)配置java环境：
 ##配置java环境和MAVEN(maven库：/mavenFactory/repository)
tr -d '\r' </root/soft/installDocker.sh > /root/soft/installDocker_new.sh  && chmod +x /root/soft/*.sh && /root/soft/installDocker_new.sh    configJava

 #4)build docker 新打开一个窗口执行 上传sprincloud代码至/root

cd /root/springcloud/deployment

# 5)alidev（build全部）如果mvn和java配置失败 请重新执行source /etc/profile
tr -d '\r' <buildDocker.sh > buildDocker_bew.sh && chmod +x *.sh && ./buildDocker_bew.sh  -Dver=1.0.0 -Denv=aliyun_dev
#单个
tr -d '\r' <buildDocker.sh > buildDocker_bew.sh && chmod +x *.sh && ./buildDocker_bew.sh  -Dver=1.0.0 -Denv=aliyun_dev EurekaServer
tr -d '\r' <buildDocker.sh > buildDocker_bew.sh && chmod +x *.sh && ./buildDocker_bew.sh  -Dver=1.0.0 -Denv=aliyun_dev configServer
tr -d '\r' <buildDocker.sh > buildDocker_bew.sh && chmod +x *.sh && ./buildDocker_bew.sh  -Dver=1.0.0 -Denv=aliyun_dev ServiceClient
tr -d '\r' <buildDocker.sh > buildDocker_bew.sh && chmod +x *.sh && ./buildDocker_bew.sh  -Dver=1.0.0 -Denv=aliyun_dev ServiceClientB
tr -d '\r' <buildDocker.sh > buildDocker_bew.sh && chmod +x *.sh && ./buildDocker_bew.sh  -Dver=1.0.0 -Denv=aliyun_dev gateway

##--------------安装k8s master和k8s node ------------
#6)安装K8sMaster（soft目录下installk8sMaster.sh） 需要修改aliyun镜像仓库地址，用户户名和密码，k8smaster ip,k8s node ip
tr -d '\r' </root/soft/installk8sMaster.sh > /root/soft/installk8sMaster.sh_new.sh  && chmod +x /root/soft/*.sh && /root/soft/installk8sMaster.sh_new.sh 
#7)重新配置master
tr -d '\r' </root/soft/installk8sMaster.sh > /root/soft/installk8sMaster.sh_new.sh  && chmod +x /root/soft/*.sh && /root/soft/installk8sMaster.sh_new.sh configMaster
# 8)检查 master 初始化结果
kubectl get nodes

# 9)获得 join命令参数 
kubeadm token create --print-join-command

#10)安装Node:( (确保master 状态为ready 正常再操作node))（soft目录下installk8sNode.sh）
#需要修改aliyun镜像仓库地址，用户户名和密码，k8smaster ip,k8s node ip
tr -d '\r' </root/soft/installk8sNode.sh > /root/soft/installk8sNode.sh_new.sh  && chmod +x /root/soft/*.sh && /root/soft/installk8sNode.sh_new.sh
# 11)只在 worker 节点执行 设置masterip 和apiserver.demo
echo "192.168.31.200 apiserver.demo" >> /etc/hosts

# 12)执行第9步： kubeadm token create --print-join-command 命令的输出 

# 13)只在 master 节点执行 直至nodes ready状态 等待 3-10 分钟
kubectl get nodes -o wide

#若一直没有ready失败则kubectl get pod -n kube-system pod是否是ready状态和running状态

##14)在master安装Kubectl,helm
tr -d '\r' </root/soft/installk8sMaster.sh > /root/soft/installk8sMaster.sh_new.sh  && chmod +x /root/soft/*.sh && /root/soft/installk8sMaster.sh_new.sh configKubectl

#15)安装ingress 
tr -d '\r' </root/soft/installk8sMaster.sh > /root/soft/installk8sMaster.sh_new.sh  && chmod +x /root/soft/*.sh && /root/soft/installk8sMaster.sh_new.sh installIngress

# 16)记下kubord token
eyJhbGciOiJSUzI1NiIsImtpZCI6IiJ9.eyJpc3MiOiJrdWJlcm5ldGVzL3NlcnZpY2VhY2NvdW50Iiwia3ViZXJuZXRlcy5pby9zZXJ2aWNlYWNjb3VudC9uYW1lc3BhY2UiOiJrdWJvYXJkIiwia3ViZXJuZXRlcy5pby9zZXJ2aWNlYWNjb3VudC9zZWNyZXQubmFtZSI6Imt1Ym9hcmQtdXNlci10b2tlbi01OTk4ZiIsImt1YmVybmV0ZXMuaW8vc2VydmljZWFjY291bnQvc2VydmljZS1hY2NvdW50Lm5hbWUiOiJrdWJvYXJkLXVzZXIiLCJrdWJlcm5ldGVzLmlvL3NlcnZpY2VhY2NvdW50L3NlcnZpY2UtYWNjb3VudC51aWQiOiJjMjMzM2Y2Mi00OTdlLTQwNGUtYmRmOS1kMWMwNjg4OWQwZWEiLCJzdWIiOiJzeXN0ZW06c2VydmljZWFjY291bnQ6a3Vib2FyZDprdWJvYXJkLXVzZXIifQ.fGttYtIb3w6YrqYIrZodd7J0PXz5cCT8P7w7L_0V0ddCJY8gaEm-n5dTQurfigJuTcSUAzjJgHXAyp4sb-XZ8ma5jnnipZfW3543oiFo-gcbKwvVGPQYUqJ-UrCQlw_yW43iJ6Y7DzFPrVwfQ1ByfoUCDnEvDTLxG6yC3qNlzlVAsBMtreeUXqNl-xMIUAa-GQZL7gaddRiBQhmY96a67NFhqgiU8Lz_lv8NiQxAZT5ECDsoCl9-qzx7pm04I5W3tS2wPrew06Fqlpf0sxLWY__bd_SnTbFKlCGRA9_-h4uDZW9x3vn6FxfS-RT_o9Yd8GZYKr8I2P5cPZ8Xqx094w
#查看pod :kubectl get pod --all-namespaces 
# host文件设置  192.168.31.200 kuboard.yanwen.com  （换成虚拟机主机ip）
#直至所有pod启动成功浏览器访问kuboard.yanwen.com 输入 "脚本最打印后token"
##--------------安装k8s master和k8s node ------------



##----------------------------部署代码------------------------------ 
#17）确保kubectl master node确保是否是readey
kubectl get nodes -o wide
#代码master上传至： /root/springcloud/deployment
#18）执行部署
tr -d '\r' </root/soft/installk8sMaster.sh > /root/soft/installk8sMaster.sh_new.sh  && chmod +x /root/soft/*.sh && /root/soft/installk8sMaster.sh_new.sh createSecret

tr -d '\r' </root/soft/installk8sMaster.sh > /root/soft/installk8sMaster.sh_new.sh  && chmod +x /root/soft/*.sh && /root/soft/installk8sMaster.sh_new.sh deploy

#host设置：192.168.31.200  demodev.yanwen.com.cn eureka.intranet.local kuboard.yanwen.com demodev.intranet.local kuboard.yanwen.com （换成k8s master 节点 ip）

demodev.yanwen.com.cn--ingress 配置 svc-nginx:80, nginx访问http://svc-ing-gateway-gateway:6083
demodev.intranet.local --ingress 配置http://svc-ing-gateway-gateway:6083

eureka.intranet.local ingress 配置svc-ing-eureka-springclouddemoeureka:6080

#19）测试连接：前往kuboard.yanwen.com 进行查看应用启动日志

eureka: eureka.intranet.local 
gateway:
http://demodev.yanwen.com.cn/searviceA/users/111
http://demodev.yanwen.com.cn/searviceB/users/11
内网
http://demodev.intranet.local/searviceA/users/111
http://demodev.intranet.local/searviceB/users/11


扩容searviceA 待启动后 
kubectl get deployment --all-namespaces
kubectl scale --replicas=2 deployments/rs-serviceclient -n springclouddemo

kubectl scale --replicas=1 deployments/rs-serviceclient -n springclouddemo

在访问 测试ribbon负载均衡组件
http://demodev.yanwen.com.cn/searviceB/users/11

# 删除
helm delete --pruge configserver 
helm delete --pruge gateway 
helm delete --pruge nginx 
helm delete --pruge serviceclient 
helm delete --pruge serviceclientb 
helm delete --pruge springclouddemoeureka
helm delete --pruge svcingress 

# 单独部署：
	  dir=/root/springcloud/deployment
	cd $dir

	tr -d '\r' <deploy.sh > deploy_bew.sh  && chmod +x $dir/*.sh   && ./deploy_bew.sh  -Dver=1.0.0 -Denv=ali_dev -Dnamespace=springclouddemo -Dname=springclouddemoeureka  eureka
	tr -d '\r' <deploy.sh > deploy_bew.sh  && chmod +x $dir/*.sh  && ./deploy_bew.sh  -Dver=1.0.0 -Denv=ali_dev -Dnamespace=springclouddemo  -Dname=configserver configServer 
	tr -d '\r' <deploy.sh > deploy_bew.sh  && chmod +x $dir/*.sh  && ./deploy_bew.sh  -Dver=1.0.0 -Denv=ali_dev -Dnamespace=springclouddemo  -Dname=serviceclient ServiceClient
	tr -d '\r' <deploy.sh > deploy_bew.sh   && chmod +x $dir/*.sh && ./deploy_bew.sh  -Dver=1.0.0 -Denv=ali_dev -Dnamespace=springclouddemo  -Dname=serviceclientb ServiceClientB
	tr -d '\r' <deploy.sh > deploy_bew.sh  && chmod +x $dir/*.sh  && ./deploy_bew.sh  -Dver=1.0.0 -Denv=ali_dev -Dnamespace=springclouddemo  -Dname=svcingress ingress

	tr -d '\r' <deploy.sh > deploy_bew.sh   && chmod +x $dir/*.sh && ./deploy_bew.sh  -Dver=1.0.0 -Denv=ali_dev -Dnamespace=springclouddemo  -Dname=gateway gateway
    tr -d '\r' <deploy.sh > deploy_bew.sh  && chmod +x $dir/*.sh  && ./deploy_bew.sh  -Dver=1.16.1 -Denv=ali_dev -Dnamespace=springclouddemo  -Dname=nginx nginx
	------------------------------使用阿里云镜像仓库----

eureka.intranet.local

eureka.intranet.local

http://demodev.yanwen.com.cn/searviceA/users/111

demodev.yanwen.com.cn