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SpringCloud Alibaba入門教程

概述

SpringCloud Alibaba 是阿里巴巴开源的微服务框架，提供了一系列微服务解决方案，包括服务注册与发现、服务限流与降级、分布式事务等功能。它基于 SpringCloud 框架，能够帮助开发者快速搭建高性能的微服务架构，并增强了应用的稳定性和可用性。本文将详细介绍 SpringCloud Alibaba 的核心组件及其配置方法，并通过实战案例演示其具体应用。

SpringCloud Alibaba简介

SpringCloud Alibaba是什么

SpringCloud Alibaba 是阿里巴巴开源的微服务框架，它基于 SpringCloud 框架，提供了一系列微服务解决方案。它包含了多个子项目，如 Nacos 服务注册与发现、Sentinel 服务限流与降级、Seata 分布式事务等，这些组件共同构成了一个完整的微服务生态。

使用SpringCloud Alibaba的优势

使用 SpringCloud Alibaba 可以带来以下优势：

  1. 快速上手：SpringCloud Alibaba 提供了完整的微服务解决方案，开发者可以快速搭建出高性能的微服务架构。
  2. 稳定性增强：其内置的 Nacos 和 Sentinel 组件，分别提供了服务发现和限流降级功能，增强了应用的稳定性和可用性。
  3. 易维护性：通过集中的配置管理，可以方便地进行服务间的配置管理和维护。
  4. 插件化：各个组件可以根据需求单独引入和配置，灵活度高，可以按需扩展。

SpringCloud Alibaba的核心组件

SpringCloud Alibaba 的核心组件包括：

  1. Nacos：动态服务发现、服务配置管理、服务管理和健康检查。
  2. Sentinel：服务容错保护，支持流量控制、熔断降级、系统保护等功能。
  3. Seata：分布式事务解决方案，支持 AT、TCC、SAGA 和 XA 四种模式。
  4. RocketMQ：分布式消息中间件，支持高性能、高可靠的消息传递。
  5. Dubbo：高性能服务框架，提供服务治理、负载均衡等功能。
环境搭建

开发环境准备

在搭建 SpringCloud Alibaba 环境之前，需要确保你的开发环境满足以下条件：

  • Java 版本：建议使用 Java 8 或更高版本。
  • IDE：推荐使用 IntelliJ IDEA 或 Eclipse。
  • Maven 版本：建议使用 Maven 3.5.0 或更高版本。

Maven依赖配置

接下来，配置 Maven 项目所需的依赖。在项目的 pom.xml 文件中添加以下内容：

<dependencies>
    <!-- Spring Boot Starter -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>

    <!-- Spring Cloud Starter Alibaba Nacos Discovery -->
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
        <version>2.2.6.RELEASE</version>
    </dependency>

    <!-- Spring Cloud Starter Config Nacos -->
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId>
        <version>2.2.6.RELEASE</version>
    </dependency>

    <!-- Spring Cloud Starter Alibaba Seata -->
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-seata</artifactId>
        <version>2.2.6.RELEASE</version>
    </dependency>
</dependencies>

<dependencyManagement>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
            <version>2021.0.0</version>
            <type>pom</type>
            <scope>import</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
            <version>2.2.6.RELEASE</version>
            <type>pom</type>
            <scope>import</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
</dependencyManagement>

Nacos服务注册与发现配置

在 application.yml 配置文件中，配置 Nacos 的服务注册与发现：

spring:
  application:
   name: demo-service
   cloud:
      nacos:
         discovery:
            server-addr: 127.0.0.1:8848
            namespace: <your-namespace>

Seata分布式事务配置

在 application.yml 配置文件中，配置 Seata 的服务端和客户端：

seata:
 server:
   enabled: true
   service:
      vgroup-mapping:
         default:
            registry:
               group: default
      store:
         mode: db
         db:
            datasource:
               driverClassName: com.mysql.cj.jdbc.Driver
               url: jdbc:mysql://localhost:3306/seata?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&useSSL=false&serverTimezone=UTC
               user: root
               password: root
 server:
   port: 8091
Nacos服务注册与发现

Nacos服务注册功能介绍

Nacos 是一个动态服务发现、配置管理和服务管理平台。Nacos 服务注册功能允许应用将自身注册到 Nacos 服务器上，并通过 Nacos 进行服务发现、配置获取等操作。Nacos 中的服务注册功能可以实现应用的自动发现和动态更新。

Nacos服务发现功能介绍

Nacos 服务发现功能允许应用通过 Nacos 获取当前集群中的服务列表，并通过这些信息实现服务间的调用。服务发现功能使得服务调用方能够动态地感知到服务提供方的变化，并做出相应的调整。

使用Nacos进行服务间调用示例

在服务提供方，启动一个简单的 RESTful API：

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.cloud.client.discovery.DiscoveryClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class ServiceController {

    @Autowired
    private DiscoveryClient discoveryClient;

    @GetMapping("/services")
    public String getServiceList() {
        return discoveryClient.getServices().toString();
    }

    @GetMapping("/health")
    public String healthCheck() {
        return "Service is running.";
    }
}

在服务调用方，通过 Nacos 配置中心获取目标服务的地址，并调用服务：

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;
import org.springframework.cloud.client.discovery.DiscoveryClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class ClientController {

    @Autowired
    private DiscoveryClient discoveryClient;

    @GetMapping("/call-service")
    public String callService() {
        ServiceInstance instance = discoveryClient.getInstances("demo-service").get(0);
        String serviceUrl = "http://" + instance.getHost() + ":" + instance.getPort() + "/health";
        // 这里可以发起一个HTTP请求到服务地址
        return "Called service at " + serviceUrl;
    }
}

通过 Nacos 服务发现功能，服务调用方可以动态地获取服务提供方的信息，并实现服务间的调用。

Seata分布式事务使用

分布式事务常见问题

分布式事务常见问题包括：

  1. 数据一致性问题：在分布式系统中，由于多个服务的参与，数据的一致性很难保证。
  2. 服务可用性问题：由于网络延迟和服务宕机等问题，分布式事务的执行可能会失败。
  3. 性能问题：分布式事务的实现通常会引入额外的通信开销，影响系统的性能。

Seata分布式事务配置说明

Seata 是一个分布式事务解决方案，支持 AT、TCC、SAGA 和 XA 四种模式。以下是一个简单的配置说明：

seata:
  server:
   port: 8091
   service:
      vgroup-mapping:
         default:
            registry:
               group: default
      store:
         mode: db
         db:
            datasource:
               driverClassName: com.mysql.cj.jdbc.Driver
               url: jdbc:mysql://localhost:3306/seata?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&useSSL=false&serverTimezone=UTC
               user: root
               password: root

Seata分布式事务使用示例

在服务提供方，配置 Seata 的事务管理器：

import com.alibaba.cloud.seata.annotation.EnableGlobalTransaction;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
@EnableGlobalTransaction
public class ServiceApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ServiceApplication.class, args);
    }
}

在服务提供方的业务代码中，使用 Seata 的事务注解：

import com.alibaba.cloud.seata.manager.TransactionalResources;
import com.alibaba.cloud.seata.manager.TransactionalServiceConfig;
import com.alibaba.cloud.seata.manager.TransactionalServiceContext;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;

@Service
public class OrderService {

    @Autowired
    private TransactionalResources transactionalResources;

    @Transactional
    public void createOrder() {
        // 模拟业务逻辑
        // 例如：调用库存服务减少库存
        transactionalResources.begin();
        // 执行业务逻辑
        transactionalResources.commit();
    }
}

通过 Seata 的事务管理器，可以实现事务的统一管理，保证分布式事务的可靠性和一致性。

服务限流和降级

服务限流的意义

服务限流的意义在于保护系统免受过载请求的影响，避免系统因为请求过多而崩溃。通过设置合理的请求限流策略，可以有效地保护系统的稳定性。

服务降级的意义

服务降级的意义在于在系统故障或资源不足时，通过降级机制减少请求的处理，保证核心服务的可用性。服务降级可以避免单点故障导致整个系统瘫痪。

使用Sentinel进行服务限流和降级配置

Sentinel 是阿里巴巴开源的一个服务治理与防护组件，提供了包括流量控制、熔断降级、系统保护等功能。以下是如何使用 Sentinel 进行服务限流和降级的示例：

在 pom.xml 文件中添加 Sentinel 依赖：

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId>
    <version>2.2.6.RELEASE</version>
</dependency>

在 application.yml 配置文件中，配置 Sentinel 的服务端和客户端：

spring:
  cloud:
    sentinel:
       transport:
          dashboard: localhost:8080

在服务提供方，配置 Sentinel 的限流和降级规则：

import com.alibaba.csp.sentinel.annotation.SentinelResource;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.BlockException;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class ServiceController {

    @GetMapping("/limit")
    @SentinelResource(value = "limitResource", blockHandler = "limitHandler")
    public String limitResource() {
        // 模拟业务逻辑
        return "Limit resource.";
    }

    public String limitHandler(BlockException ex) {
        // 处理限流后的逻辑
        return "Blocked by limit.";
    }
}

在服务调用方，配置 Sentinel 的服务端和客户端：

import com.alibaba.csp.sentinel.annotation.SentinelResource;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.BlockException;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class ClientController {

    @GetMapping("/call-service")
    @SentinelResource(value = "callServiceResource", blockHandler = "callServiceBlockHandler")
    public String callService() {
        // 服务调用逻辑
        return "Service is called.";
    }

    public String callServiceBlockHandler(BlockException ex) {
        // 处理限流后的逻辑
        return "Blocked by limit in call-service.";
    }
}

通过 Sentinel 的限流和降级功能，可以有效地保护系统的稳定性和可用性。

实战案例

搭建一个简单的微服务应用

搭建一个简单的微服务应用，包括服务提供方和服务调用方。

服务提供方

首先，创建一个新的 Spring Boot 项目，并在 pom.xml 文件中添加以下 Maven 依赖：

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
        <version>2.2.6.RELEASE</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-seata</artifactId>
        <version>2.2.6.RELEASE</version>
    </dependency>
</dependencies>

在 application.yml 配置文件中，配置服务提供方的 Nacos 和 Seata：

spring:
 application:
    name: demo-service
    cloud:
       nacos:
          discovery:
             server-addr: 127.0.0.1:8848
             namespace: <your-namespace>
seata:
 server:
    port: 8091
    service:
       vgroup-mapping:
          default:
             registry:
                group: default
       store:
          mode: db
          db:
             datasource:
                driverClassName: com.mysql.cj.jdbc.Driver
                url: jdbc:mysql://localhost:3306/seata?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&useSSL=false&serverTimezone=UTC
                user: root
                password: root

在服务提供方的 ServiceApplication 类中，启用全局事务管理器：

import com.alibaba.cloud.seata.annotation.EnableGlobalTransaction;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
@EnableGlobalTransaction
public class ServiceApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ServiceApplication.class, args);
    }
}

在服务提供方的 ServiceController 类中，定义一个简单的 RESTful API：

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class ServiceController {

    @GetMapping("/health")
    public String healthCheck() {
        return "Service is running.";
    }
}

服务调用方

创建一个新的 Spring Boot 项目，并在 pom.xml 文件中添加以下 Maven 依赖：

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
        <version>2.2.6.RELEASE</version>
    </dependency>
</dependencies>

在 application.yml 配置文件中，配置服务调用方的 Nacos：

spring:
 application:
    name: client-service
    cloud:
       nacos:
          discovery:
             server-addr: 127.0.0.1:8848
             namespace: <your-namespace>

在服务调用方的 ClientApplication 类中，启用 Nacos 和服务发现功能：

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class ClientApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ClientApplication.class, args);
    }
}

在服务调用方的 ClientController 类中，实现服务调用的功能：

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;
import org.springframework.cloud.client.discovery.DiscoveryClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class ClientController {

    @Autowired
    private DiscoveryClient discoveryClient;

    @GetMapping("/call-service")
    public String callService() {
        ServiceInstance instance = discoveryClient.getInstances("demo-service").get(0);
        String serviceUrl = "http://" + instance.getHost() + ":" + instance.getPort() + "/health";
        // 这里可以发起一个HTTP请求到服务地址
        return "Called service at " + serviceUrl;
    }
}

使用SpringCloud Alibaba进行服务注册与发现

在上面的服务提供方和服务调用方中，已经完成了服务注册与发现的功能配置。启动服务提供方和调用方后，服务提供方会自动注册到 Nacos 服务器上，服务调用方可以通过 Nacos 获取到服务提供方的信息，并实现服务间的调用。

集成Seata进行分布式事务管理

在服务提供方中，已经配置了 Seata 的全局事务管理器。可以通过 Seata 的事务注解来实现分布式事务的管理。例如，可以在服务提供方的业务代码中使用 @Transactional 注解来管理事务。

import com.alibaba.cloud.seata.manager.TransactionalResources;
import com.alibaba.cloud.seata.manager.TransactionalServiceConfig;
import com.alibaba.cloud.seata.manager.TransactionalServiceContext;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;

@Service
public class OrderService {

    @Autowired
    private TransactionalResources transactionalResources;

    @Transactional
    public void createOrder() {
        // 模拟业务逻辑
        // 例如：调用库存服务减少库存
        transactionalResources.begin();
        // 执行业务逻辑
        transactionalResources.commit();
    }
}

使用Sentinel进行服务限流和降级

在服务提供方和服务调用方中，可以引入 Sentinel 进行服务限流和降级的配置。例如，可以在服务提供方的 RESTful API 中使用 @SentinelResource 注解来定义限流规则。

import com.alibaba.csp.sentinel.annotation.SentinelResource;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.BlockException;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class ServiceController {

    @GetMapping("/limit")
    @SentinelResource(value = "limitResource", blockHandler = "limitHandler")
    public String limitResource() {
        // 模拟业务逻辑
        return "Limit resource.";
    }

    public String limitHandler(BlockException ex) {
        // 处理限流后的逻辑
        return "Blocked by limit.";
    }
}

通过以上配置，可以实现一个完整的微服务应用，包括服务注册与发现、分布式事务管理和服务限流降级等功能。

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