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Spring Cloud Alibaba 最佳实践

牧生

Release Time 2024-01-27

Spring Cloud Alibaba项目简介

Spring Cloud Alibaba（下文简称为SCA） 致力于提供微服务开发的一站式解决方案。此项目包含开发分布式应用服务的必需组件，方便开发者通过 Spring Cloud 编程模型轻松使用这些组件来开发分布式应用服务。 依托 SCA，您只需要添加一些注解和少量配置，就可以将 Spring Cloud 应用接入阿里分布式应用解决方案，通过阿里中间件来迅速搭建分布式应用系统。

项目最佳实践案例介绍

SCA的项目的最佳实践，是整合了SCA相关组件（Nacos，Sentinel，Seata，RocketMQ）的Example示例项目。方便用户全面体验SCA提供的一站式微服务解决方案。

  1. Spring Cloud Gateway： 网关
  2. Nacos：服务注册和配置中心
  3. Sentinel：熔断限流
  4. Seata：分布式事务
  5. RocketMQ：消息队列，削峰填谷
  6. Docker：使用Docker进行容器化部署
  7. Kubernetes：使用k8s进行容器化部署

下图为SCA最佳实践项目结构示意图：

image.png

组件详细说明

  1. 其中，用户下单购买货物的场景主要使用 Seata 来进行分布式事务的能力体现。
  2. 用户为商品进行点赞的场景，模拟大流量环境下通过 Sentinel 进行限流或是 RocketMQ 进行削峰填谷。在此场景下，SCA社区提供了两种应对大流量的处理方式：
    • Sentinel 在网关侧绑定指定网关路由进行服务的熔断降级。
    • RocketMQ 进行流量削峰填谷，在大流量请求下，生产者向 RocketMQ 发送消息，而消费者则通过可配置的消费速率进行拉取消费，减少大流量直接请求数据库增加点赞请求的压力。

Spring Cloud Gateway

**Spring Cloud GateWay 是微服务模块的网关，整合 Nacos，实现动态路由的配置。**通过监听 Nacos 配置的改变，实现服务网关路由配置动态刷新，每次路由信息变更，无需修改配置文件而后重启服务。

Nacos

Nacos 是SCA微服务模块的服务注册中心和配置中心。整合 Spring Cloud Gateway，所有的微服务模块都注册到 Nacos 中进行服务注册与发现。

Seata

**基于 Seata 的 AT 模式，用于库存模块，账户模块，订单模块的分布式事务处理。**当库存不足/账户余额不足时，进行事务回滚。

Sentinel

**用于点赞场景的服务熔断限流。**整合 Nacos 配置中心与 Spring Cloud Gateway，实现指定路由规则、熔断限流规则动态配置。

RocketMQ

**用于进行点赞服务流量的削峰填谷。**通过将大流量的点赞请求从生产者发送到mq，消费者模块从mq中拉取进行一定频率的消费，不是简单的直接服务熔断限流降级，实现 RocketMQ 针对大流量的削峰填谷能力。

应用场景说明

在本 Demo 示例中，SCA社区提供了两种业务场景：

  1. 用户下单购买货物的场景，下单后：

先请求库存模块，扣减库存； 扣减账户余额； 生成订单信息返回响应。

  1. 用户为商品进行点赞(模拟MQ的生产者消费者应用场景)返回商品点赞后的详细信息（点赞数等）。

Docker Compose 部署

容器化部署是将应用代码和所需的所有组件(例如库、框架和其他依赖项)打包在一起, 让它们隔离在自己的”容器”中去运行。 Note：如果以Docker Compose方式体验Demo时，需要确保内存资源 >= 24G！

Hosts 配置

在启动服务容器前，请先配置 Host 地址映射，确保服务能够正常启动！

Terminal window
# for integrated-example
127.0.0.1 integrated-mysql
127.0.0.1 nacos-server
127.0.0.1 seata-server
127.0.0.1 rocketmq
127.0.0.1 gateway-service
127.0.0.1 integrated-frontend

启动容器

组件容器启动

进入spring-cloud-alibaba-examples/integrated-example目录下，执行 docker-compose -f docker-compose-env.yml up -d 即可启动所有微服务应用依赖的组件，即Nacos，MySQL，RocketMQ，Seata-Server，完成需要的数据库表配置等相关操作。

添加应用配置信息

在spring-cloud-alibaba-examples/integrated-example目录下，在终端中执行config-init/scripts/nacos-config-quick.sh脚本文件。即可自动注入应用的所有配置信息。

服务容器启动

在spring-cloud-alibaba-examples/integrated-example目录下，执行以下命令docker-compose -f ./docker-compose/docker-compose-service.yml up -d来快速部署example应用。

访问 Demo

分布式事务能力

访问http://integrated-frontend:30080/order 来体验对应场景。 直接点击下单按钮提交表单，模拟客户端向网关发送了一个创建订单的请求。

  • 用户的 userId 为 admin
  • 用户下单的商品编号为1号
  • 此次订单购买的商品个数为1个

image.png

在本 Demo 示例中，为了便于演示，每件商品的单价都为2。 而在初始化业务数据库表的时候新建了一个用户，用户的userId为admin，余额为 3 元；同时新建了一个编号为 1 号的商品，库存为 100 件。 因此通过上述的操作，应用会创建一个订单，扣减对应商品编号为 1 号的库存个数(100-1=99)，扣减 admin 用户的余额(3-2=1)。

image.png

如果再次请求相同的接口，同样是先扣减库存(99-1=98)，但是会因为 admin 用户余额不足而抛出异常，并被 Seata 捕获，执行分布式事务二阶段提交，回滚事务。

image.png

可以看到数据库中库存的记录因为回滚之后仍然为 99 件。

熔断限流，削峰填谷能力
  1. 场景说明

针对大流量背景下的服务熔断限流，削峰填谷，SCA社区提供了用户为商品进行点赞的场景。在此场景下，SCA社区提供了两种应对大流量的处理方式。

  • Sentinel 在网关侧绑定指定网关路由进行服务的熔断降级。
  • RocketMQ 进行流量削峰填谷，在大流量请求下，生产者向 RocketMQ 发送消息，而消费者则通过可配置的消费速率进行拉取消费，减少大流量直接请求数据库增加点赞请求的压力。
  1. 访问测试
  • Sentinel 熔断降级

访问 http://integrated-frontend:30080/sentinel 体验对应场景。

image.png

网关路由点赞服务的限流规则为 5，而在前端通过异步处理模拟了 10 次并发请求。 因此可以看到 Sentinel 在 Gateway 侧针对多出的流量进行了服务熔断返回 fallback 给客户端，同时数据库的点赞数进行了更新(+5)。

  • RocketMQ进行流量削峰填谷

访问 http://integrated-frontend:30080/rocketmq 体验对应场景。

image.png

由于之前在 Nacos 中配置了integrated-praise-consumer消费者模块的消费速率以及间隔，在点击按钮时应用将会模拟 1000 个点赞请求，针对 1000 个点赞请求，integrated-praise-provider 会将 1000 次请求都向 Broker 投递消息，而在消费者模块中会根据配置的消费速率进行消费，向数据库更新点赞的商品数据，模拟大流量下 RocketMQ 削峰填谷的特性。 可以看到数据库中点赞的个数正在动态更新。

image.png

服务容器停止

在 spring-cloud-alibaba-examples/integrated-example 目录下，执行以下命来停止正在运行的example服务容器。

Terminal window
docker-compose -f ./docker-compose/docker-compose-service.yml down

组件容器停止

在 spring-cloud-alibaba-examples/integrated-example 目录下，执行以下命令 docker-compose -f ./docker-compose/docker-compose-env.yml down 来停止正在运行的example组件容器。

更多信息请参考：Spring Cloud Alibaba容器化部署最佳实践 | Docker-Compose 版本

Kubernetes Helm 部署

启动测试

进入到 spring-cloud-alibaba-examples/integrated-example 目录下，执行如下命令利用 Helm 部署应用程序。

Terminal window
helm package helm-chart


helm install integrated-example integrated-example-1.0.0.tgz

通过运行上述命令，根据SCA社区提供的 Helm Chart 文档通过 Helm 快速完成最佳实践示例的部署。 可以通过 Kubernetes 提供的 kubectl 命令查看各容器资源部署的情况，耐心等待所有容器完成启动后即可到对应页面体验各个组件的使用场景及能力。

体验Demo

同 Docker Compose Demo 体验过程

停止测试

如果您想停止体验，输入如下命令。

Terminal window
helm uninstall integrated-example

更多信息请参考：Spring Cloud Alibaba容器化部署最佳实践 | Kubernetes Helm-Chart 版本