SpringCloud之Config配置中心與Redis分布式鎖詳解
1.服務(wù)配置中心
1.1 服務(wù)配置中心介紹
首先我們來看一下,微服務(wù)架構(gòu)下關(guān)于配置文件的一些問題:
1.配置文件相對分散。在一個微服務(wù)架構(gòu)下,配置文件會隨著微服務(wù)的增多變的越來越多,而且分散在各個微服務(wù)中,不好統(tǒng)─配置和管理。
⒉.配置文件無法區(qū)分環(huán)境。微服務(wù)項目可能會有多個環(huán)境,例如︰測試環(huán)境、預(yù)發(fā)布環(huán)境、生產(chǎn)環(huán)境。每一個環(huán)境所使用的配置理論上都是不同的,一旦需要修改,就需要我們?nèi)ジ鱾€微服務(wù)下手動維護,這比較困難。
3.配置文件無法實時更新。我們修改了配置文件之后,必須重新啟動微服務(wù)才能使配置生效,這對一個正在運行的項目來說是非常不友好的。
基于上面這些問題,我們就需要配置中心的加入來解決這些問題。
配置中心的思路是:
1.首先把項目中各種配置全部都放到一個集中的地方進行統(tǒng)—管理,并提供—套標準的接口。
2.當各個服務(wù)需要獲取配置的時候,就來配置中心的接口拉取自己的配置。
3..當配置中心中的各種參數(shù)有更新的時候,也能通知到各個服務(wù)實時的過來同步最新的信息,使之動態(tài)更新
當加入了服務(wù)配置中心之后,我們的系統(tǒng)架構(gòu)圖會變成下面這樣:
1.2 Nacos Config 實踐
使用nacos作為配置中心,其實就是將nacos當做一個服務(wù)端,將各個微服務(wù)看成是客戶端,我們將各個微服務(wù)的配置文件統(tǒng)一存放在nacos上,然后各個微服務(wù)從nacos上拉取配置即可。
1.2.1 Nacos config入門案例
導(dǎo)入依賴
<dependency> <groupId>com.alibaba.cloud</groupId> <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId> </dependency>
在微服務(wù)中添加nacos config的配置,不能使用原來的application.yml作為配置文件,而是新建一個bootstrap.yml作為配置文件。
配置文件優(yōu)先級從高到低為:
bootstrap.properties>bootstrap.yml>application.properties>application.yml
這里舉例為訂單微服務(wù),首先新建個bootstrap.yml文件,然后配置如下:
spring: application: name: provider profiles: active: dev #環(huán)境標識 cloud: nacos: server-addr: localhost:8848 config: file-extension: yaml #配置文件格式 discovery: cluster-name: BJ sentinel: transport: dashboard: localhost:8080
然后在nacos配置文件中配置Data ID為bootstrap中配置訂單微服務(wù)名+環(huán)境標識+配置文件格式。如下圖;
1.2.2 Nacos 配置動態(tài)刷新
實現(xiàn)在配置中心修改配置文件內(nèi)容后,程序內(nèi)部引用可以自動刷新,我們可以在自己創(chuàng)建的DataId配置文件中,更改項:
config: appName: product
硬編碼方式
@GetMapping("/test") public String test(){ String property = configurableApplicationContext.getEnvironment().getProperty("config.appName"); return property; }
注解方式
@RestController @RefreshScope /* 只需要在需要動態(tài)讀取配置的類上添加此注解就可以 */ public class UserController { @Value("${config.appName}") private String appName; @GetMapping("/test") public String test(){ return appName; } }
1.2.3 配置共享
當配置越來越多的時候,我們就發(fā)現(xiàn)有很多配置是重復(fù)的,這時候就考慮可不可以將公共配置文件提取出來,然后實現(xiàn)共享。共享存在兩種場景:同一微服務(wù),不同場景(namespace)下共享;不同微服務(wù)之間共享。
同一微服務(wù),不同場景下共享配置
比如上面的訂單微服務(wù),開發(fā)環(huán)境的配置文件為provider-dev.yaml,測試環(huán)境的配置文件為provider-test.yaml,同一微服務(wù)在不同場景下共享可以配置provider.yaml文件。
不同微服務(wù)之間共享共享配置
在nacos中新建all-service.yml文件作為共享配置,然后引入配置代碼如下:
spring: application: name: provider profiles: active: dev cloud: nacos: server-addr: localhost:8848 config: file-extension: yaml shared-dataids: allservice.yaml #配置要引入的配置 refreshable-dataids: allservice.yaml #配置要實現(xiàn)動態(tài)配置刷新的配置 discovery: cluster-name: BJ sentinel: transport: dashboard: localhost:8080
1.2.4 nacos 幾個概念
命名空間(Namespace)
命名空間可用于進行不同環(huán)境的配置隔離。一般一個環(huán)境劃分到一個命名空間
配置分組(Group)
配置分組用于將不同的服務(wù)可以歸類到同一分組。一般將一個項目的配置分到一組
配置集(Data ID)
在系統(tǒng)中,一個配置文件通常就是一個配置集。一般微服務(wù)的配置就是一個配置集
2.分布式鎖
2.1 分布式鎖介紹
分布式鎖:滿足分布式系統(tǒng)或集群模式下多進程可見并且互斥的鎖。
在單體的應(yīng)用開發(fā)場景中,在多線程的環(huán)境下,涉及并發(fā)同步的時候,為了保證一個代碼塊在同一時間只能由一個線程訪問,我們一般可以使用synchronized語法和ReetrantLock去保證,這實際上是本地鎖的方式。也就是說,在同一個JVM內(nèi)部,大家往往采用synchronized或者Lock的方式來解決多線程間的安全問題。但在分布式集群工作的開發(fā)場景中,在JVM之間,那么就需要一種更加高級的鎖機制,來處理種跨JVM進程之間的線程安全問題.
總之,對于分布式場景,我們可以使用分布式鎖,它是控制分布式系統(tǒng)之間互斥訪問共享資源的一種方式。比如說在一個分布式系統(tǒng)中,多臺機器上部署了多個服務(wù),當客戶端一個用戶發(fā)起一個數(shù)據(jù)插入請求時,如果沒有分布式鎖機制保證,那么那多臺機器上的多個服務(wù)可能進行并發(fā)插入操作,導(dǎo)致數(shù)據(jù)重復(fù)插入,對于某些不允許有多余數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)來說,這就會造成問題。而分布式鎖機制就是為了解決類似這類問題,保證多個服務(wù)之間互斥的訪問共享資源,如果一個服務(wù)搶占了分布式鎖,其他服務(wù)沒獲取到鎖,就不進行后續(xù)操作。如下圖:
分布式鎖要具有一下特征:
- 互斥性。在任意時刻,只有一個客戶端能持有鎖。
- 不會發(fā)生死鎖。即使有一個客戶端在持有鎖的期間崩潰而沒有主動解鎖,也能保證后續(xù)其他客戶端能加鎖。
- 具有容錯性。只要大部分的 Redis 節(jié)點正常運行,客戶端就可以加鎖和解鎖。
- 解鈴還須系鈴人。加鎖和解鎖必須是同一個客戶端,客戶端自己不能把別人加的鎖給解了。
分布式鎖的核心是實現(xiàn)多進程之間互斥,而滿足這一點的方式有很多,常見的有三種:
2.2 Redisson
Redisson是一個在Redis的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的Java駐內(nèi)存數(shù)據(jù)網(wǎng)格(In-Memory Data Grid)。它不僅提供了一系列的分布式的Java常用對象,還提供了許多分布式服務(wù),其中就包含了各種分布式鎖的實現(xiàn)。
假如我們在微服務(wù)架構(gòu)中,有個訂單秒殺服務(wù),要求同一個優(yōu)惠券,一個用戶只能下一單。在單機架構(gòu)中,我們使用synchronized或者Lock的方式就可以解決這個問題,將查詢數(shù)據(jù)庫是否下過單和下單扣減庫存過程鎖在一塊,只允許獲得鎖的一個線程進行訪問。如果不加鎖,假如高并發(fā)場景下,一百個線程同時訪問并且都是同一個用戶,然后就會出現(xiàn)多個線程先進行查詢操作,如果數(shù)據(jù)庫中沒有該訂單信息,然后這多個線程就會都符合要求進行下單扣減庫存產(chǎn)生多個訂單,就會違背一個用戶只能下一單的情況。而在分布式中,因為多個服務(wù)都是以集群形式的存在存在多個jvm實例,synchronized或者Lock的方式只是針對的同一個JVM內(nèi)部,這就需要分布式鎖。這里使用Redission進行模擬,模擬在微服務(wù)集群高并發(fā)場景下多個用戶線程下下單同一訂單扣減庫存情況。
2.2.1 Redisson 實踐
導(dǎo)入依賴
<dependency> <groupId>org.redisson</groupId> <artifactId>redisson</artifactId> <version>3.19.0</version> </dependency>
代碼如下:
本代碼模擬根據(jù)訂單id查詢到訂單信息,然后根據(jù)訂單信息中的goodsId傳遞到商品微服務(wù),進行對應(yīng)商品的庫存減一,然后返回修改后的商品信息 存儲到訂單信息對應(yīng)商品Goods屬性上。加分布式鎖是保證在同一集群中不同微服務(wù)進程中的這個方法只能由獲得鎖的線程進行處理業(yè)務(wù),由于是代碼模擬,所以在設(shè)計代碼的時候相對隨意。
@GetMapping("/order/pay/{id}") public Orders1 pay(@PathVariable("id") Long id){ RLock lock = redissonClient.getLock("lockorder" + id); boolean b = lock.tryLock(); if(!b) { return null; } try { Orders1 orders1 = orders1Mapper.selectById(id); Goods goods = feign.goodsservice(orders1.getGoodsId()); orders1.setGoods(goods); return orders1; }finally { lock.unlock(); } }
debug驗證結(jié)果如下:
下面訂單微服務(wù)集群為8080端口和9202端口,先訪問8080端口,再訪問9202端口,在debug環(huán)境下驗證了我們的猜想。
2.2.2 Redisson 原理
此章節(jié)引用網(wǎng)上相關(guān)描述
Redisson 這個框架對Redis分布式鎖的實現(xiàn)原理圖如下:
1.獲取鎖
一個Redission客戶端1要加鎖,它首先會根據(jù)hash節(jié)點選擇一臺機器,緊接著就會發(fā)送一段lua腳本到redis上,比如加鎖的那個鎖key就是”mylock”,并且設(shè)置的時間是30秒,30秒后mylock鎖就會被釋放。
2.鎖互斥機制
如果這個時候Redission客戶端2來加鎖,它也會會根據(jù)hash節(jié)點選擇一臺機器,然后執(zhí)行了同樣的一段lua腳本。
它首先回來判斷《mylock》這個鎖存在嗎?如果存在則Redission客戶端2會獲得一個數(shù)字,這個數(shù)字就是mylock這個鎖的剩余生存時間。
此時Redission客戶端2就會進入到一個while循環(huán),就是CAS不停的自旋嘗試加鎖,知道成功為止。
3.看門狗機制
如果負責儲存這個分布式鎖的Redisson節(jié)點宕機以后,而且這個鎖正好處于鎖住的狀態(tài)時,這個鎖會出現(xiàn)鎖死的狀態(tài)。
為了避免這種情況的發(fā)生,Redisson內(nèi)部提供了一個監(jiān)控鎖的看門狗,它的作用是在Redisson實例被關(guān)閉前,不斷的延長鎖的有效期。線程A拿到鎖需要處理2秒,但是鎖的超時時間只有1秒,也就是說鎖超時的時候,業(yè)務(wù)還沒處理完。這時候線程B就進來了又拿到鎖,導(dǎo)致加鎖跟解鎖的時候并不是同一線程。看門狗的作用就是當遇到這種情況的時候,看門狗會定時去查看一下這個線程A是否還在執(zhí)行任務(wù),如果還在執(zhí)行則給他繼續(xù)延長時間。
4.可重入加鎖機制
我們知道ReentrantLock是可重入鎖,它的特點就是:同一個線程可以重復(fù)拿到同一個資源的鎖,Redisson也能很好的滿足這點。
Redisson客戶端1獲得mylock鎖時,里面會有一個hash結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù),如下圖所示:
上面這圖的意思就是可重入鎖的機制,它最大的優(yōu)點就是相同線程不需要在等待鎖,而是可以直接進行相應(yīng)操作。
5.釋放鎖機制
如果發(fā)現(xiàn)加鎖次數(shù)變?yōu)?了,那么說明這個Redisson客戶端1不再持有鎖了,Redisson客戶端2就可以加鎖了。
以上就是SpringCloud之Config配置中心與Redis分布式鎖詳解的詳細內(nèi)容,更多關(guān)于SpringCloud Config配置中心與Redis分布式鎖的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!
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