這篇文章主要介紹了微服務(wù)架構(gòu)中四大利器的用法示例,具有一定借鑒價(jià)值,感興趣的朋友可以參考下,希望大家閱讀完這篇文章之后大有收獲,下面讓小編帶著大家一起了解一下。
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概述
互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展到今天,從單體應(yīng)用架構(gòu)到 SOA 以及今天的微服務(wù),隨著微服務(wù)化的不斷升級(jí)進(jìn)化,服務(wù)和服務(wù)之間的穩(wěn)定性變得越來(lái)越重要,分布式系統(tǒng)之所以復(fù)雜,主要原因是分布式系統(tǒng)需要考慮到網(wǎng)絡(luò)的延時(shí)和不可靠,微服務(wù)很重要的一個(gè)特質(zhì)就是需要保證服務(wù)冪等,保證冪等性很重要的前提需要分布式鎖控制并發(fā),同時(shí)緩存、降級(jí)和限流是保護(hù)微服務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的三大利器。
redis.extend.hostName=127.0.0.1
redis.extend.port=6379
redis.extend.password=pwdcode
redis.extend.timeout=10000
redis.idempotent.enabled=true
緩存
緩存的使用可以說(shuō)無(wú)處不在,從應(yīng)用請(qǐng)求的訪問(wèn)路徑來(lái)看,用戶 user -> 瀏覽器緩存 -> 反向代理緩存-> WEB服務(wù)器緩存 -> 應(yīng)用程序緩存 -> 數(shù)據(jù)庫(kù)緩存等,幾乎每條鏈路都充斥著緩存的使用,緩存最直白的解釋就是“用空間換時(shí)間”的算法。緩存就是把一些數(shù)據(jù)暫時(shí)存放于某些地方,可能是內(nèi)存,也有可能硬盤。總之,目的就是為了避免某些耗時(shí)的操作。我們常見(jiàn)的耗時(shí)的操作,比如數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢、一些數(shù)據(jù)的計(jì)算結(jié)果,或者是為了減輕服務(wù)器的壓力。其實(shí)減輕壓力也是因查詢或計(jì)算,雖然短耗時(shí),但操作很頻繁,累加起來(lái)也很長(zhǎng),造成嚴(yán)重排隊(duì)等情況,服務(wù)器抗不住。
public String get(String key);
/**
* 獲取指定的key對(duì)應(yīng)的對(duì)象,異常也會(huì)返回null
*
* @param key
* @param clazz
* @return
*/
public <T> T get(String key, Class<T> clz);
/**
* 存儲(chǔ)緩存數(shù)據(jù),忽略過(guò)期時(shí)間
*
* @param key
* @param value
* @return
*/
public <T extends Serializable> booleanput(String key, T value);
/**
* 存儲(chǔ)緩存數(shù)據(jù)
*
* @param key
* @param value
* @param expiredTime
* @param unit
* @return
*/
public <T extends Serializable> booleanput(String key, T value, int expiredTime, TimeUnit unit);
/**
* 基于key刪除緩存數(shù)據(jù)
*
* @param key
* @return
*/
publicbooleaninvalid(String key);
get 方法針對(duì) key 進(jìn)行查詢, put 存儲(chǔ)緩存數(shù)據(jù), invalid 刪除緩存數(shù)據(jù)。
限流
在分布式系統(tǒng)中,尤其面對(duì)一些秒殺、瞬時(shí)高并發(fā)場(chǎng)景,都需要進(jìn)行一些限流措施,保證系統(tǒng)的高可用。通常來(lái)說(shuō)限流的目的是通過(guò)對(duì)并發(fā)訪問(wèn)/請(qǐng)求進(jìn)行限速,或者一個(gè)時(shí)間窗口內(nèi)的的請(qǐng)求進(jìn)行限速來(lái)保護(hù)系統(tǒng),一旦達(dá)到限制速率則可以 拒絕服務(wù)(定向到錯(cuò)誤頁(yè)或告知資源沒(méi)有了)、排隊(duì) 或 等待(比如秒殺、評(píng)論、下單)、降級(jí)(返回托底數(shù)據(jù)或默認(rèn)數(shù)據(jù),如商品詳情頁(yè)庫(kù)存默認(rèn)有貨)。
/**
* 指定過(guò)期時(shí)間自增計(jì)數(shù)器,默認(rèn)每次+1,非滑動(dòng)窗口
*
* @param key 計(jì)數(shù)器自增key
* @param expireTime 過(guò)期時(shí)間
* @param unit 時(shí)間單位
* @return
*/
publiclongincrCount(String key, int expireTime, TimeUnit unit);
/**
* 指定過(guò)期時(shí)間自增計(jì)數(shù)器,單位時(shí)間內(nèi)超過(guò)最大值rateThreshold返回true,否則返回false
*
* @param key 限流key
* @param rateThreshold 限流閾值
* @param expireTime 固定窗口時(shí)間
* @param unit 時(shí)間單位
* @return
*/
publicbooleanrateLimit(final String key, finalint rateThreshold, int expireTime, TimeUnit unit);
/**
* @param limitKey 限流KEY
* @param resultSupplier 回調(diào)方法
* @param rateThreshold 限流閾值
* @param limitTime 限制時(shí)間段
* @param blockDuration 阻塞時(shí)間段
* @param unit 時(shí)間單位
* @param errCodeEnum 指定限流錯(cuò)誤碼
* @return
*/
public <T> T execute(String limitKey, Supplier<T> resultSupplier, long rateThreshold, long limitTime,
long blockDuration, TimeUnit unit, ErrCodeEnum errCodeEnum){
boolean blocked = tryAcquire(limitKey, rateThreshold, limitTime, blockDuration, unit);
if (errCodeEnum != null) {
AssertUtils.assertTrue(blocked, errCodeEnum);
} else {
AssertUtils.assertTrue(blocked, ExceptionEnumType.ACQUIRE_LOCK_FAIL);
}
return resultSupplier.get();
}
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
@Documented
public @interface RateLimit {
/**
* 限流KEY
*/
String limitKey();
/**
* 允許訪問(wèn)的次數(shù),默認(rèn)值MAX_VALUE
*/
longlimitCount()default Long.MAX_VALUE;
/**
* 時(shí)間段
*/
longtimeRange();
/**
* 阻塞時(shí)間段
*/
longblockDuration();
/**
* 時(shí)間單位,默認(rèn)為秒
*/
TimeUnit timeUnit()default TimeUnit.SECONDS;
}
@RateLimit(limitKey = "#key", limitCount = 5, timeRange = 2, blockDuration = 3, timeUnit = TimeUnit.MINUTES)
public String testLimit2(String key){
..........
return key;
}
在 Java 單一進(jìn)程中通過(guò) synchronized 關(guān)鍵字和 ReentrantLock 可重入鎖可以實(shí)現(xiàn)在多線程環(huán)境中控制對(duì)資源的并發(fā)訪問(wèn),通常本地的加鎖往往不能滿足我們的需要,我們更多的面對(duì)場(chǎng)景是分布式系統(tǒng)跨進(jìn)程的鎖,簡(jiǎn)稱為分布式鎖。分布式鎖實(shí)現(xiàn)手段通常是將鎖標(biāo)記存在內(nèi)存中,只是該內(nèi)存不是某個(gè)進(jìn)程分配的內(nèi)存而是公共內(nèi)存如 Redis、Tair ,至于利用數(shù)據(jù)庫(kù)、文件等做鎖與單機(jī)的實(shí)現(xiàn)是一樣的,只要保證標(biāo)記能互斥就行。分布式鎖相對(duì)單機(jī)進(jìn)程的鎖之所以復(fù)雜,主要原因是分布式系統(tǒng)需要考慮到網(wǎng)絡(luò)的延時(shí)和不可靠。
互斥性:同本地鎖一樣具有互斥性,但是分布式鎖需要保證在不同節(jié)點(diǎn)進(jìn)程的不同線程的互斥。
可重入性:同一個(gè)節(jié)點(diǎn)上的同一個(gè)線程如果獲取了鎖之后那么也可以再次獲取這個(gè)鎖。
鎖超時(shí):和本地鎖一樣支持鎖超時(shí),防止死鎖,通過(guò)異步心跳 demon 線程刷新過(guò)期時(shí)間,防止特殊場(chǎng)景(如 FGC 死鎖超時(shí))下死鎖。
高性能、高可用:加鎖和解鎖需要高性能,同時(shí)也需要保證高可用防止分布式鎖失效,可以增加降級(jí)。
支持阻塞和非阻塞:同 ReentrantLock 一樣支持 lock 和 trylock 以及 tryLock ( long timeOut )。
公平鎖和非公平鎖(不支持):公平鎖是按照請(qǐng)求加鎖的順序獲得鎖,非公平鎖就相反是無(wú)序的,目前 distributed-tools 組件提供的分布式鎖不支持該特性。
/**
* 分布式鎖處理模板執(zhí)行器
*
* @param lockKey 分布式鎖key
* @param resultSupplier 分布式鎖處理回調(diào)
* @param waitTime 鎖等待時(shí)間
* @param unit 時(shí)間單位
* @param errCodeEnum 指定特殊錯(cuò)誤碼返回
* @return
*/
public static <T> T execute(String lockKey, Supplier<T> resultSupplier, long waitTime, TimeUnit unit,
ErrCodeEnum errCodeEnum){
AssertUtils.assertTrue(StringUtils.isNotBlank(lockKey), ExceptionEnumType.PARAMETER_ILLEGALL);
boolean locked = false;
Lock lock = DistributedReentrantLock.newLock(lockKey);
try {
locked = waitTime > 0 ? lock.tryLock(waitTime, unit) : lock.tryLock();
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(String.format("lock error,lockResource:%s", lockKey), e);
}
if (errCodeEnum != null) {
AssertUtils.assertTrue(locked, errCodeEnum);
} else {
AssertUtils.assertTrue(locked, ExceptionEnumType.ACQUIRE_LOCK_FAIL);
}
try {
return resultSupplier.get();
} finally {
lock.unlock();
}
}
冪等
在分布式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中冪等性設(shè)計(jì)中十分重要的,尤其在復(fù)雜的微服務(wù)中一套系統(tǒng)中包含了多個(gè)子系統(tǒng)服務(wù),而一個(gè)子系統(tǒng)服務(wù)往往會(huì)去調(diào)用另一個(gè)服務(wù),而服務(wù)調(diào)用服務(wù)無(wú)非就是使用 RPC 通信或者 restful ,分布式系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)延時(shí)或中斷是避免不了的,通常會(huì)導(dǎo)致服務(wù)的調(diào)用層觸發(fā)重試。具有這一性質(zhì)的接口在設(shè)計(jì)時(shí)總是秉持這樣的一種理念:調(diào)用接口發(fā)生異常并且重復(fù)嘗試時(shí),總是會(huì)造成系統(tǒng)所無(wú)法承受的損失,所以必須阻止這種現(xiàn)象的發(fā)生。
冪等 key 提取能力:獲取唯一冪等 key
分布式鎖服務(wù)能力:提供全局加鎖、解鎖的能力
distributed-tools 冪等組件需要使用自身提供的分布式鎖功能,保證其并發(fā)唯一性, distributed-tools 提供的分布式鎖能夠提供其可靠、穩(wěn)定的加鎖、解鎖能力。
高性能的寫入、查詢能力:針對(duì)冪等結(jié)果查詢與存儲(chǔ)
distributed-tools 冪等組件提供了基于 tair 、 redis 的存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn),同時(shí)支持自定義一級(jí)、二級(jí)存儲(chǔ)通過(guò) spring 依賴注入到 IdempotentService ,建議 distributed-tools 冪等存儲(chǔ)結(jié)果一級(jí)存儲(chǔ) tair mdb ,二級(jí)存儲(chǔ)ldb或者 tablestore ,一級(jí)存儲(chǔ)保證其高性能,二級(jí)存儲(chǔ)保證其可靠性。
@Idempotent(spelKey = "#request.requestId", firstLevelExpireDate = 7,secondLevelExpireDate = 30)
publicvoidexecute(BizFlowRequest request){
..................
}
/**
* 冪等模板處理器
*
* @param request 冪等Request信息
* @param executeSupplier 冪等處理回調(diào)function
* @param resultPreprocessConsumer 冪等結(jié)果回調(diào)function 可以對(duì)結(jié)果做些預(yù)處理
* @param ifResultNeedIdempotence 除了根據(jù)異常還需要根據(jù)結(jié)果判定是否需要冪等性的場(chǎng)景可以提供此參數(shù)
* @return
*/
public R execute(IdempotentRequest<P> request, Supplier<R> executeSupplier,
Consumer<IdempotentResult<P, R>> resultPreprocessConsumer, Predicate<R> ifResultNeedIdempotence){
........
}
感謝你能夠認(rèn)真閱讀完這篇文章,希望小編分享的“微服務(wù)架構(gòu)中四大利器的用法示例”這篇文章對(duì)大家有幫助,同時(shí)也希望大家多多支持創(chuàng)新互聯(lián),關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道,更多相關(guān)知識(shí)等著你來(lái)學(xué)習(xí)!
分享名稱:微服務(wù)架構(gòu)中四大利器的用法示例
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