深入理解Spring Cloud与微服务构建

本书共分16章，全面涵盖了Spring Cloud构建微服务相关的知识点。第1、2章详细介绍了微服务架构和Spring Cloud。第3、4章讲解了用Spring Cloud构建微服务的准备工作。第5～12章以案例为切入点，讲解了Spring Cloud构建微服务的基础组件，包括Eureka、Ribbon、Feign、Hystrix、Zuul、Config、Sleuth、Admint等组件。第13～15章讲述了使用Spring Cloud OAuth2来保护微服务系统的相关知识。第16章用一个综合案例，全面讲解了如何使用Spring Cloud构建微服务，可以作为实际开发的样例工程。

作者方志朋，毕业于武汉理工大学硕士学位。 CSDN博客专家、Spring Cloud中国社区联合创始人。对技术有着狂热的追求，活跃于各大技术社区，包括CSDN、GitHub、掘金、简书、Spring Cloud中国社区。

1. 深入浅出讲解Spring Cloud组件、开发工具、框架等知识点。
2. 使读者全面理解微服务的构建原理。
3. 实例丰富，解释清晰，易于读者真正理解原理，并学以致用。
4. 深入讲解Spring Cloud OAuth2，直击市场需求痛点。

近年来随着互联网的飞速发展，各行各业都在拥抱互联网。互联网给人类生活带来了翻天覆地的变化，人们在享受互联网给生活带来便捷的同时，业务需求的发展也对互联网技术提出了更高的要求，传统的单体架构对越来越复杂的业务需求显得力不从心。此外，随着大数据、云计算和人工智能的飞速发展，软件的架构显得越来越重要。近几年来，“微服务”这一名词在各大网站、论坛、演讲中出现的频率足以让人们感觉到它对软件架构带来的影响。目前，各大公司都在纷纷采用微服务架构。

Spring Cloud作为Java语言的微服务落地框架，在Spring开源社区和Pivatol、Netflix两大公司的推动下飞速发展，得到了众多开发者的认可，Spring Cloud在未来很可能成为微服务框架的领导者和规范。和众多Spring Cloud开发者一样，我在工作和学习中对Spring Cloud系列框架、组件非常痴迷。我利用业余时间在CSDN博客上发表了一系列关于Spring Cloud的文章，受到广大开发人员的欢迎，在短短半年的时间里，Spring Cloud系列文章的阅读量就超过200万。另外，作为Spring Cloud中国社区的联合发起人，我持续为社区贡献文章，得到了社区朋友们的认可。因为Spring Cloud是一个新技术，很多人对此还不是很了解，所以希望我的文章可以作为大家学习的资料，也欢迎读者关注我的博客http://blog.csdn.net/forezp。

沿袭了博客的写作风格，我花费了半年的时间和大量的心血来完成本书。从Spring Cloud的基础组件开始讲解，对关键组件做了源码分析，力求帮助读者深入理解原理。同时也重点讲解了如何在Spring Cloud微服务系统中进行身份认证和权限安全的验证。在本书的最后，以一个综合案例来全面讲解Spring Cloud是如何构建微服务的，这个案例是我在学习和工作过程中使用Spring Cloud的提炼和总结，具有非常高的参考价值。

本书内容

本书共分为16章，各章主要内容如下。

第1章介绍了什么是微服务、为什么需要微服务、微服务的优缺点和挑战，并且将单体架构的系统和微服务架构的系统进行了比较。

第2章主要介绍微服务应该具备的功能，以及Spring Cloud的基本组件，最后介绍了 Spring Cloud与Dubbo、Kubernetes之间的比较及优缺点。

第3、4章介绍了构建微服务的准备工作：开发环境的构建和Spring Boot的使用。其中，第3章介绍了开发环境的构建，包括JDK的安装、IDEA和Maven的使用等；第4章介绍了Spring Boot的基本使用方法，包括Spring Boot的特点和优点、用IDEA创建一个Spring Boot项目、Spring Boot配置文件详情、Spring Boot的Actuator模块，以及Spring Boot集成JPA、Redis、Swagger2等。

第5～9章介绍了Spring Cloud框架的基础模块—Spring Cloud Netflix模块，涵盖了Spring Cloud构建微服务的基础组件。例如Eureka、Ribbon、Feign、Hystrix和Zuul等，这些组件为微服务系统提供了基本的服务治理能力。以案例为切入点，由浅入深介绍这些组件，并从源码的角度分析这些组件的工作原理。

第10章介绍了分布式配置中心Spring Cloud Config，详细讲解了Config Server如何从本地仓库和远程Git仓库读取配置文件，以及如何构建高可用的分布式配置中心和使用消息总线刷新配置文件。

第11章介绍了链路追踪组件Spring Cloud Sleuth，包括微服务系统为什么需要链路追踪组件，并以案例的形式详细介绍了如何在Spring Cloud微服务系统中使用链路追踪，以及如何传输、存储和展示链路数据。

第12章以案例的形式介绍了Spring Boot Admin，包括Spring Boot Admin在微服务系统中的应用、在Spring Boot Admin中集成安全登录组件。

第13～15章介绍了Spring Cloud微服务系统的安全验证模块，包括Spring Boot Security组件和Spring Cloud OAuth2模块。第13章详细介绍了如何在Spring Boot应用中使用Spring Boot Security；第14章介绍了如何在Spring Cloud微服务系统中使用Spring Cloud OAuth2来保护微服务的系统安全；第15章介绍了如何在Spring Cloud微服务系统中使用Spring Cloud OAuth2和JWT来保护微服务的系统安全。

第16章以一个综合案例介绍了使用Spring Cloud构建微服务系统的全过程，该案例是对全书内容的总结和提炼。

本书特色

1．案例丰富，通俗易懂

我的写作目标之一就是将复杂的事情简单化，从而让读者轻松地学习到技术。本书用丰富的案例循序渐进地讲解了如何使用Spring Cloud构建微服务。

2．深入浅出，透析本质

以案例为切入点，对Spring Cloud关键组件进行源码解读，深入讲解原理，并在案例中使用大量的图解，包括展示图、架构图等，帮助读者深入理解。最后以一个综合案例完整讲解了如何使用Spring Cloud构建微服务，达到学以致用的目的。

3．网络资源，技术支持

本书中所有的源码按章节划分，每一章节都有独立的源码，方便读者使用和理解。读者可以到我的微信公众号（微信号walkingstory）中下载源码。源码打开即用，可以轻松运行。读者可以一边看书，一边看源码，易于快速学习和理解。

阅读建议

本书的读者对象既可以是Spring Cloud的初学者，也可以是经验丰富的架构师。建议循序渐进、从前往后对照源码通读本书。本书采用的Spring Cloud版本为Dalston，Spring Boot版本为1.5.3。

建议和反馈

由于作者能力有限，虽然对书稿做了多次认真的检查和修改，但错漏之处在所难免，敬请读者批评指正。读者可以到我的微信公众号或者博客中留言反馈，也可以将意见或建议发至本书编辑的邮箱[email protected]，我会及时给出解答。

致谢

感谢我的家人在我写作本书过程中所给予的支持和鼓励。感谢大学时的导师王为民教授在精神上对我的鼓舞，使我如沐春风，终身受益。感谢我的同事提出的宝贵意见，和你们一起工作非常荣幸，也非常开心。感谢所有的技术朋友给我的帮助和建议，包括Spring Cloud中国社区的小伙伴们，以及各大社区的技术朋友们。感谢编辑张爽在本书写作和出版过程中所做的工作。感谢这么多良师益友……

方志朋

2017年秋

第1章　微服务简介 1

1.1　单体架构及其存在的不足 1

1.1.1　单体架构简介 1

1.1.2　单体架构存在的不足 2

1.1.3　单体架构使用服务器集群

及存在的不足 2

1.2　微服务 3

1.2.1　什么是微服务 4

1.2.2　微服务的优势 8

1.3　微服务的不足 9

1.3.1　微服务的复杂度 9

1.3.2　分布式事务 9

1.3.3　服务的划分 11

1.3.4　服务的部署 11

1.4　微服务和SOA的关系 12

1.5　微服务的设计原则 12

第2章　Spring Cloud简介 14

2.1　微服务应该具备的功能 14

2.1.1　服务的注册与发现 15

2.1.2　服务的负载均衡 15

2.1.3　服务的容错 17

2.1.4　服务网关 18

2.1.5　服务配置的统一管理 19

2.1.6　服务链路追踪 20

2.2　Spring Cloud 21

2.2.1　简介 21

2.2.2　常用组件 21

2.2.3　项目一览表 23

2.3　Dubbo简介 24

2.4　Spring Cloud与Dubbo比较 25

2.5　Kubernetes简介 26

2.6　Spring Could与Kubernetes比较 27

2.7　总结 29

第3章　构建微服务的准备 30

3.1　JDK的安装 30

3.1.1　JDK的下载和安装 30

3.1.2　环境变量的配置 30

3.2　IDEA的安装 31

3.2.1　IDEA的下载 31

3.2.2　用IDEA创建一个Spring Boot

工程 32

3.2.3　用IDEA启动多个Spring Boot

工程实例 34

3.3　构建工具Maven的使用 35

3.3.1　Maven简介 35

3.3.2　Maven的安装 35

3.3.3　Maven的核心概念 37

3.3.4　编写Pom文件 37

3.3.5　Maven构建项目的生命周期 39

3.3.6　常用的Maven命令 40

第4章　开发框架Spring Boot 43

4.1　Spring Boot简介 43

4.1.1　Spring Boot的特点 43

4.1.2　Spring Boot的优点 44

4.2　用IDEA构建Spring Boot工程 44

4.2.1　项目结构 44

4.2.2　在Spring Boot工程中构建

Web 45

4.2.3　Spring Boot的测试 46

4.3　Spring Boot配置文件详解 46

4.3.1　自定义属性 47

4.3.2　将配置文件的属性赋给

实体类 47

4.3.3　自定义配置文件 49

4.3.4　多个环境的配置文件 50

4.4　运行状态监控Actuator 50

4.4.1　查看运行程序的健康状态 52

4.4.2　查看运行程序的Bean 53

4.4.3　使用Actuator关闭应用程序 55

4.4.4　使用shell连接Actuator 56

4.5　Spring Boot整合JPA 57

4.6　Spring Boot整合Redis 60

4.6.1　Redis简介 60

4.6.2　Redis的安装 60

4.6.3　在Spring Boot中使用Redis 60

4.7　Spring Boot整合Swagger2，搭建

Restful API在线文档 62

第5章　服务注册和发现Eureka 66

5.1　Eureka简介 66

5.1.1　什么是Eureka 66

5.1.2　为什么选择Eureka 66

5.1.3　Eureka的基本架构 67

5.2　编写Eureka Server 67

5.3　编写Eureka Client 70

5.4　源码解析Eureka 73

5.4.1　Eureka的一些概念 73

5.4.2　Eureka的高可用架构 74

5.4.3　Register服务注册 74

5.4.4　Renew服务续约 78

5.4.5　为什么Eureka Client获取

服务实例这么慢 80

5.4.6　Eureka 的自我保护模式 80

5.5　构建高可用的Eureka Server集群 81

5.6　总结 83

第6章　负载均衡Ribbon 84

6.1　RestTemplate简介 84

6.2　Ribbon简介 85

6.3　使用RestTemplate和Ribbon来消费

服务 85

6.4　LoadBalancerClient简介 88

6.5　源码解析Ribbon 90

第7章　声明式调用Feign 101

7.1　写一个Feign客户端 101

7.2　FeignClient详解 105

7.3　FeignClient的配置 106

7.4　从源码的角度讲解Feign的工作

原理 107

7.5　在Feign中使用HttpClient和

OkHttp 110

7.6　Feign是如何实现负载均衡的 112

7.7　总结 114

第8章　熔断器Hystrix 115

8.1　什么是Hystrix 115

8.2　Hystrix解决了什么问题 115

8.3　Hystrix的设计原则 117

8.4　Hystrix的工作机制 117

8.5　在RestTemplate和Ribbon上使用

熔断器 118

8.6　在Feign上使用熔断器 119

8.7　使用Hystrix Dashboard监控熔断器的

状态 120

8.7.1　在RestTemplate中使用Hystrix Dashboard 120

8.7.2　在Feign中使用

Hystrix Dashboard 123

8.8　使用Turbine聚合监控 124

第9章　路由网关Spring Cloud Zuul 126

9.1　为什么需要Zuul 126

9.2　Zuul的工作原理 126

9.3　案例实战 128

9.3.1　搭建Zuul服务 128

9.3.2　在Zuul上配置API接口的

版本号 131

9.3.3　在Zuul上配置熔断器 132

9.3.4　在Zuul中使用过滤器 133

9.3.5　Zuul的常见使用方式 135

第10章　配置中心

Spring Cloud Config 137

10.1　Config Server从本地读取配置

文件 137

10.1.1　构建Config Server 137

10.1.2　构建Config Client 138

10.2　Config Server从远程Git仓库读取

配置文件 140

10.3　构建高可用的Config Server 141

10.3.1　构建Eureka Server 141

10.3.2　改造Config Server 142

10.3.3　改造Config Client 143

10.4 使用Spring Cloud Bus刷新配置 144

第11章　服务链路追踪

Spring Cloud Sleuth 147

11.1　为什么需要Spring Cloud Sleuth 147

11.2　基本术语 147

11.3　案例讲解 148

11.3.1　构建Zipkin Server 148

11.3.2　构建User Service 149

11.3.3　构建Gateway Service 151

11.3.4　项目演示 152

11.4　在链路数据中添加自定义数据 153

11.5　使用RabbitMQ 传输链路数据 154

11.6　在MySQL数据库中存储链路数据 155

11.6.1　使用Http传输链路数据，

并存储在MySQL数据

库中 156

11.6.2　使用RabbitMQ传输链路

数据，并存储在MySQL

数据库中 157

11.7　在ElasticSearch中存储链路数据 158

11.8　用Kibana展示链路数据 159

第12章　微服务监控

Spring Boot Admin 161

12.1　使用Spring Boot Admin监控Spring Cloud微服务 161

12.1.1　构建Admin Server 161

12.1.2　构建Admin Client 163

12.2　在Spring Boot Admin中集成Turbine 166

12.2.1　改造Eureka Client 166

12.2.2　另行构建Eureka Client 167

12.2.3　构建Turbine工程 168

12.2.4　在Admin Server中集成

Turbine 169

12.3　在Spring Boot Admin中添加安全

登录界面 172

第13章　Spring Boot Security详解 174

13.1　Spring Security简介 174

13.1.1　什么是Spring Security 174

13.1.2　为什么选择Spring Security 174

13.1.3　Spring Security提供的安全

模块 175

13.2　Spring Boot Security与Spring Security

的关系 176

13.3　Spring Boot Security案例详解 176

13.3.1　构建Spring Boot Security

工程 176

13.3.2　配置Spring Security 178

13.3.3　编写相关界面 180

13.3.4　Spring Security方法级别上

的保护 185

13.3.5　从数据库中读取用户的

认证信息 188

13.4　总结 193

第14章　使用Spring Cloud OAuth2

保护微服务系统 195

14.1　什么是OAuth2 195

14.2　如何使用Spring OAuth2 196

14.2.1　OAuth2 Provider 196

14.2.2　OAuth2 Client 200

14.3　案例分析 201

14.3.1　编写Eureka Server 202

14.3.2　编写Uaa授权服务 202

14.3.3　编写service-hi资源服务 209

14.4　总结 215

第15章　使用Spring Security OAuth2

和JWT保护微服务系统 217

15.1　JWT简介 217

15.1.1　什么是JWT 217

15.1.2　JWT的结构 218

15.1.3　JWT的应用场景 219

15.1.4　如何使用JWT 219

15.2　案例分析 219

15.2.1　案例架构设计 219

15.2.2　编写主Maven工程 220

15.2.3　编写Eureka Server 221

15.2.4　编写Uaa授权服务 222

15.2.5　编写user-service资源服务 227

15.3 总结 236

第16章　使用Spring Cloud构建微

服务综合案例 237

16.1　案例介绍 237

16.1.1　工程结构 237

16.1.2　使用的技术栈 238

16.1.3　工程架构 238

16.1.4　功能展示 240

16.2　案例详解 244

16.2.1　准备工作 244

16.2.2　构建主Maven工程 244

16.2.3　构建eureka-server工程 245

16.2.4　构建config-server工程 246

16.2.5　构建zipkin-service工程 247

16.2.6　构建monitoring-service

工程 248

16.2.7　构建uaa-service工程 250

16.2.8　构建gateway-service工程 251

16.2.9　构建admin-service工程 253

16.2.10　构建user-service工程 253

16.2.11　构建blog-service工程 256

16.2.12　构建log-service工程 256

16.3　启动源码工程 260

16.4　项目演示 261

16.5　总结 262