Java 微服务：Spring Cloud 组件使用

构建 微服务架构的核心在于将单体应用拆分为多个独立部署的服务，并通过组件协同工作。以下步骤将详细介绍如何搭建一套基于 Spring Cloud Alibaba 的微服务系统，涵盖服务注册、发现、调用、熔断保护及网关路由。

1. 搭建父工程与基础环境

创建 Maven 项目作为父工程，用于统一管理依赖版本，避免版本冲突。

1. 新建 文件夹 microservice-parent。
2. 编辑 pom.xml 文件，设置 <packaging> 为 pom。
3. 引入 spring-boot-starter-parent 和 spring-cloud-dependencies 依赖管理。

<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>2.6.13</version>
</parent>

<properties>
    <java.version>1.8</java.version>
    <spring-cloud-alibaba.version>2021.0.5.0</spring-cloud-alibaba.version>
    <spring-cloud.version>2021.0.5</spring-cloud.version>
</properties>

<dependencyManagement>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
            <version>${spring-cloud-alibaba.version}</version>
            <type>pom</type>
            <scope>import</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
            <version>${spring-cloud.version}</version>
            <type>pom</type>
            <scope>import</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
</dependencyManagement>

2. 配置服务注册与发现 (Nacos)

微服务之间需要互相找到对方，这由注册中心完成。此处使用 Nacos 作为注册中心。

1. 下载 Nacos Server 压缩包。
2. 解压 压缩包至指定目录。
3. 进入 bin 目录。
4. 执行 启动命令：
   • Windows: 双击 startup.cmd
   • Linux/Mac: 运行 sh startup.sh -m standalone
5. 访问 浏览器，输入 http://localhost:8848/nacos，使用 账号密码 nacos/nacos 登录 控制台。

创建 服务提供者模块 service-provider。

1. 引入 依赖 spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery 和 spring-boot-starter-web。
2. 配置 application.yml 文件，指定 服务名和注册中心地址。

server:
  port: 8001

spring:
  application:
    name: service-provider
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848

3. 编写 启动类，添加 注解 @EnableDiscoveryClient。
4. 运行 启动类。
5. 刷新 Nacos 控制台，确认 服务名 service-provider 出现在服务列表中。

3. 实现服务间远程调用

服务消费者需要调用提供者的接口。使用 OpenFeign 可以像调用本地方法一样调用远程服务。

创建 服务消费者模块 service-consumer。

1. 引入 依赖 spring-cloud-starter-openfeign 和 spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery。
2. 配置 application.yml。

server:
  port: 8002

spring:
  application:
    name: service-consumer
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848

3. 在启动类上添加 注解 @EnableFeignClients。
4. 定义 Feign 客户端接口。

@FeignClient(value = "service-provider")
public interface UserClient {
    @GetMapping("/user/{id}")
    String getUserById(@PathVariable("id") Long id);
}

5. 在 Controller 中 注入 UserClient 接口并 调用 方法。

@RestController
public class ConsumerController {
    @Autowired
    private UserClient userClient;

    @GetMapping("/consume/{id}")
    public String consume(@PathVariable Long id) {
        return userClient.getUserById(id);
    }
}

6. 启动 消费者服务，访问 http://localhost:8002/consume/1，验证 是否成功返回提供者的数据。

4. 引入服务熔断与降级

当某个服务出现故障或响应过慢时，为了防止雪崩效应，需要切断请求或返回默认值。使用 Sentinel 实现这一功能。

1. 在 service-consumer 模块中 引入 依赖 spring-cloud-starter-alibaba-sentinel。
2. 配置 application.yml，开启 Sentinel 控制台。

spring:
  cloud:
    sentinel:
      transport:
        dashboard: localhost:8080
        port: 8719

3. 下载 并 启动 Sentinel Dashboard（默认端口 8080）。
4. 访问 http://localhost:8080，登录 控制台（默认 sentinel/sentinel）。
5. 多次访问 消费者接口，刷新 Sentinel 控制台，观察 实时监控数据。
6. 配置 流控规则：点击 簇点链路，找到 /consume/{id} 资源，点击 流控 按钮，设置 单机阈值为 1（QPS），点击 新增。
7. 快速刷新 浏览器请求该接口，验证 是否出现 Blocked by Sentinel (flow limiting) 提示。

实现 自定义降级逻辑：

1. 修改 Feign 接口，指定 fallback 类。

@FeignClient(value = "service-provider", fallback = UserClientFallback.class)
public interface UserClient {
    // ...
}

2. 创建 UserClientFallback 类，实现 UserClient 接口，并 添加 @Component 注解。

@Component
public class UserClientFallback implements UserClient {
    @Override
    public String getUserById(Long id) {
        return "服务繁忙，请稍后再试 (降级返回)";
    }
}

3. 关闭 服务提供者，再次访问 消费者接口，确认 返回降级文字而非报错页面。

5. 搭建网关服务

网关作为系统的统一入口，负责路由转发、鉴权等。使用 Spring Cloud Gateway。

创建 网关模块 service-gateway。

1. 引入 依赖 spring-cloud-starter-gateway 和 spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery。
2. 配置 application.yml，定义 路由规则。

server:
  port: 9000

spring:
  application:
    name: service-gateway
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848
    gateway:
      discovery:
        locator:
          enabled: true # 开启从注册中心动态创建路由的功能
      routes:
        - id: provider_route
          # lb:// 代表 LoadBalance，后面跟服务名
          uri: lb://service-provider
          predicates:
            # 当请求路径包含 /user 时转发
            - Path=/user/**

3. 启动 网关服务。
4. 通过 网关访问提供者接口：输入 http://localhost:9000/user/1，验证 请求是否被正确转发至 service-provider。

6. 组件核心功能对比

下表总结了各组件的核心作用与替代方案，便于根据业务场景选型。

7. 请求流转架构

下图展示了外部请求通过网关进入微服务系统，并由注册中心协调服务调用的完整流程。