【深入理解SpringCloud微服务】深入理解微服务配置中心原理,并手写一个微服务配置中心

本文主要是介绍【深入理解SpringCloud微服务】深入理解微服务配置中心原理,并手写一个微服务配置中心,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

【深入理解SpringCloud微服务】深入理解微服务配置中心原理,并手写一个微服务配置中心

  • 为什么要使用配置中心
  • 配置中心原理
  • 如何手写一个配置中心
    • 使用PropertySourceLocator
    • 监听配置变更,刷新配置
  • 实现一个微服务配置中心
    • 服务端
      • 库表
      • ConfigCenterController
      • ConfigCenterService
      • LongPollingService
      • ConfigCenterServerConfig
    • 客户端
      • ConfigService
      • SimpleMicroserviceConfigPropertySourceLocator
      • ConfigCenterClientConfig
      • LongPollingClient
      • RefreshListener
      • LongPollingClientConfig
    • 总结

为什么要使用配置中心

在没有配置中心以前,我们应用程序的配置都是保存在本地,如果是单体架构的话,这种方式是没有问题的,优点是非常的简单。

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但是如果在微服务架构下,每个微服务自己管理自己的配置文件的话,这种方式就太混乱,不利于运维人员对配置文件的维护。

因此,在微服务架构下,通常会引入配置中心,所有微服务的配置都统一维护在配置中心,应用程序从配置中心读取配置并加载,这样对不同服务配置的维护就显得更方便。

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配置中心原理

配置中心通常分为配置中心服务端和配置中心客户端。配置中心服务端通过某种存储方式存储配置信息,比如数据库、文件、github。而配置中心客户端请求配置中心服务端拉取配置信息,常见的是通过http请求拉取配置。

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配置中心还会提供接口或者一个界面去进行配置添加和修改。

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然后配置中心客户端从配置中心服务端拉取到配置信息后,会加载配置信息到本地环境中,这样我们的应用程序就能读取到从配置中心拉取回来的配置。

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最后,配置中心通常还会有配置变更通知的功能。当配置中心发生配置变更时,需要通知客户端,可以使用与客户端维持的长连接进行推送,或者由客户端主动轮询。当客户端收到配置变更通知时,会刷新本地环境。

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如何手写一个配置中心

以上的一整套操作,如果从零搞起,是非常麻烦的,如果我们基于Spring,使用SpringBoot开发的话,有一些接口是可以复用的,我们下面了解一下。

使用PropertySourceLocator

SpringBoot在启动的时候,会使用PropertySourceLocator#locate()方法查找配置信息,PropertySourceLocator#locate()方法返回PropertySource,里面包含了查找到的配置信息,然后SpringBoot会把PropertySource添加到Environment对象中。

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于是,我们可以自己实现一个PropertySourceLocator重写locate()方法,locate()方法请求配置中心获取配置。我们把自己实现的PropertySourceLocator注册到Spring容器中,SpringBoot启动时就会调用我们的PropertySourceLocator去配置中心拉取配置,加载到Environment中,这样就省掉了很多代码。

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监听配置变更,刷新配置

当配置中心发生配置变更时,要通知客户端。配置中心可以利用长连接进行推送,也可以客户端自己进行长轮询。

当客户端接收到配置变更时的环境刷新操作。客户端需要重新请求配置中心拉取配置,刷新本地环境Environment,然后还要把变更的配置重新赋值到引用该配置的对象当中。

在SpringBoot中,有一个RefreshEventListener监听器,会监听RefreshEvent事件,当RefreshEventListener监听到RefreshEvent事件时,会创建一个新SpringContext去加载配置信息,并且销毁被@RefreshScope注解修饰的bean。在下一次请求使用到被销毁的bean时,Spring会重新实例化,那么这个bean就会读取到最新的配置。

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这样,当客户端接收到配置中心的配置变更通知时,只要通过通过Spring的事件监听机制发布一个RefreshEvent事件即可,这样又能省掉很多代码。

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实现一个微服务配置中心

下面是我手写实现的一个配置中心,由于篇幅关系,只会展示核心代码。如果要看详细代码的话,文末会附上git仓库的地址,从上面下载即可。

服务端

配置中心服务端是基于SpringBoot开发的,采用传统的MVC架构。

库表

我们的配置中心是基于数据库存储配置信息的。

CREATE TABLE `t_config_file` (`f_id` bigint(20) NOT NULL,`f_environment` varchar(1024) DEFAULT NULL COMMENT '环境(自定义,如:dev、test)',`f_service_name` varchar(1024) DEFAULT NULL COMMENT '配置所属服务名',`f_name` varchar(1024) DEFAULT NULL COMMENT '配置文件名',`f_priority` int(11) DEFAULT 0 COMMENT '优先级,值越大越优先',`f_create_time` bigint(20) DEFAULT NULL COMMENT '创建时间',`f_modify_date` timestamp NOT NULL DEFAULT current_timestamp() ON UPDATE current_timestamp() COMMENT '修改时间',PRIMARY KEY (`f_id`),KEY `idx_config_file_modify_date` (`f_modify_date`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 ROW_FORMAT=COMPACT COMMENT='配置文件表';CREATE TABLE `t_config_file_item` (`f_id` bigint(20) NOT NULL,`f_config_file_id` bigint(20) NOT NULL COMMENT '配置文件id',`f_name` varchar(1024) NOT NULL COMMENT '配置项名称',`f_value` varchar(1024) NOT NULL COMMENT '配置项内容',`f_create_time` bigint(20) DEFAULT NULL COMMENT '创建时间',`f_modify_date` timestamp NOT NULL DEFAULT current_timestamp() ON UPDATE current_timestamp() COMMENT '修改时间',PRIMARY KEY (`f_id`),KEY `idx_config_file_item_modify_date` (`f_modify_date`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 ROW_FORMAT=COMPACT COMMENT='配置文件配置项表';
  • t_config_file是配置文件表
  • t_config_file_item是配置文件配置项表
  • t_config_file_item通过f_config_file_id关联t_config_file表,t_config_file与t_config_file_item是一对多关系。

t_config_file里的一条记录表示一个配置文件,t_config_file_item里的一条记录表示配置文件里的一个配置项。

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ConfigCenterController

@RestController
@RequestMapping("/config/center")
public class ConfigCenterController {@Autowiredprivate ConfigCenterService configCenterService;...}

ConfigCenterController暴露了配置文件的增删改查接口,调用ConfigCenterService进行处理。

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ConfigCenterService

@Service
public class ConfigCenterService {...@Autowiredprivate ConfigFileDao configFileDao;...// modify()修改配置的方法,// 修改完后,会调用LongPollingService通知客户端发生配置变更...}

上面只展示了ConfigCenterService的修改配置文件和根据服务名查询所有配置文件的这两个方法。

ConfigCenterService调用ConfigFileDao操作数据库,对t_config_file表和t_config_file_item表进行增删改查操作。

其中modify方法做完修改操作后,判断如果修改操作执行成功,还会调用LongPollingService通过长连接通知客户端。

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LongPollingService

我们采用了websocket保持客户端与服务端的长连接,当有配置变更时,通过websocket通知客户端刷新配置信息。

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LongPollingService正是服务端暴露的websocket端点,被@ServerEndpoint注解修饰。LongPollingService里面封装了websocket连接建立和关闭时进行的操作,以及推送配置变更通知的操作。

// 对外暴露websocket端点
@ServerEndpoint("/ws/config/center")
@Component
public class LongPollingService {// 当建立websocket连接后,会保存websocket连接对应的Session到Map中// 格式为 [environmen: [serviceName: session]] 双层Map...// 通知客户端发生配置变更public static void notify(String environmen, String serviceName) throws IOException {// 根据指定环境environmen指定服务名environmen,取得对应的Session// 该Session代表与对应客户端建立的长连接Map<String, Session> serviceNameSessionMap = envServiceNameSessionMapping.get(environmen);if (serviceNameSessionMap != null) {Session session = serviceNameSessionMap.get(serviceName);if (session != null) {// 通过session向客户端推送配置变更通知session.getBasicRemote().sendText(Constant.CONFIG_CHANGE_MARK);}}}}

当建立websocket连接后,会保存websocket连接对应的Session到LongPollingService的Map中,格式为“[environmen: [serviceName: session]]”这样的双层Map。

LongPollingService.notify(environmen, serviceName)会通过environmen环境名(比如dev、uat)和serviceName服务名从Map中获取到对应的session,这个session表示与指定环境指定服务名的客户端建立的websocket长连接。然后通过这个session向对应客户端推送配置变更通知。

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ConfigCenterServerConfig

ConfigCenterServerConfig是一个被@Configuration注解修饰的配置类,通过在spring.factories指定该配置类进行自动装配。

ConfigCenterServerConfig会通过@ComponentScan、@Bean等注解配置我们上面说到的类。

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客户端

客户端也是使用SpringBoot进行开发的,以jar包的形式被其他微服务引用。

ConfigService

ConfigService是一个接口,定义了获取配置信息的方法。

public interface ConfigService {List<ConfigFileDto> getAll(String environment, String serviceName, String name);ConfigFileDto get(String fileId);}

ConfigService的实现类内部通过OkHttp请求配置中心服务端拉取配置信息。

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SimpleMicroserviceConfigPropertySourceLocator

SimpleMicroserviceConfigPropertySourceLocator就是我们上面说的实现了Spring的PropertySourceLocator接口的实现类,重写了locate方法,在locate方法中调用ConfigService通过http请求配置中心拉取配置信息,再把配置中心返回的配置信息转换成CompositePropertySource返回。

SimpleMicroserviceConfigPropertySourceLocator.locate(Environment)

    @Overridepublic PropertySource<?> locate(Environment environment) {// 创建一个CompositePropertySource,用于保存请配置中心拉取回来的配置信息CompositePropertySource compositePropertySource = new CompositePropertySource(PROPERTY_SOURCE_NAME);// 调用configService从配置中心拉取配置信息List<ConfigFileDto> configFileDtos = configService.getAll(simpleMicroserviceConfigProperties.getEnvironment(), simpleMicroserviceConfigProperties.getServiceName(), null);// 拉取回来的配置信息,保存到CompositePropertySourceconfigFileDtos.stream().map(configFileDto -> new MapPropertySource(configFileDto.getName(), configFileDto.getConfigMap())).forEach(compositePropertySource::addFirstPropertySource);return compositePropertySource;}

SpringBoot在启动之后,会调用PropertySourceLocator的locate方法,然后把locate方法方法返回的PropertySource添加到Environment中。SpringBoot会调用这里的SimpleMicroserviceConfigPropertySourceLocator的locate方法,然后把返回的CompositePropertySource添加到Environment中。

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ConfigCenterClientConfig

ConfigCenterClientConfig就是一个配置类,被spring.factories指定自动装配,通过@Bean注解往Springboot注册ConfigService和SimpleMicroserviceConfigPropertySourceLocator。

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LongPollingClient

@Component
public class LongPollingClient implements ApplicationListener<ApplicationReadyEvent>, ApplicationContextAware {...public void connect() {...// 通过okhttp与配置中心服务端建立websocket连接// RefreshListener是一个监听器,收到配置中心的通知会回调mOkHttpClient.newWebSocket(request, new RefreshListener(...));...}// 监听ApplicationReadyEvent事件,触发websocket连接建立@Overridepublic void onApplicationEvent(ApplicationReadyEvent event) {...this.connect();}...
}

LongPollingClient实现了Spring的ApplicationListener接口,监听ApplicationReadyEvent事件,触发与配置中心服务端的websocket连接建立,建立websocket连接依然是使用okhttp。

然后在创建websocket连接,设置了一个监听器RefreshListener,在收到配置中心的通知时会回调该监听器。

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RefreshListener

RefreshListener继承了WebSocketListener,WebSocketListener是OKHttp提供的抽象类,代表一个websocket监听器。

public class RefreshListener extends WebSocketListener {...// websocket连接建立后的回调,向配置中心服务端注册// 发送environmen(环境)和serviceName(服务名)到注册中心@Overridepublic void onOpen(WebSocket webSocket, Response response) {JSONObject message = new JSONObject();message.put("environmen", environmen);message.put("serviceName", serviceName);webSocket.send(message.toJSONString());}// 收到配置中心服务端通知时回调,通过Spring事件监听机制,发一个RefreshEvent事件@Overridepublic void onMessage(WebSocket webSocket, String text) {applicationContext.publishEvent(new RefreshEvent(this, null, "refresh config"));}...}

当websocket连接建立后,会回调RefreshListener的onOpen方法,会向配置中心服务端注册自己对应的environmen和serviceName,配置中心服务端会以environmen和serviceName为key,记录与该websocket连接对应的Session的映射关系,方便配置变更时通知客户端。

当客户端收到配置中心服务端的配置变更通知时,会回调RefreshListener的onMessage方法,会通过Spring事件监听机制,发一个RefreshEvent事件。发送的RefreshEvent事件会被RefreshEventListener接收,触发配置的重新加载和销毁旧的bean,上面已经说过。

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LongPollingClientConfig

LongPollingClientConfig也是一个配置了,被spring.factories指定自动装配,通过@Bean往Spring注册一个LongPollingClient。

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总结

这里我们可以再回顾一下服务端的LongPollingService和客户端的LongPollingClient的关系。

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  1. 通过websocket建立了长连接
  2. 建立连接后,会回调监听器RefreshListener发送对应的environment和serviceName,LongPollingService接收到后会保存其与Session的对应关系
  3. 当服务端发生配置变更,会调用LongPollingService发送配置变更通知,LongPollingService会通过environment和serviceName取得对应的Session,通过Session推送配置变更通知
  4. 当客户端接收到配置变更通知后,会回调RefreshListener发送一个RefreshEvent事件
  5. 通过Spring的事件监听机制,RefreshEventListener接收到RefreshEvent事件,触发配置的重新加载和销毁旧的bean

由于篇幅关系,上面并没有展示详细的代码,如果想详细阅读代码的,可以git仓库下载:
https://gitee.com/huang_junyi/simple-microservice
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这篇关于【深入理解SpringCloud微服务】深入理解微服务配置中心原理,并手写一个微服务配置中心的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



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