SpringCloud笔记

2023年最新笔记，全文约 3 万字，蕴含 Spring Cloud 常用组件 Nacos、OpenFeign、Seata、Sentinel 等

〇、简介

1. 什么是Spring Cloud？

   ​ Spring Cloud是一系列框架的有序集合，是一种基于微服务的分布式架构技术。它利用 Spring Boot 的开发便利性巧妙地简化了分布式系统基础设施的开发，如服务发现注册、配置中心、消息总线、负载均衡、断路器、数据监控等，都可以用 Spring Boot 的开发风格做到一键启动和部署，从而提供了良好的开箱即用体验。

2. 主流的架构方式：

   • 单体架构：架构简单、部署成本低，耦合度高。
   • 分布式架构：架构复杂、部署成本高，耦合度低。

3. 微服务架构特征：

   总体方向：高内聚、低耦合

   • 单一职责：微服务拆分粒度小，每个服务对应单一业务功能。
   • 面向服务：对外暴露业务接口。
   • 自治：团队独立、技术独立、数据独立、部署独立。
   • 隔离性强：提升容错性、避免出现级联故障。

4. 常见微服务技术对比：

   • 阿里 Dubbo
   • Spring Cloud（第一代）
   • Spring Cloud Alibaba（第二代）

   

   

5. Spring Cloud 版本说明

大版本说明：

• 2020 年之前：按照“伦敦地铁”命名，从 A 到 H。
• 2020 年之后：按年份命名。

小版本说明：

其余版本信息说明

• snapshot： 快照
• pre：预览版本
• alpha ： 内测
• beta ： 公测
• release ： 稳定版本
• GA： General Availability，发行版，即最稳定的版本
• Final ： 正式版
• Pro(professional) ： 专业版
• Plus： 加强版
• Retail ： 零售版
• DEMO ： 演示版
• Build ： 内部标号
• Corporation或Enterpraise 企业版
• M1 M2 M3 ： M是milestone的简写 里程碑的意思
• RC 版本RC:(Release Candidate)，几乎就不会加入新的功能了，而主要着重于除错
• SR ： 修正版
• Trial ： 试用版
• Shareware ： 共享版
• Full ： 完全版

6. Spring Cloud 与 Spring Boot 的选型必须严格按照官方给出的建议去对应，我们可以通过官网或者详情链接https://start.spring.io/actuator/info查看最新推荐的版本对应关系：

7. 【其他注意点】：

   • 微服务之间的联系通过暴露接口实现，比如HTTP协议或者Dubbo协议。
   • 每个微服务都应该有专属的独立数据库，并且每个微服务只能访问自己的数据库，严禁访问别人的微服务数据库（避免重复开发原则）。

8. 构建 Spring Cloud 父工程

   创建 Maven 项目，选择一个较为简单的架构模式（方便后面删除）

将父工程中除了.pom文件的其余文件全部删除

在父工程的pom 文件中修改或新增<packaging>pom</packaging>，代表这是父工程，其他工程项目可继承于它。

<packaging>pom</packaging>

粘贴下列pom配置：

• <dependencyManagement>：只声明依赖，不实现引入，子项目需要显示声明使用的依赖
• 作用：子项目在声明时可以不用带上版本号，如果子版本中也配置了版本号，则以子版本标明的为主。
• 注意 Spring Boot 与 Spring Cloud 之间的版本对应关系

<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>2.3.9.RELEASE</version>
    <relativePath/>
</parent>
<!-- 广泛使用的 lombok -->
<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.projectlombok</groupId>
        <artifactId>lombok</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

<!-- 定义版本号 -->
<properties>
    <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
    <project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding>
    <java.version>1.8</java.version>
    <spring-cloud.version>Hoxton.SR8</spring-cloud.version>
    <mysql.version>5.1.47</mysql.version>
    <mybatis.version>2.1.1</mybatis.version>
</properties>

<dependencyManagement>
    <dependencies>
        <!-- springCloud -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
            <version>${spring-cloud.version}</version>
            <type>pom</type>
            <scope>import</scope>
        </dependency>
        <!--nacos的管理依赖-->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
            <version>2.2.5.RELEASE</version>
            <type>pom</type>
            <scope>import</scope>
        </dependency>
        <!-- mysql驱动 -->
        <dependency>
            <groupId>mysql</groupId>
            <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
            <version>${mysql.version}</version>
        </dependency>
        <!--mybatis-->
        <dependency>
            <groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
            <artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
            <version>${mybatis.version}</version>
        </dependency>
    </dependencies>
</dependencyManagement>

9. 构建 Spring Cloud 子工程

   • 方式一：构建初始 Maven 项目（module），后面内容缓慢补充（改 pom、写 yml、编写主启动类、编写业务类）
   • 方式二：构建 Spring Initializr 项目（module），后面改写 pom 文件使形成 Maven 继承关系即可。个人偏向于这种方式。

10. 父类显式声明子类，子类标明继承自父类

<modules>
  <module>子类1</module>
  <module>子类2</module>
</modules>

<!--标明继承自父类-->
<parent>
    <artifactId>springcloud_test</artifactId>
    <groupId>org.example</groupId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
</parent>

11. 【强制性】凡是微服务，一般都需要有端口号与名称（程序名称将作为服务Id ，用于与其他服务分辨）

    server:
      port: 8001
    spring:
      application:
        name: payment8001
    

12. 返回结果定义（通常结构）

    • 数值类型code码，表示状态
    • 消息类型message：例如 success，error 等
    • 消息实体 data，即数据

    @Data
    @AllArgsConstructor
    @NoArgsConstructor
    public class CommonResult<T> {
        private Integer code;
        private String message;
        private T data; 
    }
    

13. RestTemplate类简介：

    RestTemplate 是 Spring 提供的用于访问 Restful 风格服务的客户端模版工具集，其提供了多种便捷访问远程 Http 服务的方法，作用类似 Java 原生的 HttpClient 。

14. Spring Cloud 初体验：

    服务之间通过暴露接口、HTTP 请求实现沟通。

    自行配置Spring对象 RestTemplate 并注入，发送 GET 与 POST 请求使用 .getForObject()、.postForObject()

    @Configuration
    public class CommonConfig {
        @Bean
        RestTemplate getRsetTemplate(){
            return new RestTemplate();
        }
    }
    

---

一、Eureka

NetFlix Eureka，注册中心

1. 简介：

   • Spring Cloud 使用 Eureka 来充当第一代注册中心，其类似于【发布者】-【订阅者】模型。

2. Eureka 拥有 3 个角色

   • Eureka Server：服务端。注册中心，提供记录服务信息（业务功能、健康状况等）、心跳监控等。
   • Eureka Client：客户端。用于简化与 Eureka Server 的交互
     • Provider：服务提供者，会将自己的信息注册到 Eureka Server 并每隔 30s 发送一次心跳包。
     • consumer：服务消费者，根据所需从 Eureka Server 中拉取服务列表，并根据负载均衡策略对其中一个微服务发起远程调用。

   

3. Eureka 实现原理

   • 微服务启动时，会通过 Eureka Client 向 Eureka Server 进行注册自己的信息，而 Eureka Server 会存储该服务的信息。
   • 微服务启动后，会周期性地向 Eureka Server 发送心跳（即自身信息，默认周期为30秒），如果Eureka Server在一定时间内没有接收到某个微服务节点的心跳，则会注销该微服务节点（默认90秒）。
   • 每个 Eureka Server 同时也是 Eureka Client ，多个Eureka Server之间通过复制的方式完成服务注册表的同步。
   • Eureka Client 会缓存 Eureka Server 中的信息。即使所有的 Eureka Server 节点宕机，服务消费者依然可以使用缓存中的信息找到服务提供者。

4. 简单实现（单机版）

   • pom 导包（分为 server 与 client 包，部分Spring版本 parent 中无 Eureka 信息，需手动指定版本）
   • 服务端主配置上开启@EnableEurekaServer。
   • yaml 配置 Eureka 信息（注意也要配置 Spring 程序名称）

   【服务端】：服务端一般不需要将自己注册成微服务

   <dependency>
       <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
       <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId>
   </dependency>
   

   @EnableEurekaServer
   

   server:
     port: 10086
   spring:
     application:
       name: MyServer
   eureka:
     client:
       service-url:
         defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka
         # 不向 eureka server 注册自己与获取服务列表
         register-with-eureka: false
         fetch-registry: false 
   

   【客户端】

   <dependency>
       <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
       <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
   </dependency>
   

   spring:
     application:
       name: user_service
   eureka:
     client:
       service-url:
         defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka
   

   ​ 利用 RestTemplate 向其他微服务发送请求。在编写 URL 路径时，通过指定其他微服务的应用名即spring.application.name来调用其服务（如http://userservice/），注册中心将充当 DNS 为各微服务提供解析服务，从而使我们不用像之前一样编写 IP 或域名硬编码的形式（如http://127.0.0.1:8080/）。

   // 子微服务使用其他微服务，并实现负载均衡
   @Bean
   @LoadBalanced
   public RestTemplate rest() {
       return new RestTemplate();
   }
   

   String  url="http://userservice/user/"+order.getUserId();
   

---

二、Ribbon

NetFlix Ribbon，负载均衡

1. 简介：

   • Ribbon 实现了客户端负载均衡，主要结合 Eureka 用于服务注册及发现。
   • 传统的服务端负载均衡诸如 Nginx 需要单独部署额外的服务（成本增加），而 Ribbon 结合 Eureka 可以直接在客户端实现负载均衡。
   • Ribbon拥有多种负载均衡模式，与 nginx 类似。

   

2. Ribbon 默认使用【轮询算法】

   下面是 Ribbon 中实现的各种算法简介，IRule是顶层接口，下面是具体的实现类。

   

   

3. 简单实现：

   ​ 由于 Ribbon 与 Eureka 都是由 NetFlix 公司开发，且 Ribbon 常用于与 Eureka 组合实现负载均衡，所以当我们引入 spring-cloud-starter-eureka 依赖时也会默认引入 Ribbon 依赖，无需重复引入。

   <!-- 下面是 spring-cloud-starter-eureka 的依赖 -->
   <dependency>
       <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
       <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId>
   </dependency>
   

我们要做的只是通过简单配置更改 Ribbon 的【负载均衡】模式，有 2 种办法：

• 全局生效：因为 Ribbon 的所有模式都基于IRule接口，所以可以通过改变其注入的 Bean 实现。

  @Bean
  public IRule randomRule(){
    // 随机模式
    return new RandomRule();	
  }
  

• 局部生效：仅对所调用的某微服务生效

  某微服务名称:
  		ribbon:
  			NFLoadBalancerRuLeClassName: com.netfLix.Loadbalancer.RandomRule
  

  微服务名称即：所要调用的微服务名称

  

另外，由于 Ribbon 默认采用**【懒汉模式】，即第一次请求链接时才会获取“可用的微服务列表”，这将造成一定的体验损耗，我们可以将其更改成【饿汉模式】**。

ribbon:
	eager-load:
		enable: true
		# 客户端在启动时，就会去请求这些名称的“微服务表”
		clients:
			- userservice
			- vipservice

---

三、Nacos

阿里 Nacos，Eureka的替代品

注册中心（服务发现中心）、配置管理。

0、简介

1. Nacos /nɑ:kəʊs/ ，Dynamic Naming and Configuration Service（动态域名命名和配置服务）首字母简称，一个更易于构建云原生应用的动态服务发现、配置管理和服务管理平台，Nacos 致力于发现、配置和管理微服务。

2. Nacos 使用 Java 编写，如果本地 JDK 环境配置不对，会出现一系列不明所以的报错。

3. Nacos是一个内部微服务组件，需要在可信的内部网络中运行，并非面向公网环境的产品，不可暴露在公网环境，强烈不建议部署在公共网络环境。Nacos提供了简单的鉴权实现，是为防止业务错用的弱鉴权体系，而不是防止恶意攻击的强鉴权体系。

4. Nacos 架构

   • Namespace：命名空间，默认空串代表公共命名空间public。
   • Group：分组，默认为DEFAULT_GROUP，作项目区分，用来区分相同开发环境下的不同项目（如测试环境下的电商项目、测试环境下的培训机构项目）
   • Service：服务，提供具体服务（如登录服务、验证码服务等）。
   • Cluster：集群，如上海集群，杭州集群。

   例如在某命名空间下（如测试环境的命名空间），有众多分组（项目），每个项目又有一些服务（服务可以说是最小可用单位），服务又会归属于不同集群（提升可用性与性能）。

5. 整合 Spring Cloud 配置说明：

   • discovery ：服务发现中心
   • config：配置中心

6. 当 Nacos 没有整合 OpenFeign 时，默认使用的是 RestTemplate ，此时如果需要实现“负载均衡”策略，则：

   @LoadBalanced
   @Bean
   public RestTemplate restTemplate() {
       return new RestTemplate();
   }
   

   负载均衡方式默认为轮询

1、安装

1. 简介：

   • Nacos 已经被封装成 jar 包，我们配置好基本要求，直接运行 jar 包即可。
   • 在程序运行之后，其余配置只能在网页端的控制面板修改，不能在代码中修改。

2. 手动模式：

   • GitHub下载

   • 解压并启动（此处为单机模式）

     • 单机模式

     • 集群模式

   # 单击模式启动
   ./startup.sh -m standalone
   # 关闭
   ./shutdown.sh
   

3. Docker模式

   未挂载配置目录与日志目录

   docker run \
   --name myNacos \
   -e MODE=standalone \
   --env NACOS_AUTH_ENABLE=true \
   -p 8848:8848 \
   -d \
   nacos/nacos-server
   

   挂载已有的配置目录与日志目录：提前将 Nacos/conf/目录文件拷贝至/tmp/nacos/conf/

   docker run \
   --name myNacos \
   -e MODE=standalone \
   --env NACOS_AUTH_ENABLE=true \
   -v /tmp/nacos/conf/:/home/nacos/conf/ \
   -v /tmp/nacos/logs/:/home/nacos/logs/ \
   -p 8848:8848 \
   -d \
   nacos/nacos-server
   

   挂载新的的配置目录与日志目录：

   docker run \
   --name myNacos \
   -e MODE=standalone \
   --env NACOS_AUTH_ENABLE=true \
   -v nacosConf:/home/nacos/conf/ \
   -v nacosLogs:/home/nacos/logs/ \
   -p 8848:8848 \
   -d \
   nacos/nacos-server
   

   docker inspect mq | grep volume
   

4. 开启服务器鉴权

   按照官方文档配置启动，默认是不需要登录的，这样会导致配置中心对外直接暴露。而启用鉴权之后，需要在使用用户名和密码登录之后，才能正常使用nacos。（所以 Nacos 才推荐不要把自身放在“外网”中）

   配置/conf/application.properties文件

   nacos.core.auth.enabled=true
   

   如此一来，Client 端便需要配置 nacos 的账号密码才能登录。

   **注意：**鉴权开关是修改之后立马生效的，不需要重启服务端。

5. 安装之后

   • 可以通过查看/logs/start.out日志来查看启动详情。
   • 访问http://127.0.0.1:8848/nacos登录 Nacos，默认账号密码均为 nacos。

6. Spring项目引入 Nacos 依赖

   父工程（这是必备的）

   <dependency>
       <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
       <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
       <version>2.2.5.RELEASE</version>
       <type>pom</type>
       <scope>import</scope>
   </dependency>
   

   子工程

   <dependency>
       <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
       <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
   </dependency>
   

7. 配置 Nacos 地址

   在未开启“鉴权模式”时，可以不配置username与password

   spring:
     cloud:
       nacos:
         server-addr: localhost:8848
         username: nacos
         password: nacos
   

8. **注意：**Nacos 包不可与 Eureka 包同时导入同一工程，否则产生冲突Bean multiple。

2、命名空间

​ 命名空间使实例之间【相互隔离】，看不到彼此，这可以用作正式环境与测试环境的区分。当 Nacos 启动时会默认使用全局唯一命名空间public。

步骤：

• 新建命名空间（此处自动使用 UUID 当作“主键id”）
• 实例 yml 文件配置命名空间（使用生成的主键 id ）

spring:
	cloud:
    nacos:
      server-addr: http://localhost:8848
      discovery:
        cluster-name: HZ
        namespace: 53a68426-7e6c-4e09-83e3-57a87f116980		# 声明命名空间

3、服务分级模型

服务分级模型在相同“命名空间”的前提下，Nacos 利用服务分级存储模型来提高【容灾率】，例如：

• 总体服务
  • 集群（如上海、杭州）
    • 实例

集群默认为DEFAULT_GROUP，更改如下：

spring:
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848
      discovery:
        cluster-name: HZ  # 例如：HZ代表杭州、SH表示上海

• 一个集群就相当于一个小型完善的“生态系统”。
• 在开启集群设置后，我们应该将**【负载均衡策略】修改为【优先使用本地集群】（如果本地集群全部失效，程序会自动转向其他集群发起请求），随后 Nacos 就会再在本地集群选择【随机选取】**的方式进行实例的选择（注意这里不是轮询）。

某微服务名称:
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuLeClassName: com.alibaba.cloud.ribbon.NacosRule

4、服务权重

​ Nacos可以通过【网页控制台】为实例设置权重，范围从0~1，值越大越容易被访问，设置为0则完全不会被访问，这可以用作“灰度升级”。

​ 注意：必须是相同集群下拥有多个相同实例时，才可配置权重。

5、服务监测

监测实例的健康状态

Nacos拥有临时监测（被动）、非临时监测（主动）

Eureka只有临时监测

1. 临时监测（默认、被动检测）：

   • 发送心跳包。
   • 客户端心跳上报Nacos实例健康状态，默认间隔5秒，Nacos在15秒内未收到该实例的心跳，则会设置为不健康状态，超过30秒则将实例移除。在被移除后如果又开始上报心跳，则会重新注册实例。
   • 运维只能通过检查实例数量来监测实例状态，但临时实例的设置本就是应对“流量突增”情况的。

2. 非临时监测（主动检测）

   • Nacos会定期 主动 发起请求询问实例的健康状态（不发送心跳包）
   • 在实例失效时也会主动 push 推送信息给服务消费者，及时更新数据。此时实例并不会被移除，依旧保留在服务列表，只是状态为false。
   • 主动询问的方式对服务器压力较大，它的好处是运维可以实时看到实例的健康状态，便于后续的警告、扩容等一些列措施。

3. 配置非临时检测：

   spriing:
   	cloud:
       nacos:
         server-addr: http://localhost:8848
         discovery:
           cluster-name: HZ 
           namespace: 53a68426-7e6c-4e09-83e3-57a87f116980
           # ephemeral，短暂的
           ephemeral: fasle		
   

4. 【非临时监测】的另外一个作用：设置保护阈值，防止产生服务雪崩效应

   Nacos中可以针对具体的实例设置一个保护阈值，值为0-1之间的浮点类型。本质上，保护阈值是⼀个⽐例值（当前服务健康实例数/当前服务总实例数）。

   ⼀般情况下（临时监测），服务消费者要从Nacos获取可用实例有健康/不健康状态之分。Nacos在返回实例时，只会返回健康实例。

   但在高并发、大流量场景会存在⼀定的问题。比如，服务A有100个实例，98个实例都处于不健康状态，如果Nacos只返回这两个健康实例的话，流量洪峰的到来可能会直接打垮这两个服务，进一步产生雪崩效应。保护阈值存在的意义在于当服务A健康实例数/总实例数 < 保护阈值时，说明健康的实例不多了，保护阈值会被触发（状态true）。

   Nacos会把该服务所有的实例信息（健康的+不健康的）全部提供给消费者，消费者可能访问到不健康的实例，请求失败，但这样也⽐造成雪崩要好。牺牲了⼀些请求（将请求分流到不健康的实例），保证了整个系统的可⽤。

   

6、配置管理

实现“统一配置”与“热更新”

1. 简介：

   使用 Nacos 可以实现实例的统一配置与配置热更新（即当配置被修改时，主动推送并实现热更新、不重启）

   应该将固定不变配置写入服务本身的application.yml，易于变化的配置则写入 Nacos 配置文件。

2. 应用 Nacos 统一配置流程图

   

   声明：一个服务如果以 nacos 作为配置中心，应该先拉取 nacos 中管理的配置，然后与本地的配置文件比如 application.yml 中的配置合并，最后作为项目的完整配置，启动项目。

   实现原理：Spring 中bootstrap.yml文件的启动优先级高于application.yml，我们可以将 Nacos 配置写入其中（注意单词有两个t）。

3. 【共同配置】

   在Nacos情境下，微服务在启动时会从 Nacos 读取2个配置文件，按优先级为：

   • 配置名称-环境.yaml：userservice-dev.yaml
   • 配置环境.yaml：userservice.yaml

   而且无论如何都会读取到第二个配置环境，所以我们可以将微服务相同的配置再放入第二种配置环境中。

4. 【统一配置】：

   • Nacos 中新建配置文件，命名规则：服务名称-环境.yaml，在其中编写易于变化的配置。
   • 微服务程序中引入nacos-config依赖。
   • 编写bootstrap.yml文件，这些配置决定了微程序会去读取哪一个Nacos配置文件。
     • Nacos地址
     • 服务名称
     • 当前环境
     • 文件后缀名

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId>
</dependency>

spring:
  application:
    name: userservice
  profiles:
    active: dev # 环境
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848 # nacos地址
      config:
        file-extension: yaml # 文件后缀名
      username: nacos
      password: nacos
      discovery:
        ephemeral: false

6. **【热更新】**实现：

   在【统一配置】的基础上，代码中有两种方式可以实现热更新：

   • 方式一：@RefreshScope + @Value (${属性key})注解
   • 方式二：@ConfigurationProperties

   两种方式不存在优劣，只是在形式作用上有些许差别，如果只想绑定少量属性方式一、否则方式二。

   @RestController
   @RequestMapping("users")
   // 热更新
   @RefreshScope
   public class TestController {
       @Value("${pattern.dataformat}")
       String dataformat;
       @GetMapping("/a")
       String get(){
           return dataformat;
       }
   }
   

   @Data
   @Component
   @ConfigurationProperties(prefix = "pattern")		
   public class CommonConfig {
       String dataformat;
   }
   // 后面使用 @Autowired 注入使用
   

7、数据持久化

在这一步，小坑特别多

将官方内嵌的小型数据库Derby替换为MySQL

1. Nacos 默认将数据存储在内嵌数据库 Derby 中，该数据库不属于生产可用的数据库，官方推荐的最佳实践是使用带有主从的高可用数据库集群，例如MySQL（而且目前只支持 MySQL ）。

2. 简单实现（单机版，下节集群部署）：

   • 创建新的数据库，命名为：nacos（其实命名什么也无所谓，后面要用到）
   • 打开 Nacos 目录，在数据库 nacos 中运行数据库文件/conf/mysql-schema.sql建表。
   • 配置application.properties：打开配置文件，将注释解除、然后添加数据库信息。
   • 重启 Nacos：注意，在这一步时，我尝试数次都未能成功将 Nacos 重启，控制台各种报错信息，例如：namespaceControllerV2，然而真正的报错信息却隐藏在控制台末尾的一小行文字，最终发现是之前后台的 Nacos 进程未完全关闭（残留），完全关闭之后再次尝试重启，成功。

ps -ef |grep nacos

# 单机重启
./startup.sh -m standalone

3. 其余注意点：

   1. 记得加数据库编号（从 0 开始），因为 Nacos 可集群部署。
   2. 配置信息不添加双引号！勿随意添加，都则报错“找不到数据源”No DataSource set。

8、集群配置

利用上节的数据持久化知识（ MySQL 数据库），将3 台 Nacos 绑定同步相同的数据源，便可以做到同时更新。

1. 架构图：部署 3 台 Nacos Server。

2. 实现步骤：

   • 新建数据库nacos，导入/conf/mysql-schema.sql。
   • 修改本地/conf/application.properties配置文件，添加数据库 MySQL 配置。
   • 将本地文件cluster.conf.example重命名为 cluster.conf，添加集群机器信息。
   • 将本地/conf/目录上传至服务器，复制 3 份/tmp/nacos/conf1、/tmp/nacos/conf2、/tmp/nacos/conf3 。
   • 修改 3 份配置文件端口，分别为：8845、8846、8847。
   • 启动，可以成功看到 3 个 Nacos 之间的数据互相同步。

   # 清理时用
   docker rm -f $(docker ps -a)
   

175.178.20.191:8845
175.178.20.191:8846
175.178.20.191:8847

cp -r /conf/ /tmp/nacos/conf1 /tmp/nacos/conf2 /tmp/nacos/conf3

docker run -d \
--env NACOS_AUTH_ENABLE=true \
-v /tmp/nacos/conf1/:/home/nacos/conf/ \
-v /tmp/nacos/logs1/:/home/nacos/logs/ \
-p 8845:8848 \
--name nacos1 \
nacos/nacos-server

docker run -d \
--env NACOS_AUTH_ENABLE=true \
-v /tmp/nacos/conf2/:/home/nacos/conf/ \
-v /tmp/nacos/logs2/:/home/nacos/logs/ \
-p 8846:8848 \
--name nacos2 \
nacos/nacos-server

docker run -d \
--env NACOS_AUTH_ENABLE=true \
-v /tmp/nacos/conf3/:/home/nacos/conf/ \
-v /tmp/nacos/logs3/:/home/nacos/logs/ \
-p 8847:8848 \
--name nacos3 \
nacos/nacos-server

结果：腾讯云 2G2核 同时开启 3 个 Nacos，2 个成功，第 3 个失败（CPU飙满），总体算部署成功。

9、权限控制

右菜单栏，步骤：

1. 用户管理：创建用户user
2. 角色管理：创建角色role，并绑定用户
3. 权限管理：赋于角色权限auth，包含对指定“命名空间”的可读写操作。

10、共享/扩展配置

共享配置 shared-configs

扩展配置 extension-config

1. 简介：

   ​ 日常开发中，多个模块可能会有很多共用的配置，比如数据库连接信息、Redis/RabbitMQ 连接信息、监控配置等等。那么此时我们就希望可以加载多个配置，或者多个项目共享同一个配置。

   • 扩展配置：微服务所依赖的其他微服务所需要的配置文件（“依赖链条”）
   • 共享配置：很多微服务共享的配置文件，例如日志打印、Swagger配置等。

   两者除了优先级不同之外没有其他任何区别，都⽀持三个属性，：

   • data-id
   • group：默认 DEFAULT_GROUP。
   • refresh: 在配置变更时，应用内是否支持动态刷新。

2. 简单范例：

spring:
  application:
    name: nacos-config-multi
  main:
    allow-bean-definition-overriding: true
  cloud:
    nacos:
      username: ${nacos.username}
      password: ${nacos.password}
      config:
        server-addr: ${nacos.server-addr}
        namespace: ${nacos.namespace}
        # 共享配置
				shared-configs:
          - data-id: swagger-${spring.profiles.active}.yaml
            group: xuecheng-plus-common
            refresh: true
          - data-id: logging-${spring.profiles.active}.yaml
            group: xuecheng-plus-common
            refresh: true

        # 扩展配置，优先级大于shared-configs （在之后加载）
        extension-configs:
  				- data-id: content-service-${spring.profiles.active}.yaml
  				  group: eat-plus-project
  				  refresh: true
  				- data-id: dataId
  				  group: eat-plus-project
  				  refresh: true

11、配置文件优先级

1. 基本思想：影响的范围越小，优先级越高。

   • 远端 > 本地

   • 带有profiles > 不带

   • 配置中心（远端） > 命令行参数 > 本地application.yaml > 本地bootstrap.yaml

2. 存在 3 种配置文件大类，优先级从上至下：

   • 远端

     • 服务名-环境.yaml
     • 服务名.yaml
     • 扩展配置.yaml
     • 共享配置.yaml

   • 命令行参数

   • 本地

     • application.properties
     • application.yaml
     • bootstrap.yaml

   bootstrap.yaml优于application.yaml执行，application.yaml优于application.properties执行，但是后执行的会覆盖前执行的配置，所以在本地越先执行的优先级越低。

---

四、OpenFeign

声明式的 Web HTTP 服务客户端，替代原生 RestTemplate

与 Nacos 组合使用时，Nacos提供“域名”的解析服务

1. 简介：

   OpenFeign是一个声明式的Web服务客户端，使得编写Web服务客户端变得非常容易，只需要创建一个接口，然后在上面添加注解，便可以通过接口来调用服务端的服务。

   OpenFeign 遵循 RPC 协议，即 Remote Procedure Call Protocol，远程调用协议。

   历史上存在过 Feign （由 NetFlix 公司开发），SpringCloud组件中的一个轻量级RESTful的HTTP服务客户端，也是SpringCloud中的第一代负载均衡客户端。

   OpenFeign是SpringCloud自己研发的，在Feign的基础上支持了Spring MVC的注解，如@RequesMapping等，是SpringCloud中的第二代负载均衡客户端。

2. 与 Ribbon 的关系：

   ​ OpenFeign默认将Ribbon作为负载均衡器，直接内置了 Ribbon。在导入OpenFeign 依赖后无需专门导入Ribbon 依赖。所以说，当我们需要更改 OpenFeign 的负载均衡策略时，其实就是需要修改 Ribbon 的策略，直接按照 Ribbon 的策略配置方式就行配置（即分为两种方式：全局与局部）。

3. 步骤：

   • 引入依赖

   • 主类添加@EnableFeignClients注解，声明使用 Feign。

   • 使用注解@FeignClient()编写具体的 FeignClient 接口。

   • @Autowired注入对应 FeignClient 并使用。

   <dependency>
       <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
       <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
   </dependency>
   

   @EnableFeignClients
   

   @FeignClient("userservice")
   public interface UserClient {								// 此处是接口不是普通类
       @GetMapping("/user/{id}")
       User findById(@PathVariable Long id);		// 注意需标注成“路径参数”
   }
   

   @Autowired
   UserClient userClient;
   

4. FeignClient接口定义说明（5大定义），以上面举例：

   • 服务名称：userservice
   • 请求方式：GET
   • 请求路径：/user/{id}
   • 请求参数：Long id
   • 返回值类型：User

5. 其余配置

   # 开启 Gzip 压缩
   feign:
     compression:
     	request:
         enabled: true
         min-request-size: 2048
         mime-types: text/xml, application/xml, application/json
       response:
         enabled: true
         useGzipDecoder: true
   

6. 【自定义配置】

   一般我们可能只需要配置“日志级别”就好了。

   

   可以使用两种方式配置日志级别，一般使用None(默认，不打印)或Basic，避免控制台打印过多信息。

   • yml配置文件（推荐）
   • Java代码（麻烦，省略）

   feign:
     client:
       config:
         default:			# 全局生效
           logger-level: full
   

   feign:
     client:
       config:
         userservice:	# 局部（指定微服务）生效
           logger-level: full
   

   # Basic 级别打印的日志
   
   [UserClient#findById] ---> GET http://userservice/user/2 HTTP/1.1
   [UserClient#findById] <--- HTTP/1.1 200 (537ms)
   

7. 优化Feign

   Feign 底层的客户端实现有 3 种

   • URLConnection（默认）：JDK自带、不支持连接池
   • Apache Httpclient：支持连接池
   • OKHttp：支持连接池

   使用连接池可以复用连接（避免在连接时多次产生3次握手4次挥手），更改为OKHttp使用步骤如下：

   • 引入 Feign-okhttp 依赖
   • yml配置开启

   <dependency>
       <groupId>io.github.openfeign</groupId>
       <artifactId>feign-okhttp</artifactId>
   </dependency>
   

   feign:
     okhttp:
       enabled: true
   

8. Feign最佳实践：

   • 解决多份配置文件的尴尬，当然也存在弊端
   • 将共用的代码抽取成jar包，使用依赖的方式进行导入。

   （之前）

（现在）

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五、Geteway

Spring Gateway

1. 简介

   • Gateway与 Nginx 在操作的思想上是一样的，但是具体实现不同
   • Gateway：业务网关。针对每一个微服务的网关，更接近具体业务。
   • Nginx：流量网关。用户访问的总入口，也就是前端页面的容器。

2. 网关的作用：

   • 身份认证、权限校验
   • 服务路由、负载均衡
   • 请求限流

3. Spring Cloud网关类型

   • Gateway（新）：Spring5 中提供的 WebFlux，响应式编程，性能更好。
   • zuul（旧）：基于 Servlet 实现，阻塞式编程。

4. 实现：

   本质：创建单一Spring程序用于 Gateway 实现路由转发，单一 jar 包。

   • 引入依赖
   • yml配置

   <dependency>
       <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
       <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
   </dependency>
   <dependency>
       <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
       <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
   </dependency>
   

   下面定义了 2 个路由规则

   server:
     port: 10080
   spring:
     application:
       name: gateway
     cloud:
       nacos:
         server-addr: http://localhost:8848
         discovery:
           cluster-name: HZ
       gateway:
         routes:
           - id: user-service         # 路由标识，全局唯一
             uri: lb://userservice    # 路由的地址，lb：load balanced 负载均衡
             predicates:
               - Path=/user/**        # 路由断言，如果路径以 /user/ 开头则符合
             default-filters:
             	- AddRequestHeader=Content-type,text/html		# 添加请求头
           - id: order-service
             uri: lb://orderservice
             predicates:
               - Path=/order/**
             default-filters:
             	- AddRequestHeader=Content-type,text/html
   

5. 网关路由的【配置项】包括：

   • 路由id：路由唯一标识
   • uri：路由目的地址，支持 http 与 lb 两种类型。
   • predicates：路由断言，判断是否符合要求
   • filters：路由过滤器，清理请求或响应。

6. 11种基本的 Predicate 类型（上面范例使用了 Path ）

   

7. 3种过滤器

   • 默认过滤 defaultFilter
   • 局部过滤
   • 全局过滤

8. 过滤器的31种细分类

   种类过多，需要时查看官方文档即可（只要查看名字就能得知该过滤器的作用 ）

9. 过滤器的优先级说明：

   这里稍有点乱

   • 首先按照所设置的 Order 顺序来。
   • 当 Order 值一样时，执行顺序：默认过滤 → 局部过滤 → 全局过滤，即：
     • 请求时，最后全局过滤生效
     • 响应时，最后默认过滤生效

   

10. 简单案例

• 默认过滤：yml配置、灵活度低，默认生效

# 默认过滤（也对全局生效，默认此） default-filters，对所有路由生效
spring:
	cloud:
		gateway:
      routes:
        - id: user-service         # 路由标识，全局唯一
          uri: lb://userservice    # 路由的地址，lb：load balanced
          predicates:
            - Path=/user/**        # 路由断言，如果路径以 /user/ 开头则符合
      default-filters:
          	- AddRequestHeader=Content-type,text/html		# 添加请求头

• 局部过滤：yml配置、灵活度低，对指定路由生效

spring:
	cloud:
		gateway:
      routes:
        - id: user-service         # 路由标识，全局唯一
          uri: lb://userservice    # 路由的地址，lb：load balanced
          predicates:
            - Path=/user/**        # 路由断言，如果路径以 /user/ 开头则符合
          filters:
          	- AddRequestHeader=Content-type,text/html		# 添加请求头

• 全局过滤：代码配置、灵活度高。创建 Bean，继承 GlobalFilter 接口并重写 filter() 方法，此处注意：
  • @Order(-1)表示优先级，值越低优先级越高，允许负值。
  • exchange参数属于 Spring WebFlux 组件中的知识，它用来获取请求与响应两者，但是例如获取出来的请求request不是 servlet 的静态技术，而是属于 WebFlux 的动态技术，即ServerHttpRequest（注意是以 Server 开头而不是 Servlet ）。
  • chain参数用来生成成功时的返回值Mono<Void>
  • 当校验失败时，使用exchange设置失败的响应码，如401 Forbidden 并返回给客户端。
  • Mono<Void>是什么暂时不用管

11. CORS跨域处理

    Spring Boot 也可以实现跨域处理，并不一定要依赖于 Spring Gateway

    禁止跨域是浏览器的策略，后端之间互相调用接口不存在跨域。

    允许浏览器跨域一般需要配置的 5 大选项，并在 yml 文件中配置，如下：

    • 允许的域名
    • 允许的端口
    • 允许的方式
    • 是否允许使用Cookie
    • 有效期是多少（浏览器在第一次跨域时会发送Options请求，得到确认后在指定的有效期内不会重发Options请求，节约资源）

    

---

六、Docker

这章暂时跳过，具体内容查看：Docker笔记

1. 将程序以及依赖、运行环境打包成镜像。
2. Spring Cloud + docker compose案例：链接

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七、RabbitMQ

MQ：Message Queue 消息队列

我们在大多数情况下使用【同步通信】，因为对时效性的要求较强

1、简介

1. 【同步通信】：

   • 优点：时效性强、可以立即得到结果

   • 缺点：业务之间耦合度高、性能和吞吐能力低、存在额外的资源消耗与级联失败的情况。

2. 【异步通信】：

   • 优点：耦合度高、吞吐量能力强、故障隔离、流量削峰

   • 缺点：对消息中间件的可靠性、安全性、吞吐能力有严重的依赖，业务架构复杂，没有明显的流程线、难以追踪管理

3. 4 种不同形式的 MQ 产品：

   

2、RabbitMQ

消息一旦消费完就会被删除，RabbitMQ 没有消息回溯功能

1. docker 版本安装：

   docker pull rabbitmq
   

   docker run -it \
   -e RABBITMQ_DEFAULT_USER=user \
   -e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=123 \
    -v mq-plugins:/plugins \
   --name=mq \
   -hostname=mq \
   -p 15672:15672 \
   -p 5672:5672 \
   rabbitmq
   

   下面代码全部在容器内操作：

   rabbitmq-plugins enable rabbitmq_management
   

   cd /etc/rabbitmq/conf.d/
   
   echo management_agent.disable_metrics_collector = false > management_agent.disable_metrics_collector.conf
   
   # 退出并重启容器
   exit
   docker restart mq
   

   • 15672： web 界面访问端口，需要进入容器内手动开启
   • 5672：具体的通信端口
   • 账号为user，密码为123
   • plugins：RabbitMQ插件目录，提供后续插件安装接口

2. 常见的5种消息模型

   • BasicQueue：基本消息队列
   • WorkQueue：工作消息队列
   • 发布订阅模式：
     • Publish/Subscribe：广播（Fanout）
     • Routing：路由（Direct，常用）
     • Topics：主题（Topic）

   

   

   

   

   

3. 【注意】：

   • BasicQueue 与 WorkQueue 中不存在 Exchange交换机，只存在 Queue队列。
   • 而在“发布订阅模型”中，存在 Exchange交换机 + Queue队列。
   • 交换机可以将消息转发给多个队列，队列中的消息只能被消费一次，用完即删除
   • 交换机只负责消息路由，不负责存储消息，如果路由失败则丢失信息。

4. RabbitMQ实现流程：

   • 配置连接参数
   • 建立连接
   • 创建通道
   • 创建队列（赋予名称，指定要操作的队列）
   • 发送消息（接收消息）
   • 关闭通道和连接

3、SpringAMQP

Spring 简化原生代码

1. 简介：

   • AMQP：Advanced Message Queuing Protocol，高级消息队列协议，是一种用于在应用程序之间传递业务信息的开放标准。
   • Spring AMQP：基于 AMQP 实现的一套标准API规范，提供模板实现消息的发送和接收。例如Spring-amqp是接口，具体的实现有spring-rabbit（即RabbitMQ）等。

2. BasicQueue实现：

   • 引入依赖
   • yml 配置 MQ 地址、账号密码等信息
   • 代码发送与接收信息

   <dependency>
       <groupId>org.springframework.boot</groupId>
       <artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
   </dependency>
   

   spring:
     rabbitmq:
       host: 10.211.55.4
       port: 5672
       virtual-host: /   # 配置虚拟主机名（不同的虚拟主机之间存在分割，无法互相访问）
       username: user
       password: 123
   

   发送消息：使用RabbitTemplate模板类

   @Autowired
   RabbitTemplate template;
   
   @Test
   public void sendMessage(){
       String queueName="simple.queue";
       Object message="你好MQ！";
       template.convertAndSend(queueName,message);
   }
   

   接收消息：使用@RabbitListener注解

   @Component
   public class SpringRabbitListener {
       @RabbitListener(queues = "simple.queue")
       public void listener(String msg){
           System.out.println("【接收到消息】："+msg);
       }
   }
   

3. WorkQueue实现：

   即多个接收队列，提高队列接收的速度。

   注意这里存在：“贪心的消费者”（消息预取），即消费者会优先获取消息，（不管当下能不能立即执行），此时需要设置消费预取上限，例如设为1，即一次一次的取。

   spring:
     rabbitmq:
       host: 10.211.55.4
       port: 5672
       virtual-host: /   # 配置虚拟主机名（不同的虚拟主机之间存在分割，无法互相访问）
       username: user
       password: 123
       listener:
         direct:
           prefetch: 1		# 消息预取数量限制为 1 ，默认为无限、即不作限制
   

4. publish/subscribe实现：

   广播Fanout，交换机将消息转发至所有队列

   ​ 先将队列与 Exchange 交换机建立绑定关系，然后 publisher向交换机发送消息，交换机自动将消息转发至各队列，subscribe向队列请求消息。队列与交换机之间的绑定有两种形式：代码实现、注解实现，这里使用 代码实现 ，后续使用 注解实现 形成对比。

   

   代码实现：建立交换机与队列之间的绑定关系

   // 声明（创建）交换机
   @Bean
   public FanoutExchange fanoutExchange(){
       return new FanoutExchange("myExchange");
   }
   
   // 声明（创建）队列
   @Bean
   public Queue fanoutQueueOne(){
       return new Queue("myQueue.one");
   }
   
   // 绑定交换机与队列
   @Bean
   public Binding binding(Queue fanoutQueueOne,FanoutExchange fanoutExchange){
       return BindingBuilder.bind(fanoutQueueOne).to(fanoutExchange);
   }
   
   // 以相同的方式声明第二个队列...
   

   接收消息（代码几乎不变）

   @Component
   public class SpringRabbitListener {
       @RabbitListener(queues = "myQueue.one")
       public void listener1(String msg){
           System.out.println("【 1 接收到消息】："+msg);
       }
       @RabbitListener(queues = "myQueue.two")
       public void listener2(String msg){
           System.out.println("【 2 接收到消息】："+msg);
       }
   }
   

   发送消息

   @Autowired
   RabbitTemplate template;
   @Test
   public void sendMessage(){
       String exchangeName="myExchange";
       Object message="你好MQ！";
       template.convertAndSend(exchangeName,"",message);		// 中间参数为routingkey，下节使用
   	}
   }
   

5. Routing实现：

   ​ 交换机根据规则 routingkey 将消息路由至指定队列（对暗号），消息发送者在发送消息时指定 routingkey，队列在建立时绑定 routingkey（可以绑定多个key） ，符合则接收。

   

   注解实现：在接收消息时，顺便建立交换机与队列之间的绑定关系（注解里面套注解，第一次见）

@Component
public class SpringRabbitListener {
// 第一个
@RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
value = @Queue(name = “direct.queueOne”),
exchange = @Exchange(name = “myEx”,type = ExchangeTypes.DIRECT),
key = {“red”,“blue”}
))
public void listener1(String msg){
System.out.println(“【 1 接收到消息】：”+msg);
}

 	// 第二个
   @RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
           value = @Queue(name = "direct.queueTow"),
           exchange = @Exchange(name = "myEx",type = ExchangeTypes.DIRECT),
           key = {"red","yellow"}
   ))
   public void listener2(String msg){
       System.out.println("【 2 接收到消息】："+msg);
   }

}

发送消息

```java
@Autowired
RabbitTemplate template;
@Test
public void sendMessage(){
    String exchangeName="myEx";
    Object message="你好MQ！";
  // 第二个参数 routingkey 指定发送的“规则”
    template.convertAndSend(exchangeName,"yellow",message);
	}
}

6. Topics实现：

   Topic 与 Direct 类似，区别在于 routingKey 必须是多个单词的列表，以.分割，并且支持通配符#与*。

   

   @Component
   public class SpringRabbitListener {
     // 注意要将交换机类型修改为Topic：type = ExchangeTypes.TOPIC
       @RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
               value = @Queue(name = "topics.queueOne"),
               exchange = @Exchange(name = "myExchangeTwo",type = ExchangeTypes.TOPIC),
               key = {"China.#","#.news"}
       ))
       public void listener1(String msg){
           System.out.println("【 1 接收到消息】："+msg);
       }
     
       @RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
               value = @Queue(name = "topics.queueTow"),
               exchange = @Exchange(name = "myExchangeTwo",type = ExchangeTypes.TOPIC),
               key = {"America.#","#.news"}
       ))
       public void listener2(String msg){
           System.out.println("【 2 接收到消息】："+msg);
       }
   }
   

   @Autowired
   RabbitTemplate template;
   
   @Test
   public void sendMessage(){
       String exchangeName="myExchangeTwo";
       Object message="你好MQ！";
       template.convertAndSend(exchangeName,"China.news",message);
   }
   

4、消息转换器

在这里我们将替换 Spring 默认提供的消息转换器，以提高性能。

为什么要替换呢？

​ 因为Spring默认的消息处理接口是org.springframework.amqp.support.converter.MessageConverter，默认实现为：SimpleMessageConverter，且基于 JDK 的 ObjectOutputStream 实现序列化，这种序列化方式在处理对象的时候会将对象编码并且经过Base64编码，不仅会占用更多的内存空间，而且会导致性能下降。

解决方法即采用 JSON 格式，例如引入Jackson依赖并实现：

<dependency>
    <groupId>com.fasterxml.jackson.dataformat</groupId>
    <artifactId>jackson-dataformat-xml</artifactId>
    <version>2.14.1</version>
</dependency>

@Configuration
public class CommonConfig {
  	// 更换消息转换器
    @Bean
    public MessageConverter jsonMessageConverter(){
        return new Jackson2JsonMessageConverter();
    }
}

当然，以上配置在消息【发送者】与【接收者】之间都需要配置，后续发送什么类型的消息，就使用什么类型接收（这点需十分注意，我在第一次编写时就忘记了修改消息的接收类型导致 Converter error）。

---

八、ES初级

Elasticsearch，基于 Java 实现的分布式搜索：中文官网

1、简介

• Elasticsearch是一款非常强大的开源搜索引擎，可以帮助我们从海量的数据中快速找到所需内容。

• 具体功能：内容搜索、日志统计与分析、系统监控等。

• Elasticsearch对内存的消耗特别大，少于512MB直接启动失败。

• 注意以下安装的所有软件版本需与 Elasticsearch 保持一致

• Elasticsearch结合 Kibana、Logstash、Beats，被称为「elastic stack」（也就是ELK），被广泛运用在日志数据分析、实时监控等领域。

• Elasticsearch基于 Lucene，Lucene既是一个 Java 语言的搜索引擎类库，也是Apache公司的顶级项目之一。

• Elasticsearch中，文档数据会以JSON格式存储，即全部文本字段都需添加双引号。

2、传统数据库

以 MySQL 为例，与 Elasticsearch 作对比

两者优势互补，不能替代

1. 传统的数据库 MYSQL 使用**【正向索引】，主要依靠主键**来实现对数据的获取。

2. Elasticsearch使用**【倒排索引】**（“优先耗费时间建立新表，后续以空间换时间实现搜索”）。

   • 文档（document）：每条数据就是一个文档
   • 词条（term）：文档按照语义分成的词语（分词）。
   • Elasticsearch中的词条是唯一的，后续搜索时会根据搜索关键词分词后的哈希运算值或者B+树实现查找。

3. 新老数据库概念对应关系

   • 索引：即“表”，相同类型的文档集合
   • 映射：即“约束”，索引中文档的字段约束信息，类似表的结构约束
   • …

   

4. Elasticsearch查询语句为DSL语句（JSON格式），使用HTTP发送请求。

5. 应用领域：

   • MySQL（写）：擅长事务性操作，可以确保数据达到安全和一致性。
   • Elasticsearch（读）：擅长海量数据的搜索、分析、计算。

   

3、安装

安装 Elasticsearch 与 Kibana（提供工具方便编写DSL语句）

两者安装包大小都在 1GB 左右，且运行时所占内存也较大，推荐使用docker安装。

1. 建立docker网络：Elasticsearch与Kibana必须处在同一个网络之中，并且此时两者可以通过docker服务名来建立连接。

   docker network create es-net
   

2. 安装Elasticsearch

   docker pull elasticsearch:7.17.7
   

   docker run -d \
   	--name es \
       -e "ES_JAVA_OPTS=-Xms512m -Xmx512m" \
       -e "discovery.type=single-node" \
       -v es-data:/usr/share/elasticsearch/data \
       -v es-plugins:/usr/share/elasticsearch/plugins \
       --privileged \
       --network es-net \
       -p 9200:9200 \
       -p 9300:9300 \
   elasticsearch:7.17.7
   

   访问http://ip:9200能看到下列信息说明部署成功。

当启动不成功时，查看日志排错

docker logs -f es

3. 安装Kibana

   docker pull kibana:7.17.7
   

   docker run -d \
   --name kibana \
   -e ELASTICSEARCH_HOSTS=http://es:9200 \
   --network=es-net \
   -p 5601:5601  \
   kibana:7.17.7
   

   注意，Kibana启动较慢，可以使用docker logs -f 服务名查看其日志。

   访问http://ip:5601/当显示下列内容时表示成功。

4. 我们关注Kibana中的左边菜单栏 → Management → Dev Tools工具，后续用它来编写 DSL 操作。

4、IK分词器

Elasticsearch默认的分词器对中文分词兼容性极差，只能“按字依次分词”

IK分词器，专为Elasticsearch中文分词打造

1. 离线安装（推荐）：

   • GitHub下载对应版本的 IK 分词器安装包，解压并重命名为ik。
   • 查看之前安装的 Elasticsearch 数据卷挂载位置，将解压后的ik目录上传到该文件夹
   • 重启Elasticsearch，查看日志确定重启成功
   • Kibana Dev Tools测试分词效果

    docker volume inspect es-plugins
   

    docker restart es
   

   # 查看es日志
   docker logs -f es
   

   POST /_analyze
   {
     "text": "这是一段中文句子，请分词",
     "analyzer": "ik_smart"
   }
   

2. 在线安装（服务器 GitHub 访问速度较慢，不推荐）：

   # 1、进入容器内部
   docker exec -it elasticsearch /bin/bash
   
   # 2、在线下载并安装
   ./bin/elasticsearch-plugin  install https://github.com/medcl/elasticsearch-analysis-ik/releases/download/v7.12.1/elasticsearch-analysis-ik-7.12.1.zip
   
   # 3、退出
   exit
   
   # 4、重启容器
   docker restart elasticsearch
   

3. IK分词器的 2 种模式

   • ik_smart：智能（最少）拆分

   • ik_max_word：重复（最细）切分

4. 自定义字典（2种形式）

   • 扩展词库：增加分词库词语。
   • 停用词库：禁止对某些词语（敏感词）进行分词，直接忽略不显示。

   要自定义词库，只需要到ik/config/IKAnalyzer.cfg.xml中新增配置，并在配置文件的当前目录新建.dic字典，以行为分割属于相关词语，然后重启Elasticsearch容器即可（可以使用 Kibana 的Dev Tools进行测试）。

   <properties>
   	<comment>IK Analyzer 扩展配置</comment>
   	<!-- 扩展词库，myDict.dic 是文件名 -->
   	<entry key="ext_dict">myDict.dic</entry>
   	 <!-- 停止词库，myStopwords.dic 是文件名 -->
   	<entry key="ext_stopwords">myStopwords.dic</entry>
   </properties>
   

docker restart es

POST /_analyze
{
  "text": "这是一段超长的词语，腾讯你好",
  "analyzer": "ik_smart"
}

5、索引库创建

表，使用映射（约束）定义规则

1. Mapping映射规则：

   • type：字段数据类型，常见的有：
     • 字符串：text（可分词的文本）、keyword（不可分词的文本，例如品牌、国家名等）
     • 数据：long、integer、short、byte、double、float
     • 布尔：boolean
     • 日期：date
     • 对象：object
     • 地理坐标（经纬度）：geo_point
   • index：是否创建倒排索引，默认为true（其实许多字段并不需要创建索引）
   • analyzer：使用哪种分词器
   • properties：定义子字段

2. 注意：索引库无数组概念，但允许某字段有多个值，例如下面的字段类型应为integer。

   "score": [60,39,77,99]
   

3. 创建规则 以及 案例

   PUT /索引库名称
   {
     "mappings": {
       "properties": {
         "字段名1":{
           "type": "text",
           "analyzer": "ik_smart"
         },
         "字段名2":{
           "type": "keyword",
           "index": false
         },
         "字段名3":{
           "properties": {
             "子字段名1":{
               "type":"keyword"
             },
             "子字段名2":{
               "type":"keyword"
   }}}}}}
   

   PUT /mytable
   {
     "mappings": {
       "properties": {
         "info":{
           "type": "text",
           "analyzer": "ik_smart"
         },
         "email":{
           "type": "keyword",
           "index": false
         },
         "name":{
           "properties": {
             "firstName":{
               "type":"keyword"
             },
             "LastName":{
               "type":"keyword"
   }}}}}}
   

6、操作索引库

查询、删除、修改

1. 首先声明：【索引库】和【Mapping】一旦创建就无法修改，但是可以（只能）添加新的字段，这是因为当索引库创建时 Elasticsearch 就会去创建倒排索引，如果允许修改索引库可能引起无法预知的错误，所以 Elasticsearch 在这点上比 MySQL 更加彻底，直接禁止修改。

2. 查询：

   GET /索引库名
   

3. 删除

   DELETE /索引库名
   

4. 修改（新增）索引库

   PUT /索引库名/_mapping
   {
     "properties":{
       "新增的字段名":{
         "type":"integer",
         "index":false
       }
     }
   }
   

7、文档操作

数据：新增、查询、删除、修改

1. 新增文档：

   文档id：类似 MySQL 主键，推荐手动添加（例如1），如果未添加则会自动生成较长的随机 id 代替

   POST /索引库名/_doc/文档id
   {
     "字段名1":{
       "firstName":"张",
       "LastName":"三"
     },
     "字段名2":18,
     "字段名3":"123@qq.com",
     "字段名4":"程序猿"
   }
   

2. 查询

   • 单条文档查询：

   GET /索引库名/_doc/文档id
   

   • 全部查询

   GET /索引库名/_search
   

3. 删除

   DELETE /索引库名/_doc/文档id
   

4. 修改：修改文档这里有 2 种方式

   • 全量修改：PUT + _doc，先完全删除旧文档、然后用新文档替代。
   • 增量修改：POST + _update，在旧文档的基础上进行修改。

   PUT 索引库名/_doc/文档id
   {
   	"字段1":"值1",
   	"字段2":"值2"
   }
   

   POST 索引库名/_update/文档id
   {
   	"doc":{
   		"字段":"新的值"
   	}
   }
   

8、RestClient

Java 操作 Elasticsearch

1. 简介：

   ​ ES官方提供了多种不同语言的客户端（包）用来操作ES。这些客户端的本质就是先组装DSL语句，然后通过 HTTP 请求发送给 ES。

2. 建立索引库的【步骤】：

   • 先建立相应 MySQL 数据库
   • 对照 MySQL 数据库，编写索引库的创建语句（自己考虑逻辑、驼峰命名法）
   • 在 Java 代码中使用 RestClient 借助 索引库编写语句创建索引库。

3. 例如：

   以下案例为 MySQL 建表语句，经过分析发现，发现酒店名称需要分词并建立索引，酒店品牌不需要分词但需要索引，酒店经纬度不需要建立索引，酒店价格、评分等需要建立索引以方便排序。

{
  "mappings": {
    "properties": {
      "id": {
        "type": "keyword"
      },
      "name": {
        "type": "text",
        "analyzer": "ik_max_word",
        "copy_to": "all"
      },
      "address": {
        "type": "keyword",
        "index": false
      },
      "price": {
        "type": "integer"
      },
      "score": {
        "type": "integer"
      },
      "brand": {
        "type": "keyword",
        "copy_to": "all"
      },
      "city": {
        "type": "keyword"
      },
      "starName": {
        "type": "keyword"
      },
      "business": {
        "type": "keyword",
        "copy_to": "all"
      },
      "pic": {
        "type": "keyword",
        "index": false
      },
      "location": {
        "type": "geo_point"
      },
      "all": {
        "type": "text",
        "analyzer": "ik_max_word"
      }
    }
  }
}

4. 多字段搜索

   字段拷贝：既想要实现多字段搜索，又想要效率最快

   字段拷贝可以使用 copy_to属性将当前字段拷贝到指定字段，示例：

   "all": {
     "type": "text",
     "analyzer": "ik_max_word"
   }
   
   "brand":{
   	"type": "keyword",
   	"copy_to":"all"
   }
   "name":{
   	"type": "keyword",
   	"copy_to":"all"
   }
   

   all成功包含brand于name，以后搜索时只需要指定all即可。

   另外，虽然名叫“字段拷贝”，但是其实并不会真正的拷贝多份造成存储空间冗余。

5. 初始化 Java RestClient

   • 引入 RestHighLevelClient 依赖
   • 覆盖官方默认的 ES 版本（因为Spring Boot 会默认替我们导入某一版本的 ES 包，但这与我们的服务器软件版本可能不兼容，所以需要替换）
   • 初始化 RestHighLevelClient

<properties>
    <java.version>1.8</java.version>
    <elasticsearch.version>7.17.7</elasticsearch.version>
</properties>

RestHighLevelClient client=new RestHighLevelClient(RestClient.builder(
        HttpHost.create("175.178.20.191:9200")
));

或者将以上对象注册成Bean

@Configuration
public class CommonConfig {
    @Bean
    RestHighLevelClient rest() {
        return new RestHighLevelClient(RestClient.builder(
                HttpHost.create("175.178.20.191:9200")
        ));
    }
}

下面所有操作都是建立在初始化RestClient的基础上。

6. 建立索引库

   CreateIndexRequest request = new CreateIndexRequest("hotel");
   request.source(MAPPING_TEMPLATE, XContentType.JSON);
   client.indices().create(request, RequestOptions.DEFAULT);
   

7. 删除索引库

   DeleteIndexRequest request = new DeleteIndexRequest("hotel");
   client.indices().delete(request, RequestOptions.DEFAULT);
   

8. 判断索引库是否存在

   GetIndexRequest request= new GetIndexRequest("hotel");
   Boolean         exists = client.indices().exists(request, RequestOptions.DEFAULT);
   System.out.println(exists);
   

9. 导入文档数据

   • 单条导入：IndexRequest
   • 批量导入：利用 Mybatis Plus + BulkRequest

   // 注意在这可以赋予【id】
   IndexRequest request = new IndexRequest("hotel").id("1");
   
   // 利用 fastJSON 反序列化对象，生成 JSON 字符串
   Hotel        hotel   = new Hotel();
   hotel.setId(1L);
   hotel.setName("张三");
   hotel.setAddress("北京");
   
   request.source(JSON.toJSONString(hotel),XContentType.JSON);
   client.index(request,RequestOptions.DEFAULT);
   

   List<Hotel> list = hotelService.list();
   BulkRequest bulkRequest = new BulkRequest();
   for (Hotel hotel:list){
       HotelDoc hotelDoc = new HotelDoc(hotel);
       bulkRequest.add(new IndexRequest("hotel")
               .id(hotelDoc.getId().toString())
               .source(JSON.toJSONString(hotelDoc),XContentType.JSON));
   }
   client.bulk(bulkRequest,RequestOptions.DEFAULT);
   

10. 获取文档数据

    根据 id

    GetRequest request = new GetRequest("hotel").id("1");
    GetResponse getResponse = client.get(request, RequestOptions.DEFAULT);
    String json = getResponse.getSourceAsString();
    System.out.println(json);
    

    此处为什么使用 getResponse.getSourceAsString() 如此形式获取 JSON 字符串？

    ​ 因为我们在调用get()方法时，底层实际上使用的是GET /hotel/_doc/1，这种请求会返回一串json字符串，但是此时我们想要的数据却保存在_source结构体中。

    GET /hotel/_doc/1
    

11. 更新文档数据

    • 全量更新：方式跟前面的导入文档数据一模一样，即再次写入 id 相同的文档，新文档会完全覆盖旧文档。
    • 局部更新：

    UpdateRequest request     = new UpdateRequest("hotel","1");
    request.doc(
            "age","18",
            "name","李四"
    );
    client.update(request,RequestOptions.DEFAULT);
    

12. 删除文档数据

    // 10086 为文档id
    DeleteRequest request = new DeleteRequest("hotel","10086");
    client.delete(request,RequestOptions.DEFAULT);
    

13. 文档操作总结：

    • 初始化RestHighLevelClient
    • 创建__Request，即IndexRequest、BulkRequest、GetRequest、UpdateRequest、DeleteRequest
    • 准备参数（Index 和 Update 需要）
    • 发送请求。调用RestHighLevelClient.__()方法，即index()、bulk()、get()、update()、delete()
    • 解析结果（Get需要）

---

九、ES进阶

1、DSL查询

DSL 是基于 JSON 格式的查询方式

1. 常见的查询方式

   • 查询所有：查询所有数据，一般用于测试。
     • match_all
   • 全文检索：对用户输入的关键字进行分词，然后计算哈希值并根据倒排索引进行搜索。
     • match：只能对单字段进行搜索
     • mutil_match：多字段搜索
   • 精确查询：根据精确词进行查询，一般查找的是 keyword 、数值、日期、Boolean 类型的数据。
     • ids：id s 根据 id 进行查询
     • range：范围
     • term：精确查找
   • 地理查询：根据经纬度进行查询
     • geo_distance
     • geo_bounding_box
   • 复合查询：组合查询查询方式
     • bool：“与或非”形式的组合
     • function_score：算分函数查询，可根据规则对文档相关性进行打分，控制文档的排名，常用于搜索引擎竞价。

2. 【注意事项】

   • 查询时 ES 默认只会返回命中的 10 条或 20 条数据，并不会一下子都将命中数据返回（自动分页节省资源）。
   • 查询结果会按照“优先级”进行自动排序，相关度越高的结果排名越靠前。

3. 查询的基本语法

   GET /索引名称/_search
   {
     "query": {
       "查询类型": {
         "查询条件":"条件值"
       }
     }
   }
   

4. 查询所有：match_all

   GET /hotel/_search
   {
     "query": {
       "match_all": {}
     }
   }
   

5. 全文检索

   以下两种方式查询结果一样。在前面时，我们定义 all 字段为拷贝字段，这里虽然两种方式的查询结果一样，但是推荐使用拷贝字段all，因为效率高；而在另一种查询方式中，联合查询的字段越多，性能越低。

   常用于“搜索框”搜索

   GET /hotel/_search
   {
     "query": {
       "match": {
         "all": "外滩如家"
       }
     }
   }
   

   GET /hotel/_search
   {
     "query": {
       "multi_match": {
         "query": "外滩如家",
         "fields": ["brand","name","business"]
       }
     }
   }
   

6. 精确查询

   关键字不会分词，查询出来的结果也要与关键字完全匹配

   • term：精确查询city=="上海"

   GET /hotel/_search
   {
     "query": {
       "term": {
         "city": {
           "value": "上海"
         }
       }
     }
   }
   

   • range：查询范围

   GET /hotel/_search
   {
     "query": {
       "range": {
         "price": {
           "gte": 100,
           "lte": 2000
         }
       }
     }
   }
   

7. 地理查询

   可用作“打车”、“附近的人”等功能

   • geo_bounding_box：画矩形。查询值落在矩形内的所有文档。
   • get_distance：画圆形。以点开始作半径查询，查询距离你多少米的人。常用于“附近的人”。

GET /hotel/_search
{
  "query": {
    "geo_bounding_box":{
      "location":{
        "top_left":{
          "lat":31.1,
          "lon":121.5
        },
        "bottom_right":{
          "lat":30.9,
          "lon":121.7
        }
      }
    }
  }
}

GET /hotel/_search
{
  "query": {
    "geo_distance":{
      "distance":"15km",
      "location":"31.21,121.5"
    }
  }
}

8. 复合查询

   _socre字段表示得分

   • Function Score Query：算分函数查询，通过指定算法更改查询的相关度得分，常用于竞价排名。

   原始查询条件、过滤条件、算分函数、加权模式

   

   

   • Boolean Query：子查询组装，一个或多个查询子句的集合。具体的组合方式有
     • must：【与】，必须匹配每个子查询，参与算分。
     • should：【或】，只要匹配一个子查询就可以，参与算分。
     • must_not：【非】，不匹配任何一个子查询，并且不参与算分。
     • filter：必须匹配，单步不参与算分。（filter与must的区别只在于是否参与算分，不参与性能会更高）

2、搜索结果处理

排序、分页、高亮

一、排序

1. 简介：

   • Elasticsearch支持对搜索结果进行排序，默认根据相关度算分_score进行排序，可以排序的字段类型有：keyword类型、数值类型、地理坐标类型、日期类型等。
   • 与MySQL中的order by思想一致。
   • 当使用排序功能时，_score就显得无意义，因此此时无得分，score始终为0。

2. 简单案例：sort声明

   GET /hotel/_search
   {
     "query": {
       "match_all": {}
     },
     // sort与query同级且为数组形式，意味着可以有多种排序定义
     "sort": [
       {
         "price": {
           "order": "desc"   // 排序字段和排序方式，AES与DESC
         }
       }
     ]
   }
   

   简写版本

   "sort": [
       {
         "price": "desc"
       }
   ]
   

3. 地理位置排序：距离案例，结果单位为km（有点智能）

   "sort": [
     {
       "_geo_distance": {
         "location": {
           "lat": "18.57",
           "lon": "109.70"
         },
         "order": "asc",
         "unit": "km"
       }
     }
   ]
   

二、分页

1. 简介：使用from与size标签。

2. 案例

   GET /hotel/_search
   {
     "query": {
       "match_all": {}
     },
     "from": 100,
     "size": 20
   }
   

3. 注意事项：【深度分页】限制

   ​ from与size标签相加不能大于10000，否则报错。这是由于Elasticsearch使用倒排索引所产生的限制（倒排索引本身并不适合分页），一般也不会超过10000，但是如果有需求，官方也推荐了两种解决方式如下：

   • after search：
     • 记住上次翻页的位置，下次分页从上次的地方开始。
     • 缺点：只能向后查询，不支持随机翻页。
   • scroll：
     • 预先缓存分页信息
     • 已废弃，当数据改变时会重新缓存，不仅性能差劲，而且会导致数据的实时性缺失。

三、高亮

1. 简介：在搜索结果中把搜索关键词突出显示。

2. 原理简介：

   • 将搜索结果中的关键字用“标签”标记，例如<em></em>
   • 在页面中添加 CSS 样式

3. 注意：

   • Elasticsearch内置默认高亮样式即为<em></em>
   • 查询方式必须为match而不能为match_all，因为后一种方式并无关键字！

4. 简单实现

   GET /hotel/_search
   {
     "query": {
       "match": {
         "all": "如家"
       }
     },
     "highlight": {
       "fields": {
         "name": {
         // ES默认搜索字段应该与搜索字段一致，如果不一致需要将：require_field_match=false
         // 这里查询字段为：all，高亮字段为：name
           "require_field_match": "false", 
           "pre_tags": "<strong>",
           "post_tags": "</strong>"
         }
       }
     }
   }
   

   搜索结果展现形式：新增highlight字段，高亮后的字段将放在里面，_source中的原内容并不会被改变，这点需十分注意！

3、RestClient

此处 ES 将 API 封装的比较完善，（不同于前面）无需硬编码。

一、查询

1. 基本查询步骤：

   • 创建SearchRuquest对象
   • 准备 Request.source().___query() ，塞入QueryBuilder构建查询条件。
   • 发送请求，得到结果
   • 解析结果（从外到内，逐层解析 JSON 格式数据）

2. 注意：

   • 支持链式编程
   • 所有操作都基于Request.source()API接口，掌握了该接口就掌握了本节

3. 简单实现：matchAllQuery()

   SearchRequest request = new SearchRequest("hotel");
   
   // .QueryBuilder中包含绝大多数查询方式
   request.source().query(
           QueryBuilders.matchAllQuery()
   );
   
   // 发送请求，得到响应数据，获取响应数据（JSON）并解析
   SearchResponse response = client.search(request, RequestOptions.DEFAULT);
   SearchHits     hits     = response.getHits();
   System.out.println("查询到的文档数："+hits.getTotalHits().value);
   // 遍历查询到的数据（有分页，默认10条）
   for (SearchHit hit:hits.getHits()){
       String json = hit.getSourceAsString();
       System.out.println(json);
   }
   

4. 【结果解析】示例图

   

5. 单字段查询

   QueryBuilders.matchQuery("all","如家")
   

6. 多字段查询

   QueryBuilders.multiMatchQuery("如家","name","brand")
   

7. 精确查询

   • 词条查询term

   QueryBuilders.termQuery("brand","如家")
   

   • 范围查询

   QueryBuilders.rangeQuery("price").gt(100).lte(1000)
   

8. 复合查询

   较复杂

   // 建立复合查询“构建器”
   BoolQueryBuilder boolQuery = new BoolQueryBuilder();
   // request组装复合查询
   boolQuery.must(QueryBuilders.termQuery("brand","如家"));
   boolQuery.filter(QueryBuilders.rangeQuery("price").gt(100));
   request.source().query(boolQuery);
   // 同以往：发送请求
   SearchResponse response = client.search(request, RequestOptions.DEFAULT);
   

9. QueryBuilders选项一览（还有更多没有展示出来）

二、排序

1. 普通排序

   request.source().sort("price",SortOrder.ASC);
   

2. 距离排序

   

   

三、分页与高亮

1. 分页

   request.source()
           .query(QueryBuilders.matchAllQuery())
           .from(56)
           .size(20);
   

2. 高亮

   request.source()
           .query(QueryBuilders.matchQuery("all", "如家"))
     			// requireFieldMatch 表示是否与查询字段匹配
           .highlighter(new HighlightBuilder().field("name").requireFieldMatch(false));
   

3. 【高亮结果】解析

   

四、Function score

五、旅游网站案例

直达链接

搜索、分页、条件过滤、附近、广告置顶

1. 示意图

   

2. 搜索框功能实现（核心代码）

3. 终极案例

   除 附近功能 之外均实现。

   @Override
   public PageResult pageResult(RequestParams params) throws IOException {
       SearchRequest request = new SearchRequest("hotel");
       BoolQueryBuilder boolQuery = QueryBuilders.boolQuery();
       // 获取搜索关键词
       if (params.getKey() == null || "".equals(params.getKey())) {
           boolQuery.must(QueryBuilders.matchAllQuery());
       } else {
           boolQuery.must(QueryBuilders.matchQuery("all", params.getKey()));
       }
       String brand = params.getBrand();
       if (StringUtils.isNotBlank(brand)) {
           boolQuery.filter(QueryBuilders.termQuery("brand", brand));
       }
       // 1.3.城市
       String city = params.getCity();
       if (StringUtils.isNotBlank(city)) {
           boolQuery.filter(QueryBuilders.termQuery("city", city));
       }
       // 1.4.星级
       String starName = params.getStarName();
       if (StringUtils.isNotBlank(starName)) {
           boolQuery.filter(QueryBuilders.termQuery("starName", starName));
       }
       // 1.5.价格范围
       Integer minPrice = params.getMinPrice();
       Integer maxPrice = params.getMaxPrice();
       if (minPrice != null && maxPrice != null) {
           maxPrice = maxPrice == 0 ? Integer.MAX_VALUE : maxPrice;
           boolQuery.filter(QueryBuilders.rangeQuery("price").gte(minPrice).lte(maxPrice));
       }
       // 2.算分函数查询
       FunctionScoreQueryBuilder functionScoreQuery = QueryBuilders.functionScoreQuery(
               boolQuery, // 原始查询，boolQuery
               new FunctionScoreQueryBuilder.FilterFunctionBuilder[]{ // function数组
                       new FunctionScoreQueryBuilder.FilterFunctionBuilder(
                               QueryBuilders.termQuery("isAD", true), // 过滤条件
                               ScoreFunctionBuilders.weightFactorFunction(100) // 算分函数
                       )
               }
       );
       // 设置查询条件
       request.source()
               .query(functionScoreQuery)
               .from((params.getPage() - 1) * params.getSize())
               .size(params.getSize());
       // 向 ES 发送请求并获得结果、解析
       SearchResponse response = client.search(request, RequestOptions.DEFAULT);
       SearchHits     hits      = response.getHits();
       List<HotelDoc> hotelDocs = new ArrayList<>();
       for (SearchHit hit : hits.getHits()) {
           String json = hit.getSourceAsString();
           hotelDocs.add(JSON.parseObject(json, HotelDoc.class));
       }
       return new PageResult(hits.getTotalHits().value, hotelDocs);
   }
   

十、ES高阶

数据聚合、自动补全、同步、集群

1、数据聚合

aggregations，聚合

一、DSL

1. 简介：聚合可以实现对文档数据的统计、分析、运算，常见的 3 种类型为

   • 桶聚合（Bucket）：用来对文档分组
     • Term Aggregation：精确匹配，按照文档字段值分组
     • Date Histogram：按照日期阶梯分组，例如一周分为一组
   • 度量聚合（Metric）：用来计算值
     • Avg：平均值
     • Max：最大值
     • Min：最小值
     • Stats：同时求 max、min、avg、sum 等
   • 管道聚合（pipeline）：类似Linux中的管道，使用其他聚合的结果作为输入，再次进行聚合

2. ==【注意】==参与聚合的字段类型必须为：

   • keyword
   • 数值
   • 日期
   • 布尔

3. 聚合必备的【三要素】

   • 聚合名称
   • 聚合类型
   • 聚合字段

4. 聚合可配置的属性

   • size：指定聚合结果的数量（即分页）
   • order：聚合结果的排序方式
   • field：指定聚合字段

5. 桶聚合Bucket案例

   附加对统计结果 _count 进行排序

   GET /hotel/_search
   {
     "size": 0,										// 令文档查询数为0，避免干扰
     "aggs": {											// 定义聚合
       "myAggs": {									// 给聚合起个名字
         "terms": {								// 聚合的类型
           "field": "brand",				// 对“brand”字段进行聚合，这里选择精确查询 term 模式
           "size": 20,							// 聚合的结果也会进行分页，这里为20
           "order": {							// 对聚合结果根据 _count 进行排序
             "_count": "desc"
           }
         }
       }
     }
   }
   

6. 度量聚合Metric案例

   GET /hotel/_search
   {
     "size": 0,
     "aggs": {
       "myAggs": {
         "terms": {
           "field": "brand",
           "size": 20,
           "order": {
             "_count": "desc"
           }
         },
         // 【桶聚合】内套【度量聚合】，score字段为文档自带，这里对其求 stats 操作
         "aggs": {
           "myScoreAggs": {
             "stats": {
               "field": "score"
             }
           }
         }
       }
     }
   }
   

7. 【重要】：

   ​ 默认情况下，Bucket聚合将会对索引库中的所有文档做聚合，当索引库很大时这无疑会很消耗性能，我们可以通过添加query条件限制要聚合的文档范围。

   即先 query 后 bucket，先查询再聚合。

   GET /hotel/_search
   {
     "query": {
       "range": {
         "price": {
           "lte": 300				// 只对 300 元以下的酒店作聚合
         }
       }
     }, 
     
     "size": 0,
     
     "aggs": {
       "myAggs": {
         "terms": {
           "field": "brand",
           "size": 20,
         }
       }
     }
   }
   

二、RestClient

1. 标准实现流程：

   1. 准备 Request

   2. 准备 DSL

      • 设置 Size==0

      • 聚合语句

   3. 发出请求

   4. 解析结果

      • 根据聚合名称获取聚合结果
      • 获取 Buckets
      • 遍历

2. 聚合代码映射：依次对照

   

3. 结果解析：获取 Buckets 数据

   

2、自动补全

一、基础

1. 安装拼音分词器pinyin（步骤与 IK 分词器一致）

   • GitHub下载并解压（注意对应版本）
   • 将解压后的文件重命名为py后上传至 ES 的 plugin 目录
   • 重启ES并测试

docker restart es 

POST /_analyze
{
  "text": "这是一段超长的词语，腾讯你好",
  "analyzer": "pinyin"
}

2. pinyin分词器分词说明：

3. ES分词器组成说明（3部分）

   • character filters：在 tokenizer 之前对文本进行处理，例如字符替换、字符删除等。
   • tokenizer：将文本安装一定的规则切割成词条（term），例如 keyword 不分词、ik_smart分词
   • tokenizer filter：将 tokenizer 输出的词条进一步处理，例如大小写转换、同义词处理、拼音处理等

   

4. 如何自定义分词器？

   在创建索引库时，于 settings 中声明（同时可指定 character filters、tokenizer、tokenizer filter）。

   **自定义分词器有什么用？**首先软件中可引入多种开源分词器，我想组合这些分词器（例如：分别在 3 各不同阶段使用不同分词器）以达到最佳效果。意即如果我自定义分词器，直接使用开源分词器也是可以的，只不过在这里我想自定义。

   PUT /test
   {
     "settings": {
       "analysis": {
         "analyzer": {		// 自定义分词器
           "my_analyzer":{		// 分词器名称
             "tokenizer":"ik_max_word",		// 2 使用 ik_max_word
             "filter":"py"		// 3 使用使用 py （ py 在下面定义）
           }
         },
         "filter": {		// 自定义 tokenizer filter 过滤器
           "py": { 		// 过滤器名称，下面为属性，具体参考 pinyin 官网文档
             "type": "pinyin",
             "keep_full_pinyin": false,
             "keep_joined_full_pinyin": true,
             "keep_original": true,
             "limit_first_letter_length": 16,
             "remove_duplicated_term": true,
             "none_chinese_pinyin_tokenize": false
           }
         }
       }
     },
     // 字段定义，即“建表语句”
     "mappings": {
       "properties": {
         "name":{
         "type": "text",
         "analyzer": "my_analyzer",		// 插入数据时，使用【自定义分词器】，即 pinyin +ik
         "search_analyzer": "ik_smart"	// 搜索时不应该使用 pinyin ，只需单独使用 ik
         }
       }
     }
   }
   

   插入数据并测试

   POST /test/_doc/1
   {
     "id": 1,
     "name": "狮子"
   }
   POST /test/_doc/2
   {
     "id": 2,
     "name": "虱子"
   }
   
   // 查询 1
   GET /test/_search
   {
     "query": {
       "match": {
         "name": "狮子"
       }
     }
   }
   
   // 查询 2
   GET /test/_search
   {
     "query": {
       "match": {
         "name": "shizi"
       }
     }
   }
   

5. 使用【拼音分词器】时应该注意的问题：

   为避免搜索到多音字情况，我们应该采取 2 套策略：

   • 存入数据时使用：pinyin分词器 + ik分词器
   • 搜索时：只用 ik 分词器

二、RestClient

1. 建立酒店索引库（新增自动补全字段 suggestion ）

   DELETE /hotel
   
   // 酒店数据索引库
   PUT /hotel
   {
     "settings": {
       "analysis": {
         "analyzer": {
        	 // 全文检索
           "text_anlyzer": {
             "tokenizer": "ik_max_word",
             "filter": "py"
           },
           // 自动补全
           "completion_analyzer": {
             "tokenizer": "keyword",
             "filter": "py"
           }
         },
         "filter": {
           "py": {
             "type": "pinyin",
             "keep_full_pinyin": false,
             "keep_joined_full_pinyin": true,
             "keep_original": true,
             "limit_first_letter_length": 16,
             "remove_duplicated_term": true,
             "none_chinese_pinyin_tokenize": false
           }
         }
       }
     },
     "mappings": {
       "properties": {
         "id":{
           "type": "keyword"
         },
         "name":{
           "type": "text",
           "analyzer": "text_anlyzer",
           "search_analyzer": "ik_smart",
           "copy_to": "all"
         },
         "address":{
           "type": "keyword",
           "index": false
         },
         "price":{
           "type": "integer"
         },
         "score":{
           "type": "integer"
         },
         "brand":{
           "type": "keyword",
           "copy_to": "all"
         },
         "city":{
           "type": "keyword"
         },
         "starName":{
           "type": "keyword"
         },
         "business":{
           "type": "keyword",
           "copy_to": "all"
         },
         "location":{
           "type": "geo_point"
         },
         "pic":{
           "type": "keyword",
           "index": false
         },
         "all":{
           "type": "text",
           "analyzer": "text_anlyzer",
           "search_analyzer": "ik_smart"
         },
         "suggestion":{
             "type": "completion",
             "analyzer": "completion_analyzer"
         }
       }
     }
   }
   

2. 更改HotelDoc.java：新增suggestion字段，类型为 List<String>

   @Data
   @NoArgsConstructor
   @AllArgsConstructor
   public class HotelDoc {
       private Long id;
       private String name;
       private String address;
       private Integer price;
       private Integer score;
       private String brand;
       private String city;
       private String starName;
       private String business;
       private String location;
       private String pic;
       private Boolean isAD;
       private List<String> suggestion;
   
       public HotelDoc(Hotel hotel) {
           this.id = hotel.getId();
           this.name = hotel.getName();
           this.address = hotel.getAddress();
           this.price = hotel.getPrice();
           this.score = hotel.getScore();
           this.brand = hotel.getBrand();
           this.city = hotel.getCity();
           this.starName = hotel.getStarName();
           this.business = hotel.getBusiness();
           this.location = hotel.getLatitude() + ", " + hotel.getLongitude();
           this.pic = hotel.getPic();
           this.suggestion = Arrays.asList(this.brand, this.business);
       }
   
   }
   

3. 导入数据

   @Test
   void  importData() throws IOException {
       List<Hotel> list        = hotelService.list();
       BulkRequest bulkRequest = new BulkRequest();
       for (Hotel hotel:list){
           HotelDoc hotelDoc = new HotelDoc(hotel);
           bulkRequest.add(new IndexRequest("hotel")
                   .id(hotelDoc.getId().toString())
                   .source(JSON.toJSONString(hotelDoc),XContentType.JSON));
       }
       client.bulk(bulkRequest,RequestOptions.DEFAULT);
   }
   

4. DSL测试自动补全功能

   GET /hotel/_search
   {
     "suggest": {
       "suggestions": {
       // 关键词
         "text": "sd",
         "completion": {
           "field": "suggestion",
           // 跳过重复字符
           "skip_duplicates":true,
           "size":10
         }
       }
     }
   }
   

5. 准备请求，解析结果

   

   

   SearchRequest request = new SearchRequest("hotel");
   
   request.source().suggest(new SuggestBuilder().addSuggestion(
           "mySuggestion",
           SuggestBuilders
                   .completionSuggestion("suggestion")  // 字段名
                   .prefix("sd")
                   .skipDuplicates(true)
                   .size(10)
   ));
   
   // 发送请求，获得结果并解析
   SearchResponse       response   = client.search(request, RequestOptions.DEFAULT);
   CompletionSuggestion suggestion = response.getSuggest().getSuggestion("mySuggestion");
   
   for ( CompletionSuggestion.Entry.Option option:suggestion.getOptions()){
       String text = option.getText().string();
       System.out.println(text);
   }
   

三、前后端结合案例

@GetMapping("suggestion")
List<String> suggestion(@RequestParam("key") String  prefix) throws IOException {
    SearchRequest request = new SearchRequest("hotel");
    request.source().suggest(new SuggestBuilder().addSuggestion(
            "mySuggestion",
            SuggestBuilders
                    .completionSuggestion("suggestion")  // 字段名
                    .prefix(prefix)
                    .skipDuplicates(true)
                    .size(10)
    ));
    SearchResponse       response   = client.search(request, RequestOptions.DEFAULT);
    CompletionSuggestion suggestion = response.getSuggest().getSuggestion("mySuggestion");
    List<String > suggestions=new ArrayList<>();
    for ( CompletionSuggestion.Entry.Option option:suggestion.getOptions()){
        String text = option.getText().string();
        suggestions.add(text);
    }
    System.out.println(suggestions.size());
    return suggestions;
}

3、数据同步

ES 的数据来源于 MySQL ，当 MySQL 数据发生改变时，ES也要跟着变化

一、简介

1. 情境：ES 和 MySQL 分别来自不同的微服务。

2. 3 种不同方案的同步方式：

   1. 同步调用：
      • 优点：实现简单
      • 缺点：业务耦合度高
   2. 异步通知（主选）
      • 优点：低耦合、实践难度一般
      • 缺点：依赖 MQ 的可靠性，时间复杂度较另外两者高
   3. 监听binlog
      • 优点：完全解除服务间耦合
      • 缺点：增加 MySQL 数据库负担，实现复杂度高

   

   

   

二、RestClient

实现的简单步骤流程，具体步骤请点击

准备 2 个项目

• 一：包含MySQL，只负责数据的增删改
• 二：包含 ES，只负责数据的查

4、ES集群部署

暂时跳过，待到后面有机会应用时自然会访问此章节

1. 单机的 ES 面临 2 个问题：

   • 海量数据存储问题
   • 单点故障问题

2. 解决方式：

   • 将索引库进行逻辑分片，存储至多个节点
   • 将分片的数据复制多份，分发到不同节点

---

微服务保护 + 面试三板斧：分布式事务、分布式缓存、分布式消息

十一、微服务保护 Sentinel

阿里 Sentinel，相比 Nginx 更加细粒度

流量控制、隔离降级、授权规则、规则持久化

一、基础与安装

1. 简介：

   • Sentinel 是阿里开源的微服务流量控制组件，是面向分布式、多语言异构化服务架构的流量治理组件，主要以流量为切入点，从流量路由、流量控制、流量整形、熔断降级、系统自适应过载保护、热点流量防护等多个维度来帮助开发者保障微服务的稳定性。
   • 常用来防止“雪崩问题”
   • 程序端口8719，控制台端口自定义，注意两个端口是不一样的东西。

2. 什么是雪崩问题？如何解决？

   在微服务之间相互调用时，因为个别微服务发生故障而引起整条链路都发生故障的情况。

   • 故障后纠错：超时处理、线程隔离、降级熔断（失败达到一定比例次数时暂停访问）。

   • 故障前预防：流量控制，使用 Sentinel 哨兵模式限制业务访问的QPS，避免服务因流量突增而故障。

3. 常见的服务保护技术对比

   

4. 基本概念

   • 资源

     资源是 Sentinel 的关键概念。它可以是 Java 应用程序中的任何内容，例如，由应用程序提供的服务，或由应用程序调用的其它应用提供的服务，甚至可以是一段代码。在接下来的文档中，我们都会用资源来描述代码块。

     只要通过 Sentinel API 定义的代码，就是资源，能够被 Sentinel 保护起来。大部分情况下，可以使用方法签名，URL，甚至服务名称作为资源名来标示资源。

   • 规则

     围绕资源的实时状态设定的规则，可以包括流量控制规则、熔断降级规则以及系统保护规则。所有规则可以动态实时调整。

5. 流控降级与容错标准

   Rule = target + strategy +fallbackAction

6. 安装步骤

   • GitHub下载（ jar包，Spring Boot 程序）
   • 命令行启动

   指定控制台端口为 8090（程序端口依旧为 8719），账号 Sentinel，密码123456.

   java -Dserver.port=8090 \
   -Dsentinel.dashboard.auth.username=sentinel \
   -Dsentinel.dashboard.auth.password=123456 \
   -jar sentinel-dashboard-1.8.6.jar
   

7. 代码配置

   • 选择某一服务
   • 引入依赖并配置地址
   • 启动程序，访问一次**端点（EndPoint）**后Sentinel生效（即访问一个Controller后生效）

   <dependency>
       <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
       <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId>
   </dependency>
   

   spring:
   	cloud:
   		sentinel:
         transport:
           dashboard: localhost:8090
   

   

二、簇点链路

1. 简介：

   即项目内的调用链路，链路中被监控的一个接口就是一个资源。

   默认情况下 sentinel 会监控 SpringMVC 的每一个端点（ Controller），因此每一个端点就是调用链中的一个资源，我们可对资源进行如下 4 种操作：

   

   • 流控：流量控制

   • 降级：熔断降级

   • 热点：热点参数限流

   • 授权：授权规则

2. 【注意】

   ​ Sentinel 默认只会将 Controller 中的方法标记为“资源”，如果要标记其他方法（例如 Sevice），则要：

   1. 关闭 Sentinel context 整合模式（该模式为默认模式，会将所有的 Controller 整合成单一链条，而我们现在需要多条链条的模式）
   2. 使用@SentinelResource注解标记方法

   spring:
   	cloud:
   		sentinel:
   			web-context-unify: false
   

   @SentinelResource("名称")
   public void queryGoods(){
     // err 会打印出“红色标记”，更容易辨认
     System.err.println("查询商品")
   }
   

三、流控模式

1. Sentinel提供了 3 种限流模式

   • 直接限流（默认）：统计当前资源的请求，触发阈值时对当前资源直接限流。
   • 关联限流：统计与当前资源相关的另一个资源，触发阈值时对当前资源限流。例如存在端点 a 和 b ，本来两者并无关系，现在让两者“关联”，设置当 a 的访问次数达到阈值时，b 停止服务。（即优先 a，另外要限制谁就设置谁 ）
   • 链路限流：统计从指定链路访问到本资源的请求，触发阈值对指定链路限流。如端点 a 与 b 均向 c 请求服务，则 c 可以只限制 a 链路，而对 b 链路不限制。（分别对待）

2. 【关联限流】配置

   利用 update 限制 query，即 update 更新请求具有更高的优先级。

3. 【链路限流】配置

4. 失败返回数据

   

四、流控效果

• 快速失败：（默认、漏桶算法）QPS超过阈值，拒绝新的请求
• Warm Up：缓慢增长，QPS阈值缓慢增长（初始值为阈值的1/3），可以避免冷启动时高并发导致的服务宕机，超过阈值拒绝新的请求。
• 排队等待：（令牌桶算法）请求会进入队列等待，按照阈值设置的时间间隔依次执行请求，如果请求预期等待的时间大于超时时间，则直接拒绝。

五、热点参数限流

相较于 流控规则 ，热点参数限流规则 更细力度。

1. 简介：对参数相同的请求进行限流。

2. 配置选项

   

3. 【注意】

   Sentinel 的热点限流规则对只属于 Spring MVC 的资源无效，要想生效则必须标识@SentinelResource注解。

   @SentinelResource("hot")
   @GetMapping("/hot")
   public String hot(){
     return "hot榜单";
   }
   

4. 案例

   • 对 hot 资源的 0 号参数（第一个参数）做统计，相同参数值的请求每秒不能超过5次。

• 在上面的前提下，存在例外：参数值为101的请求，阈值应为10。

六、整合Feign

“流控 与 热点”基于 QPS 进行的限流

整合 Feign 可以通过线程数来进行限流

1. 简介：

   ​ 虽然限流可以尽量避免因高并发而引起的服务故障，但服务还是会因为其他原因而故障。我们要将这些故障控制在一定的范围内、避免雪崩，就要靠线程隔离和熔断降级。不管是线程隔离还是熔断降级，都是对客户端（调用方）的保护。

   

2. Feign整合Sentinel步骤

   • 修改服务yaml配置，开启 Feign对 Sentinel 的支持
   • 在 Feign Api 项目中定义反馈类，实现泛型接口FallbackFactory<T>并注册成 Bean 对象。
   • 在 Feign Api 项目中令原先的 UserClient 接口使用新建的反馈类

   feign:
     sentinel:
       enabled: true
   

@Slf4j
public class UserClientFallbackFactory implements FallbackFactory<UserClient> {
    @Override
    public UserClient create(Throwable throwable) {
        return new UserClient() {
            @Override
            public User findById(Long id) {
                log.error("记录失败信息", throwable);
                // 发生异常时，返回空对象于前端处理
                return new User();
            }
        };
    }
}

@Configuration
public class DefaultFeignConfiguration {
    @Bean
    public UserClientFallbackFactory factory ( ){
        return new UserClientFallbackFactory();

    }
}

通过对 Feign 的配置控制后，可以在 Sentinel 中设置限制最大并发线程数实现限流

3. 上步补充：

   给 FeignClient 编写失败后的降级逻辑可以继承自 2 个接口：

   • FallbackClass：无法对远程调用的异常作处理。
   • FallbackFacotory：可以对远程调用的异常作处理（所以我们使用这种方式）。

4. ==【线程隔离】==简介

   2 种方式。

   • 信号量隔离**（ Feign 默认）**：使用PV模式对固定信号量进行分配，有则分、无则拒。
   • 线程池隔离：针对不同的服务请求建立不同的线程池，隔离性高、资源消耗量大。

5. ==【熔断降级】==简介

   ​ 解决雪崩问题的重要手段，由断路器统计服务的异常比例、慢请求比例，如果超过阈值则会进行熔断（即拒绝服务），一段时间后断路器会再次统计服务异常比例，如果服务良好则恢复正常。

   熔断降级，一共由 3 个阶段，分别为：

   • Closed：正常状态
   • Open：达到阈值，快速失败
   • Halt-Open：尝试放行一次请求进行测试。

   

6. 【断路器】的 3 种熔断策略：

• 慢调用比例：业务响应时间（RT，Response Time）大于指定时长的请求被认定为慢调用，监控比例。
• 异常比例：监控指定时间业务产生的异常比例。
• 异常数：监控指定时间业务产生的异常数。

七、系统规则

只对 Linux 系统有效，保护系统

八、授权规则

1. 简介：

   • 黑名单、白名单
   • 服务鉴权，例如某微服务只想被网关访问，不想被外网或者内部直接访问，则可以设置白名单规则。
   • 在网关上定义每次发送请求时都会携带相应的“请求头”，如果微服务检测不到该请求头则拒绝响应。

2. 实现：

   • 某微服务中配置请求解析类（默认全局，有了这个类才能在 Sentinel 中设置鉴权规则，即 value 值）
   • Sentinel 中设置鉴权规则（即 value 值）
   • 网关配置 yaml 文件，标记每次发送请求都自动携带相应请求头

   @Component
   public class HeaderOriginParser implements RequestOriginParser {
       @Override
       public String parseOrigin(HttpServletRequest request) {
           // cipher 为网关中自定义的请求头 key
           String cipher = request.getHeader("cipher");
           if (StringUtils.isEmpty(cipher)){
               return "blank";
           }
           return cipher;
       }
   }
   

spring:
  cloud:
    gateway:
      default-filters:
      # 网关每次发送请求都会默认携带的请求头 key-value
        - AddRequestHeader=cipher,myPassword

3. 实现效果：

   • 不经过网关直接访问服务

   http://localhost:8088/order/101
   

   

   • 经过网关访问服务

   http://localhost:10010/order/101?authorization=admin
   

   

九、自定义异常

1. 简介

   ​ 在前面我们可以观察到无论是被限流、熔断降级、授权拒绝，被请求的微服务总是会返回相同的响应数据Blocked by Sentinel (flow limiting)，这对于用户来说并不友好，我们可针对不同的场景定义不同的响应内容。

2. 可定义的异常类型

3. 实现方式：自定义 ___BlockHandler并实现 BlockExceptionHandler 接口，返回不同内容。

   @Component
   public class SentinelExceptionHandler implements BlockExceptionHandler {
     
       @Override
       public void handle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, BlockException e) throws Exception {
           String msg = "未知异常";
           int status = 429;
   
         	// 自适配异常类型，返回不同内容
           if (e instanceof FlowException) {
               msg = "请求限流";
           } else if (e instanceof ParamFlowException) {
               msg = "请求热点参数限流";
           } else if (e instanceof DegradeException) {
               msg = "请求降级";
           } else if (e instanceof AuthorityException) {
               msg = "未授权";
               status = 401;
           }
           response.setContentType("application/json;charset=utf-8");
           response.setStatus(status);
           response.getWriter().println("{\"msg\": " + msg + ", \"status\": " + status + "}");
       }
   }
   

十、规则持久化

待后续寻找最佳方案并实现，官网教程

1. 简介：

   Sentinel默认将配置保存在内存中，重启数据丢失。

2. 数据的 3 种控制台管理模式：

   • 原始模式：（默认）将规则保存在内存中，重启则丢失。
   • Pull 模式：控制台将配置规则推送到 【Sentinel 客户端】，客户端将配置保存在本地文件或数据库，集群中的其他 Sentinel 客户端则定时读取配置（存在问题：时效性慢、更新不及时）。目前支持动态文件数据源、Consul 、Eureka。
   • Push 模式：控制台将配置规则推送到【远程配置中心】（如 Nacos ），其他 Sentinel 客户端则监听 Nacos 实现配置的存储与及时更新。目前支持 ZooKeeper、Redis、Nacos、Apollo、etcd。

   

3. 【注意点】

   ​ 在以上 3 种方式种，Push 模式无疑是最好的，但是阿里在开源 Sentinel 的时候并没有附带此模式，而是将其作为商业版（云服务）进行兜售，所以如果我们不想要付费，并且想要实现 Push 模式的规则持久化，则需要自己改写并编译 Sentinel 程序，实现起来相当复杂。

十一、整合原有项目

​ Sentinel整合原有项目非常简单，只需要引入依赖，然后进行简单的 yml 配置即可，但是需要注意 Sentinel 所兼容的 SpringBoot 版本问题（SpringBoot版本太新时，需要降级）。

​ 但是没有持久化就意味着服务终归还是不稳定！！！

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId>
    <version>2021.1</version>
</dependency>

spring:
  cloud:
    sentinel:
      transport:
        dashboard: localhost:8090
  # 存在一些“循环依赖”的情况，下面配置允许忽略这种情况（否则报错）
  main:
    allow-circular-references: true

---

十二、分布式事务 Seata

1、简介

1. 事务基本要求：ACID，原子性、一致性、隔离性、持久性。

2. 本章解决问题：

   ​ 基于微服务的分布式事务。在分布式系统下，一个业务跨越多个服务或数据源，每个服务都是一个分支事务，要保证所有分支事务最终状态一致，这样的事务就是分布式事务。

3. CAP定理

   1998年，加州大学的计算机科学家 Eric Brewer 提出，分布式系统有 3 个指标：

   • Consistency：一致性
   • Available：可用性
   • Partition tolerance：分区容错性

   于是 CAP 定理的内容为：

   • 分布式系统节点通过网络连接，一定会出现分区问题（P）
   • 当分区出现时，系统的一致性（C）和可用性（A）就无法同时满足

   我们之前搭建的 Elasticsearch 集群属于 CP，不属于 AP。

4. BASE理论

   解决CAP存在的问题

   • Basically Available（基本可用）：在分布式系统出现故障时，允许损失部分可用性，但保证核心可用。
   • Soft State（软状态）：在规定时间内允许出现不一致状态。
   • Eventually Consistent（最终一致性）：数据最终会达到一致性。

   解决的方式：

   • 【AP模式】：各子事务分别提交，允许出现结果的不一致，然后采用措施恢复数据，最终达到一致性。
   • 【CP模式】：各子事务执行后互相等待，同时提交、同时回滚，最终达到一致性。但在事务等待的过程，本次服务处于弱可用，同时因为各子事务必须彼此感知各自事务状态才能保证一致性，因此需要一个“事务协调者”负责协调，由此也诞生出了全局事务、分支事务的概念。

   

2、Seata简介

分布式事务解决方案，http://seata.io/zh-cn/

每个微服务都需配置 Seata，略微繁琐

1. 简介：

   • Seata 是 2019 年 1 月份蚂蚁金服与阿里巴巴共同开源的分布式事务解决方案，致力于提供高性能和简单易用的分布式事务服务。
   • Seata 将为用户提供了 AT、TCC、SAGA 和 XA 事务模式，为用户打造一站式的分布式解决方案。

2. Seata 事务中有 3 个重要角色

   • TC（Transaction Coordinator）事务协调者：维护全局事务和分支事务的状态，协调全局事务的提交与回滚。
   • TM（Transaction Manager）事务管理器：定义全局事务的范围，开启、提交或回滚全局事务。
   • RM（Resource Manager）资源管理器：管理分支事务，向 TC 注册分支事务并报告状态，提供分支事务的提交与回滚功能。

   Seata 就是 TC（作为TC，搭建成功后我们不需要访问它，这是给 TM 和 RM 访问的），企业中需要搭建集群。

   

3. Seata提供了 4 种不同的分布式事务处理方案：

   • XA模式：强一致性分布阶段事务模式，牺牲一定可用性，无业务侵入。
   • AT模式（默认）：最终一致的分阶段事务模式，无业务侵入。
   • TCC模式：最终一致的分阶段事务模式，有业务侵入。
   • SAGA模式：长事务模式，有业务侵入。

   

3、安装

1. 下载 seata-server 包并解压：https://github.com/seata/seata/releases

2. 修改conf目录下的application.yml文件

   1.4.2版本为registry.conf

   server:
     port: 7091
   
   spring:
     application:
       name: seata-server
   
   logging:
     config: classpath:logback-spring.xml
     file:
       path: ${user.home}/logs/seata
     # 若无以下配置则注释
     # extend:
     #   logstash-appender:
     #     destination: 127.0.0.1:4560
     #   kafka-appender:
     #     bootstrap-servers: 127.0.0.1:9092
     #     topic: logback_to_logstash
   
   console:
     user:
       username: seata
       password: seata
   
   seata:
   	# 配置中心
     config:
       type: nacos
       nacos:
         server-addr: 127.0.0.1:8848
         namespace: ""		# 命名空间为空，默认 public
         group: SEATA_GROUP
         username: nacos
         password: nacos
         data-id: seataServer.properties
     # 注册中心
     registry:
       type: nacos
       nacos:
         server-addr: 127.0.0.1:8848
         namespace: ""
         group: DEFAULT_GROUP
         username: nacos
         password: nacos
         cluster: SH 	# SH表示上海
     # 已经配置了 nacos 作为配置中心，所以这里 store 与 server 不配置
     # store:
       # support: file 、 db 、 redis
       # mode: file
   #  server:
   #    service-port: 8091 #If not configured, the default is '${server.port} + 1000'
     security:
       secretKey: SeataSecretKey0c382ef121d778043159209298fd40bf3850a017
       tokenValidityInMilliseconds: 1800000
       ignore:
         urls: /,/**/*.css,/**/*.js,/**/*.html,/**/*.map,/**/*.svg,/**/*.png,/**/*.ico,/console-fe/public/**,/api/v1/auth/login
   

3. 新建数据库 seata，在此基础上新增两张表branch_table与global_table作事务管理。

   SET NAMES utf8mb4;
   SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 0;
   
   DROP TABLE IF EXISTS `branch_table`;
   CREATE TABLE `branch_table`  (
     `branch_id` bigint(20) NOT NULL,
     `xid` varchar(128) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL,
     `transaction_id` bigint(20) NULL DEFAULT NULL,
     `resource_group_id` varchar(32) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
     `resource_id` varchar(256) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
     `branch_type` varchar(8) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
     `status` tinyint(4) NULL DEFAULT NULL,
     `client_id` varchar(64) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
     `application_data` varchar(2000) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
     `gmt_create` datetime(6) NULL DEFAULT NULL,
     `gmt_modified` datetime(6) NULL DEFAULT NULL,
     PRIMARY KEY (`branch_id`) USING BTREE,
     INDEX `idx_xid`(`xid`) USING BTREE
   ) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci ROW_FORMAT = Compact;
   
   
   DROP TABLE IF EXISTS `global_table`;
   CREATE TABLE `global_table`  (
     `xid` varchar(128) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL,
     `transaction_id` bigint(20) NULL DEFAULT NULL,
     `status` tinyint(4) NOT NULL,
     `application_id` varchar(32) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
     `transaction_service_group` varchar(32) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
     `transaction_name` varchar(128) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
     `timeout` int(11) NULL DEFAULT NULL,
     `begin_time` bigint(20) NULL DEFAULT NULL,
     `application_data` varchar(2000) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
     `gmt_create` datetime NULL DEFAULT NULL,
     `gmt_modified` datetime NULL DEFAULT NULL,
     PRIMARY KEY (`xid`) USING BTREE,
     INDEX `idx_gmt_modified_status`(`gmt_modified`, `status`) USING BTREE,
     INDEX `idx_transaction_id`(`transaction_id`) USING BTREE
   ) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci ROW_FORMAT = Compact;
   SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 1;
   

4. Nacos 新建配置文件

   为 Seata 集群作准备

   Nacos创建seataServer.properties配置文件，修改 MySQL 数据库信息，其余配置默认。

# 数据存储方式，db代表数据库
store.mode=db
store.db.datasource=druid
store.db.dbType=mysql
store.db.driverClassName=com.mysql.cj.jdbc.Driver
store.db.url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/seata?useUnicode=true&rewriteBatchedStatements=true
store.db.user=root
store.db.password=数据库密码
store.db.minConn=5
store.db.maxConn=30
store.db.globalTable=global_table
store.db.branchTable=branch_table
store.db.queryLimit=100
store.db.lockTable=lock_table
store.db.maxWait=5000
# 事务、日志等配置
server.recovery.committingRetryPeriod=1000
server.recovery.asynCommittingRetryPeriod=1000
server.recovery.rollbackingRetryPeriod=1000
server.recovery.timeoutRetryPeriod=1000
server.maxCommitRetryTimeout=-1
server.maxRollbackRetryTimeout=-1
server.rollbackRetryTimeoutUnlockEnable=false
server.undo.logSaveDays=7
server.undo.logDeletePeriod=86400000

# 客户端与服务端传输方式
transport.serialization=seata
transport.compressor=none
# 关闭metrics功能，提高性能
metrics.enabled=false
metrics.registryType=compact
metrics.exporterList=prometheus
metrics.exporterPrometheusPort=9898

5. 启动：

   Linux 选择.sh，Windows 选择.bat。

   另外注意这里可能会报nohup: /Library/Internet: No such file or directory错误，原因是JDK路径查找失败，解决方式见我的另一篇博客。

   ./bin/seata-server.sh
   

6. 查看启动日志：/seata/logs/start.out判断是否启动成功。

7. 微服务中引入依赖并配置连接

   <dependency>
       <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
       <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-seata</artifactId>
   		<!-- 排除旧版本 Seata ，引入 1.6.1 版本 -->  
       <exclusions>
           <exclusion>
               <artifactId>seata-spring-boot-starter</artifactId>
               <groupId>io.seata</groupId>
           </exclusion>
       </exclusions>
   </dependency>
   
   <dependency>
       <groupId>io.seata</groupId>
       <artifactId>seata-spring-boot-starter</artifactId>
       <version>1.6.1</version>
   </dependency>
   

   nacos服务名称必须包括 4 部分，而且每个微服务都必须配置这些信息，微服务将根据这些信息去注册 Seata。

   namespace

   group

   serviceName

   cluster

   seata:
     registry:
       type: nacos
       nacos:
         server-addr: 127.0.0.1:8848
         namespace: ""
         group: DEFAULT_GROUP
         application: seata-server		# TC 在 Nacos 中的名称
         tx-service-group: seata-demo
         service:
           vgroup-mapping:
             seata-demo: SH
   

8. 重启微服务，查看 Seata 日志

4、XA规范

1. 分阶段事务模式，几乎所有的主流数据库都对其提供了支持。

2. 示意图：

   

3. 优点：

   • 事务具有强一致性，满足ACID
   • 常用数据库均支持，实现简单、无代码侵入

4. 缺点：

   • 事务之间耦合度很高
   • 事务之间相互等待，性能较差
   • 事务的实现依赖于关系型数据库

5. 实现步骤

   • 各微服务附加配置后重启
   • 业务 Service 加 全局事务注解 @GlobalTransaction

   seata:
   	data-source-proxy-mode: XA		# 使用 XA 模式
   

   @Override
   @GlobalTransactional
   public void create(Order order) {
       // 创建订单
       // 扣用户余额
       // 扣库存
   }
   

6. 【补充说明】data-source-proxy-mode配置的作用：

   ​ 设置数据源代理模式，Seata 通过劫持数据源data-source来实现分布式事务的管理，配置后所有事务都将由 Seata 托管。

5、AT模式

默认

1. 同样是分阶段事务模式，弥补了 XA 模式中资源锁定周期过长的缺陷，但同时也牺牲了一些安全性。

2. 示意图：允许先成功，后续使用 undo log 进行回滚。

   

3. 【脏读问题】：

   这里阐述比较复杂，总之 AT 模式就是牺牲一定的安全性换来效率

• 由于各事务在一定程度上存在“独立性”，所以 AT 模式存在“脏读”现象。

• AT 模式新增**【全局锁】**用来防止数据脏读，当数据遇到同时 update 请求时，全局锁会限制另一方的提交，直到原来的一方释放全局锁，此时 AT 模式相当于退化为 XA 模式。

• 但是全局锁只能作用于 Seata 事务，也就是说对非 Seata 管理的事务无效，在这种情况下依旧会产生“脏读”现象（无法解决）。幸运的是，Seata 能察觉这种现象的产生并抛出异常，我们可以捕获这种异常并编写代码发送邮件告知服务管理者。

• 当数据没有发生“脏读”问题时，AT模式效率较高，原因如下：

  • 事务分布式提交，突破“木桶效应”限制。

    • Seata 的“全局锁”粒度较细，只锁字段中的具体数据，对相同字段的其他数据无影响。
    • MySQL 属于“粗粒度”锁，会锁住整张表，极大的降低效率。

    // 例如在下面字段中，当 name 被某事务支配时，money字段并不受影响
    {"id":1,"name":"张三","money":100}
    

  

4. 【 XA模式 与 AT模式 总结】

   ​ AT模式牺牲的只是一些比较小的安全性（sava 与 update 属于“小概率”操作），换来的是极大的效率提升，在业务sava 与 update 次数较少且安全性要求不高的数据库，应优先使用AT模式。

5. 实现步骤

   • 数据库新建 2 张表，存储在不一样地方
     • lock_table：导入到与 TC（即 Seata 服务端）相关联的数据库
     • undo_log：导入到与微服务相关的数据库（也就是在每个相关的微服务数据库中都需要导入undo_log表）
   • 修改相关微服务的application.yml配置文件，声明为使用 AT 模式（其实默认模式）。

   DROP TABLE IF EXISTS `lock_table`;
   CREATE TABLE `lock_table`  (
     `row_key` varchar(128) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL,
     `xid` varchar(96) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
     `transaction_id` bigint(20) NULL DEFAULT NULL,
     `branch_id` bigint(20) NOT NULL,
     `resource_id` varchar(256) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
     `table_name` varchar(32) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
     `pk` varchar(36) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
     `gmt_create` datetime NULL DEFAULT NULL,
     `gmt_modified` datetime NULL DEFAULT NULL,
     PRIMARY KEY (`row_key`) USING BTREE,
     INDEX `idx_branch_id`(`branch_id`) USING BTREE
   ) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci ROW_FORMAT = Compact;
   

   DROP TABLE IF EXISTS `undo_log`;
   CREATE TABLE `undo_log`  (
     `branch_id` bigint(20) NOT NULL COMMENT 'branch transaction id',
     `xid` varchar(100) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL COMMENT 'global transaction id',
     `context` varchar(128) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL COMMENT 'undo_log context,such as serialization',
     `rollback_info` longblob NOT NULL COMMENT 'rollback info',
     `log_status` int(11) NOT NULL COMMENT '0:normal status,1:defense status',
     `log_created` datetime(6) NOT NULL COMMENT 'create datetime',
     `log_modified` datetime(6) NOT NULL COMMENT 'modify datetime',
     UNIQUE INDEX `ux_undo_log`(`xid`, `branch_id`) USING BTREE
   ) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci COMMENT = 'AT transaction mode undo table' ROW_FORMAT = Compact;
   

   seata:
   	data-source-proxy-mode: AT
   

6、TCC模式

TCC模式效率很高，但过于复杂

具体案例见：链接

1. 简介

   需编写代码分别实现 3 个阶段

   • Try：资源检查和预留
   • Confirm：业务执行和提交
   • Cancel：预留资源释放

2. 示意图：

   

3. 优点：

   • 分布式提交事务，效率高
   • 相比 AT 模式，无需生成快照（即 undo_log）、无需使用全局锁，性能最强
   • 依赖补偿操作，不依赖数据库事务，可用于非事务型数据库

4. 缺点：

   • 代码侵入性很强，需同时编写 try、confirm、cancel 接口，特别繁琐与麻烦
   • 事务最终一致而不是强一致
   • 需要考虑Confirm与Cancel失败的情况，即做好幂等处理
   • 另外需要注意空回滚的情况

5. 【名词解释】

   • 空回滚：当某分支事务的 try 阶段阻塞时，可能导致全局事务超时而触发其他服务的 cancel 操作。在未执行 try 操作时先执行了 cancel 操作，这时 cancel 不能做回滚，就是空回滚。
   • 幂等处理：对于已经空回滚的业务，如果以后继续执行 try，就永远不可能 confirm 或 cancel ，这就是业务悬挂（应当阻止执行空回滚后的 try 操作，避免悬挂）。

6. 举例

   

   

7、SAGA模式

TCC模式的“简化版”，牺牲了一定的安全性，存在数据“脏读”风险

Saga模式在实际中很少被运用

1. 简介：

   Saga模式是 Seata 提供的长事务解决方案，具体分为两个阶段：

   • 一阶段：直接提交本地事务
   • 二阶段：成功则什么也不做，失败则通过编写补偿业务回滚

2. 优点：

   • 类似 TCC，但不用编写 TCC 中 3 个阶段，实现简单
   • 事务参与者可以基于事件驱动实现异步调用，吞吐量高
   • 无锁，一阶段直接提交事务，性能好

3. 缺点：

   • 没有锁与事务隔离性，存在数据“脏写”情况
   • 软状态持续的时间不确定，时效性较差

---

十三、分布式缓存 Redis

1、简介

1. 单点 Redis 存在问题（附解决方案）：

   • 数据易丢失：设置持久化，将部分数据由内存转移至外存
   • 并发能力弱：搭建主从集群，实现读写分离
   • 故障恢复能力弱：利用 Redis 哨兵，实现健康监测与自动恢复
   • 存储能力弱：搭建分片集群，利用插槽机制实现动态扩容

2. 下面将根据以上 4 个问题实现解决方案。

3. Docker 安装 Redis

   • 新建配置文件redis.conf（必须设置密码，防止漏洞攻击）与存放目录
   • Docker 启动 Redis
   • 本机测试

   mkdir -p /myredis/conf/
   vim /myredis/conf/redis.conf
   

   requirepass 密码
   

   docker run -d\
   -v /myredis/conf:/usr/local/etc/redis \
   --name myredis \
   -p 6379:6379 \
   redis \
   redis-server /usr/local/etc/redis/redis.conf
   

   redis-cli -h 175.178.20.191 -p 6379
   # 回车后
   auth 密码
   

2、Redis持久化

一、RDB

1. Redis Database Backup file：Redis数据备份文件，也叫“Redis数据快照”。简单来说就是把内存中的所有数据都记录到磁盘中，当发生故障重启时，从磁盘读取快照恢复数据。

2. 快照文件称为 RDB 文件，默认保存在当前运行目录，我们由两种生成方式：

另外：Redis在停机时默认会自动执行一次 RDB。

二、AOF

3、Redis主从

4、Redis哨兵

5、Redis分片集群

十四、分布式消息 RabbitMQ

1、简介

1. 简介
   • 消费可靠性问题：如何确保发送的消息至少被消费一次
   • 延迟消息问题：如何实现消息的延迟投递
   • 消息堆积问题：如何解决消息堆积，无法消费的问题
   • 高可用问题：如何避免单点的 MQ 故障而导致的不可用问题
2. 后续章节
   1. 消息可靠性
   2. 死信交换机（死亡信息的交换机）
   3. 懒惰队列
   4. MQ集群

2、可靠性问题

一、简介

1. 存在 3 种消息丢失类型

   1. 发送时丢失
      • 生产者发送的消息未到达exchange
      • 消息到达 exchange 后未到达 queue
   2. MQ 宕机，queue将消息丢失
   3. consumer接收到消息后未消费就宕机

   

2. 【注意】：

   在确认机制发送消息时，需要给每个消息设置全局唯一的 id，用以区分不同的消息，避免 ack 冲突。

二、生产者确认机制

1. 简介

   ​ RabbitMQ 提供了 publisher confirm 机制来避免消息在发送到 MQ 过程中丢失。即消息在发送到 MQ 后，会返回结果给发送方，表示消息投递状态。有两种结果：

   1. publisher-confirm，发送者确认
      • 消息成功投递倒交换机，返回ack
      • 消息未投递到交换机，返回nack
      • 消息发送过程中出现异常，没有收到回执
   2. publisher-return，发送者回执
      • 消息投递到交换机，但是没有路由到队列，返回ack及路由失败原因

   

2. 实现方式：

   • 配置消息发送者
   • 消息发送者中编写publisher-confirm与publisher-return响应代码

3. 编写配置文件

   spring:
     rabbitmq:
       host: 175.178.20.191
       port: 5672
       username: user
       password: 123
       virtual-host: /
       # 下面配置为本节新增 RabbitMQ 配置
       template:
         mandatory: true
       publisher-confirm-type: correlated
       publisher-returns: true
   

   配置说明：

   • template.mandatory：定义消息路由失败时的策略，true表示调用 ReturnCallback ；false表示丢弃消息。
   • publisher-confirm-type：开启 publisher-confirm ，支持两种类型：
     • simple：同步等待 confirm 结果，直至超时（性能较差）
     • correlated：异步回调，定义 ConfirmCallback ，MQ返回结果时会回调这个ConfirmCallback。
   • publish-returns：开启 publish-return 功能，定义 ReturnCallback

4. 【测试时使用】自建消息队列并绑定路由

   • 自建队列

• 路由绑定

5. 【代码编写】

   

   • ReturnCallback编写：每个 RabbitTemplete 只能配置一个 ReturnCallback（而 RabbitTemplete 也是全局唯一的），因此我们可以利用ApplicationContextAware进行配置（方式多样，唯一即可）。

   @Slf4j
   @Configuration
   public class CommonConfig implements ApplicationContextAware {
       @Override
       public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
           // 获取 RabbitTemplate
           RabbitTemplate rt = applicationContext.getBean(RabbitTemplate.class);
           // 设置 ReturnCallback：失败记录日志
         	// 【注意】：这里可编写消息重发代码，或邮件通知管理员
           rt.setReturnCallback((msg, replyCode, replyText, exchange, routingKey) -> {
               log.info("消息发送到队列失败，应答码{}，原因{}，交换机{}，路由键{}，消息{}",
                       replyCode, replyText, exchange, routingKey, msg);
           });
       }
   }
   

   • ConfirmCallback：每次发送消息时携带（可配置多个），维护其全局唯一 ID 。

   @Test
   public void postMsg() {
       String msg = "Hello RabbitMQ!";
       // 定义异步回调 CorrelationData，并赋予全局唯一 ID（UUID，作辨识）
       CorrelationData correlation = new CorrelationData(UUID.randomUUID().toString());
       // 类似 AJAX，3种结果
       correlation.getFuture().addCallback(
               result -> {
                   if (result.isAck()) {
                       log.debug("消息发送成功投递到交换机，ID：{}", correlation.getId());
                   } else {
                       log.error("消息投递到交换机失败，ID：{}，原因：{}",
                               correlation.getId(), result.getReason());
                   }
               },
               ex -> {
                   log.error("消息发送失败，ID：{}，原因：{}",
                           correlation.getId(), ex.getMessage());
               }
       );
       // 发送消息时附加上异步回调 correlation 的定义
       rabbitTemplate.convertAndSend("amq.direct", "simple", msg, correlation);
     
       // 这里是 Test 测试环境，休眠 2s 等待消息的回执
       // 否则 MQ 会收不到消息回执，而认为消息投递到交换机失败
       Thread.sleep(2000);
   }
   

   

6. 测试

   1. 成功

      

   2. 提供错误的路由地址

      rabbitTemplate.convertAndSend("error.amq.direct", "simple", msg, correlation);
      

      

   3. 提供错误的队列名

      rabbitTemplate.convertAndSend("amq.direct", "error.simple", msg, correlation);
      

      

三、消息持久化

SpringAMQP 规范定义路由、队列以及消息的创建默认都是durable 持久化的。

1. 简介：MQ 默认内存存储消息，开启持久化功能可以避免缓存在 MQ 中的消息丢失。

2. 类型分类

   • durable：持久化
   • transient：暂时性的

3. 持久化（代码创建版）

   以下都是默认持久化的，如果需要暂时性的配置再更改即可

   • 交换机持久化

   @Bean
   public DirectExchange simpleExchange(){
       // 三个参数：交换机名称、是否持久化、当没有queue与其绑定时是否删除
       return new DirectExchange("simple.direct",true,false);
     // return new DirectExchange("simple.direct",false,false);
   }
   

   • 队列持久化

   @Bean
   public Queue simpleQueue(){
       return QueueBuilder.durable("simple.queue").build();
     // return QueueBuilder.nonDurable("simple.queue").build();
   }
   

   • 消息持久化

   Message message = MessageBuilder.withBody("msg".getBytes("UTF-8"))
           .setDeliveryMode(MessageDeliveryMode.PERSISTENT)
     		// .setDeliveryMode(MessageDeliveryMode.NON_PERSISTENT)
           .build();
   rabbitTemplate.convertAndSend(message);
   

4. 持久化（图形界面版）：

   • 交换机与队列：勾选 durable 就行

• 消息：选择 Persistent（代号2）

5. 如何查看某条消息是否属于“持久化消息”？

   

四、消费者消息确认

1. RabbitMQ 支持消费者确认机制，即消费者在处理完信息后向MQ发送回执，MQ收到回执之后才会正式删除该消息。

2. SpringAMQP 可以配置 3 种【确认模式】：

   消息接收方中配置

   • manual：手动 ack，需要在业务代码结束后，调用 API 发送 ack。
   • auto（默认）：自动 ack，由 Spring 监测消费者是否发生异常，没有异常返回 ack，否则返回 nack。
   • none：关闭 ack，MQ只负责将消息转发出去然后删除，不负责验证。

   spring:
     rabbitmq:
       host: 175.178.20.191
       port: 5672
       username: user
       password: 123
       virtual-host: /
       listener:
         simple:
           prefetch: 1
           # 配置消息确认机制
           acknowledge-mode: auto
   

3. 【注意】：当确认模式为 “auto” （而且就是这种方式），没有配置【失败重试模式】时，生产者的消息会一直处于“悬挂”状态（即每次都没有被真正消费），消费者会无限循环的从生产者获取消息，造成严重的资源空转浪费。

   

4. 【失败重试模式】设置：

   注意initial-interval规定的是第一次立即读取失败后的等待时间，并不是第一次读取前的等待时间！需理。

   spring:
     rabbitmq:
       host: 175.178.20.191
       port: 5672
       username: user
       password: 123
       virtual-host: /
       listener:
         simple:
           prefetch: 1
           acknowledge-mode: auto
           # 设置【失败重试模式】
           retry:
             enabled: true
             initial-interval: 1000   # 第一次立即读取，第二次（即初始等待时长）为 1s
             multiplier: 2    				 # 下次等待时长倍数，下次等待时长=上次等待时长 * 等待时长倍数
             max-attempts: 3  				 # 最大重试次数
             max-interval: 60000  		 # 最大等待时间间隔（我这可不设）
             stateless: true      		 # true表无状态（默认），false表有状态（业务包含事务时需设）
   

5. 在上述设置情境，消息一旦达到重试次数的限制后，即被丢弃。然而有时候我们却并不想直接把消息丢弃，而是想把它保存下来（例如用日志的形式），这时候就需要更改**【消费者失败信息处理策略】**，我们有 3 种形式：

   实际就是覆盖 Spring 默认的 Bean：MessageRecoverer（是接口）

   • RejectAndDontRequeueRecoverer（默认）：重试耗尽后，直接 reject，丢弃消息。
   • ImmediateRequeueMessageRecoverer：重试耗尽后，返回 nack，消息重新入队。
   • RepublishMessageRecoverer：重试耗尽后，将失败消息投递到指定的交换机。

我们以实现第 3 种方式为例：

代码创建负责处理“已经死亡的信息”的交换机、队列，并绑定两者

@Configuration
public class CommonConfig {
    @Bean
    public DirectExchange errorExchange() {
        return new DirectExchange("error.direct");
    }
    @Bean
    public Queue errorQueue() {
        return new Queue("error.queue", true);
    }
    @Bean
    public Binding errorBinding() {
        return BindingBuilder.bind(errorQueue())
                .to(errorExchange())
                .with("error");
    }
}

定义RepublishMessageRecoverer（即覆盖 Spring 默认的 Bean）：

@Autowired
RabbitTemplate rabbitTemplate;

@Bean
public MessageRecoverer RepublishMessageRecoverer() {
    return new RepublishMessageRecoverer(rabbitTemplate, "error.direct", "error");
}

3、死信交换机

一、简介

1. 概念理解：

   • 死信：当一个队列中的消息满足以下情况之一事时，便可以称为死信
     • 消费者使用 basic.reject 或 basic.nack 声明消费失败，消息的 requeue 参数设置为 false
     • 消息过期，无人消费
     • 队列消息堆积过多，最早的消息被抛弃
   • 死信交换机：如果一个队列配置了 dead-letter-exchange 属性，并且指定了一个交换机，那么队列中的所有死信就会投递到这个交换机中，而这个交换机也被成为“死信交换机”。

2. 【死信交换机】与上节的【消费者失败信息处理策略】区别：

   1. 死信交换机由**“队列”**负责转发，而消费者失败信息处理策略由消费者负责转发
   2. 死信交换机可以实现的功能更加丰富

   

   

二、TTL

Time To Live，存活时间（默认未设置）

1. 如果一个队列中的消息在 TTL 结束时仍未被消费，则会变为“死信”，具体可以分为 2 种情况：

   • 消息所在的队列设置了存活时间
   • 消息本身设置了存活时间

   **注意：**如果两者同时设置了，则以【时间短的】为准！

2. 应用

   1. 设置消息的超时时间
   2. 延迟消费者对消息的接收

3. 简单实现：设置超时时间 与 延迟消费者对消息的接收

   

   • TTL队列：超时时长为 10s

   @Bean
   public DirectExchange ttlExchange() {
       return new DirectExchange("ttl.direct");
   }
   
   @Bean
   public Queue ttlQueue() {
       return QueueBuilder.durable("ttl.queue")
               .ttl(10000)
               // 指定超时后转发的“死信交换机”与其 routingKey
               .deadLetterExchange("dl.direct")
               .deadLetterRoutingKey("dl")
               .build();
   }
   
   @Bean
   public Binding ttlBinding() {
       return BindingBuilder.bind(ttlQueue())
               .to(ttlExchange())
               .with("ttl");
   }
   

   • 对应“死信交换机”的创建（注解方式），以及消费者监听

   @RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
           value = @Queue("dl.queue"),
           exchange = @Exchange("dl.direct"),
           key = "dl"
   ))
   public void listenDlQueue(String msg){
       log.info("接收到 dl.queue 的延迟消息：{}",msg);
   }
   

   • 测试：发送消息，TTL设置为 5s

   @Test
   public void testTTLMsg( ) throws UnsupportedEncodingException {
       Message msg =MessageBuilder
               .withBody("hello ttl".getBytes("UTF-8"))
               .setExpiration("5000")
               .build();
       // 消息 ID，需要封装到 CorrelationData 中
       CorrelationData correlation = new CorrelationData(UUID.randomUUID().toString());
       // 发送消息
       rabbitTemplate.convertAndSend("ttl.direct","ttl",msg,correlation);
   }
   

三、延迟队列

1. 上节利用 TTL 结合死信交换机的方式虽然能实现消息的延迟接收，但是我们可以有更加简便的办法。

2. 延迟队列的使用场景：

   • 延迟发送短信
   • 用户下单，若在规定时间内未完成付款则取消订单
   • 预约工作会议，20分钟后通知所有参会人员

3. “延迟插件”原理：

   ​ 对官方原生的路由 Exchange 做了功能升级，衍生出 DelayExchange ，其会将接收到的消息暂存在内存中直至“过期”（而官方的 Exchange 是无法存储消息的），过期后将消息投递到队列中。

4. 安装“延迟队列”插件

   前提：安装 RabbitMQ 时需创建“配置”插件目录容器卷

   插件全称：rabbitmq_delayed_message_exchange-3.11.1.ez

   • RabbitMQ有一个官方的插件社区，进入查找 DelayExchange 插件，点击 release 进入 GitHub 下载
   • 查看 RabbitMQ 插件容器卷的挂载地址，将插件直接上传到该目录（目录自带许多官方插件）
   • 进入MQ容器内部，执行指令开启插件
   • 重启容器

   docker volume inspect 容器卷名
   

docker exec -it 容器名 bash

rabbitmq-plugins enable rabbitmq_delayed_message_exchange

docker restart 容器名

插件安装成功之后，我们就可以在发送消息时直接指定消息的延迟时间，而无需其他繁杂配置。

5. 【延迟队列实现】

   • 图形界面版：先创建 DelayExchange，绑定队列，后续将消息转发至队列时，只需要增加请求头x-delay并附上时间数值即可。

向 DelayExchange 发送消息

• 代码版：基于注解，基于 Bean 两种形式

@RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
        value = @Queue("delay.queue"),
  			// delayed 属性为 true
        exchange = @Exchange(name = "delay.direct",delayed ="true" ),
        key = "delay"
))
public void delayQueue(String msg){
    log.info("接收到 dl.queue 的延迟消息：{}",msg);
}

@Bean
public DirectExchange delayExchange() {
    return ExchangeBuilder.directExchange("delay.direct")
            .delayed()		// 设置则属性为 true
            .build();
}
// 这里代码只负责创建，后续自行绑定队列

发送消息样板：添加请求头x-delay : 时间（单位毫秒）即可。

Message msg =MessageBuilder
        .withBody("消息体.getBytes("UTF-8"))
        .setHeader("x-delay",5000)		// 设置延迟时间
        .build();
                  
// 消息 ID，需要封装到 CorrelationData 中
CorrelationData correlation = new CorrelationData(UUID.randomUUID().toString());
rabbitTemplate.convertAndSend("delay.direct","delay",msg,correlation);

4、消息堆积及惰性队列

1. 消息堆积问题：

   ​ 当生产者发送消息的速度超过了消费者处理消息的速度，就会导致队列中的消息堆积，直至达到上限；这时最早接收到的消息很有可能就会成为“死信”。

2. 解决消息堆积的 3 种思路：

   • 增加消费者数量
   • 在消费者内部开启线程池加快消息的处理速度
   • 扩大队列容积，提高堆积上限

3. 惰性队列

   从 RabbitMQ 3.6.0 开始，新增 Lazy Queues （惰性队列）概念。

   • Queue 接收到消息后直接将其存储至磁盘，而非内存
   • 当 消费者 要 消费 消息时， Queue 才会将消息加载到内存
   • 支持数以百万计的消息存储（因为是在磁盘中而不是内存）

4. 设置惰性队列的 2 种方式：

   • 未声明的队列：在声明队列时，指定 x-queue-mode属性为lazy

   @RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
     			// 设置为“惰性队列”
           value = @Queue(name="dl.queue",
                          arguments=@Argument(name="x-queue-mode",value="lazy")),
           exchange = @Exchange("dl.direct"),
           key = "dl"
   ))
   public void listenDlQueue(String msg){
       log.info("接收到 dl.queue 的延迟消息：{}",msg);
   }
   

   @Beam
   public void lazyQueue(){
     return QueueBuilder.durable("lazy.queue").lazy().build(;)
   }
   

   • 已声明的队列：修改队列属性值 queue-mode为lazy

   # 正则表达式匹配，--apply-to queues 令所有匹配的队列属性值均修改
   rabbitmqctl set_policy Lazy "^lazy-queue$" '{"queue-mode":"lazy"}' --apply-to queues
   

5、MQ集群

伪集群搭建，后续完善

注意！集群是指的是 Queue队列 集群！

一、集群分类

RabbitMQ由 Erland语言（面向并发） 编写，天然支持集群模式，传统的 RabbitMQ 支持 2种集群模式：

1. 普通镜像（分布式集群）
2. 镜像集群（主从备份，提升数据安全性）

镜像集群虽然支持集群，但是主从同步并不是强一致的，在某些情况下可能存在数据丢失的风险。因此官方在 RabbitMQ 3.8 版本之后推出了新的集群模式仲裁队列来代替镜像集群，其底层使用 Raft 协议确保主从数据一致。

二、普通集群

1. 简介：Classis Cluster，普通集群、经典集群。

2. 特性

   • 集群不进行数据同步
   • 队列间元数据信息互相拥有。所有队列均知道其他队列的存在，并且拥有它们的详情信息。
   • 队列间消息数据互通（不是互相拥有）。例如我们拥有 2 个队列 MQ1 和 MQ2 ，想要的数据在 MQ2 中，但是我们却连接到了 MQ1 中，于是 MQ1 就会去 MQ2 中拉取消息然后再返回数据给你；如果此时 MQ2 宕机，则无法获取消息。

   下面为 黑马程序员 提供的“在相同 Docker 环境”的伪集群搭建教程

3. 我们先来看普通模式集群，我们的计划部署3节点的mq集群：

   主机名	控制台端口	amqp通信端口
   mq1	8081 —> 15672	8071 —> 5672
   mq2	8082 —> 15672	8072 —> 5672
   mq3	8083 —> 15672	8073 —> 5672

   集群中的节点标示默认都是：rabbit@[hostname]，因此以上三个节点的名称分别为：

   • rabbit@mq1

   • rabbit@mq2

   • rabbit@mq3

4. 获取cookie

   RabbitMQ底层依赖于Erlang，而Erlang虚拟机就是一个面向分布式的语言，默认就支持集群模式。集群模式中的每个RabbitMQ 节点使用 cookie 来确定它们是否被允许相互通信。

   要使两个节点能够通信，它们必须具有相同的共享秘密，称为Erlang cookie。cookie 只是一串最多 255 个字符的字母数字字符。

   每个集群节点必须具有相同的 cookie。实例之间也需要它来相互通信。

   我们先在之前启动的mq容器中获取一个cookie值，作为集群的cookie。执行下面的命令：

   docker exec -it mq cat /var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie
   

   可以看到cookie值如下：

   FXZMCVGLBIXZCDEMMVZQ
   

   接下来，停止并删除当前的mq容器，我们重新搭建集群。

   docker rm -f mq
   

5. 准备集群配置

   在/tmp目录新建一个配置文件 rabbitmq.conf：

   vim /tmp/rabbitmq.conf
   

   文件内容如下：

   loopback_users.guest = false
   listeners.tcp.default = 5672
   cluster_formation.peer_discovery_backend = rabbit_peer_discovery_classic_config
   cluster_formation.classic_config.nodes.1 = rabbit@mq1
   cluster_formation.classic_config.nodes.2 = rabbit@mq2
   cluster_formation.classic_config.nodes.3 = rabbit@mq3
   

   再创建一个文件，记录cookie

   # 写入cookie
   echo "FXZMCVGLBIXZCDEMMVZQ" > /tmp/.erlang.cookie
   # 修改cookie文件的权限
   chmod 600 .erlang.cookie
   

   echo "LNFBFJDGJUGVBTXDJJYE" > .erlang.cookie
   

   准备三个目录,mq1、mq2、mq3：

   cd /tmp
   # 创建目录
   mkdir mq1 mq2 mq3
   

   然后拷贝rabbitmq.conf、cookie文件到mq1、mq2、mq3：

   # 进入/tmp
   cd /tmp
   # 拷贝
   cp rabbitmq.conf mq1
   cp rabbitmq.conf mq2
   cp rabbitmq.conf mq3
   cp .erlang.cookie mq1
   cp .erlang.cookie mq2
   cp .erlang.cookie mq3
   

6. 启动集群

   创建一个网络：

   docker network create mq-net
   

   运行命令

   docker run -d --net mq-net \
   -v ${PWD}/mq1/rabbitmq.conf:/etc/rabbitmq/rabbitmq.conf \
   -v ${PWD}/.erlang.cookie:/var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie \
   -e RABBITMQ_DEFAULT_USER=itcast \
   -e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=123321 \
   --name mq1 \
   --hostname mq1 \
   -p 8071:5672 \
   -p 8081:15672 \
   rabbitmq:3.8-management
   

   docker run -d --net mq-net \
   -v ${PWD}/mq2/rabbitmq.conf:/etc/rabbitmq/rabbitmq.conf \
   -v ${PWD}/.erlang.cookie:/var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie \
   -e RABBITMQ_DEFAULT_USER=itcast \
   -e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=123321 \
   --name mq2 \
   --hostname mq2 \
   -p 8072:5672 \
   -p 8082:15672 \
   rabbitmq:3.8-management
   

   docker run -d --net mq-net \
   -v ${PWD}/mq3/rabbitmq.conf:/etc/rabbitmq/rabbitmq.conf \
   -v ${PWD}/.erlang.cookie:/var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie \
   -e RABBITMQ_DEFAULT_USER=itcast \
   -e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=123321 \
   --name mq3 \
   --hostname mq3 \
   -p 8073:5672 \
   -p 8083:15672 \
   rabbitmq:3.8-management
   

   访问网页，搭建成功

   

   选择节点添加队列

   

三、镜像集群

1. 特性：

   • 交换机、队列、队列中的消息会在各个镜像节点之间同步备份。
   • 创建队列的节点称为【主节点】，备份的节点称为【镜像节点】。
   • 一个队列的主节点可能是其他队列的镜像节点
   • 所有的原始操作都会先由主节点完成，然后同步给镜像节点
   • 主节点宕机后，镜像节点会成为新的主节点

2. 总结如下：

   • 镜像队列结构是一主多从（从就是镜像）
   • 镜像节点仅仅起到备份数据作用
   • 所有操作都是主节点完成，然后同步给镜像节点
   • 主宕机后，镜像节点会替代成新的主（如果在主从同步完成前，主就已经宕机，可能出现数据丢失）
   • 不具备负载均衡功能，因为所有操作都会有主节点完成（但是不同队列，其主节点可以不同，可以利用这个提高吞吐量）

3. 镜像模式的配置

   镜像模式的配置有3种模式：

   ha-mode	ha-params	效果
   准确模式exactly	队列的副本量count	集群中队列副本（主服务器和镜像服务器之和）的数量。count如果为1意味着单个副本：即队列主节点。count值为2表示2个副本：1个队列主和1个队列镜像。换句话说：count = 镜像数量 + 1。如果群集中的节点数少于count，则该队列将镜像到所有节点。如果有集群总数大于count+1，并且包含镜像的节点出现故障，则将在另一个节点上创建一个新的镜像。
   all	(none)	队列在群集中的所有节点之间进行镜像。队列将镜像到任何新加入的节点。镜像到所有节点将对所有群集节点施加额外的压力，包括网络I / O，磁盘I / O和磁盘空间使用情况。推荐使用exactly，设置副本数为（N / 2 +1）。
   nodes	node names	指定队列创建到哪些节点，如果指定的节点全部不存在，则会出现异常。如果指定的节点在集群中存在，但是暂时不可用，会创建节点到当前客户端连接到的节点。

   这里我们以rabbitmqctl命令作为案例来讲解配置语法。

   语法示例：

4. exactly模式

   rabbitmqctl set_policy ha-two "^two\." '{"ha-mode":"exactly","ha-params":2,"ha-sync-mode":"automatic"}'
   

   • rabbitmqctl set_policy：固定写法
   • ha-two：策略名称，自定义
   • "^two\."：匹配队列的正则表达式，符合命名规则的队列才生效，这里是任何以two.开头的队列名称
   • '{"ha-mode":"exactly","ha-params":2,"ha-sync-mode":"automatic"}': 策略内容
     • "ha-mode":"exactly"：策略模式，此处是exactly模式，指定副本数量
     • "ha-params":2：策略参数，这里是2，就是副本数量为2，1主1镜像
     • "ha-sync-mode":"automatic"：同步策略，默认是manual，即新加入的镜像节点不会同步旧的消息。如果设置为automatic，则新加入的镜像节点会把主节点中所有消息都同步，会带来额外的网络开销

5. all模式

   rabbitmqctl set_policy ha-all "^all\." '{"ha-mode":"all"}'
   

   • ha-all：策略名称，自定义
   • "^all\."：匹配所有以all.开头的队列名
   • '{"ha-mode":"all"}'：策略内容
     • "ha-mode":"all"：策略模式，此处是all模式，即所有节点都会称为镜像节点

6. nodes模式

   rabbitmqctl set_policy ha-nodes "^nodes\." '{"ha-mode":"nodes","ha-params":["rabbit@nodeA", "rabbit@nodeB"]}'
   

   • rabbitmqctl set_policy：固定写法
   • ha-nodes：策略名称，自定义
   • "^nodes\."：匹配队列的正则表达式，符合命名规则的队列才生效，这里是任何以nodes.开头的队列名称
   • '{"ha-mode":"nodes","ha-params":["rabbit@nodeA", "rabbit@nodeB"]}': 策略内容
     • "ha-mode":"nodes"：策略模式，此处是nodes模式
     • "ha-params":["rabbit@mq1", "rabbit@mq2"]：策略参数，这里指定副本所在节点名称

7. 测试

   我们使用exactly模式的镜像，因为集群节点数量为3，因此镜像数量就设置为2.

   运行下面的命令：

   docker exec -it mq1 rabbitmqctl set_policy ha-two "^two\." '{"ha-mode":"exactly","ha-params":2,"ha-sync-mode":"automatic"}'
   

   下面，我们创建一个新的队列：

   

四、仲裁队列Quorum

1. Quorum：仲裁，3.8版本之后出现的功能，约定大于配置，目的在于取代镜像集群。

2. 默认count值为5，即 1主4从 。

3. 添加仲裁队列

   在任意控制台添加一个队列，一定要选择队列类型为Quorum类型。

   

   在任意控制台查看队列：

   

   可以看到，仲裁队列的 + 2字样。代表这个队列有2个镜像节点。

   因为仲裁队列默认的镜像数为5。如果你的集群有7个节点，那么镜像数肯定是5；而我们集群只有3个节点，因此镜像数量就是3.

五、集群扩容

加入集群

1）启动一个新的MQ容器：

docker run -d --net mq-net \
-v ${PWD}/.erlang.cookie:/var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie \
-e RABBITMQ_DEFAULT_USER=itcast \
-e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=123321 \
--name mq4 \
--hostname mq5 \
-p 8074:15672 \
-p 8084:15672 \
rabbitmq:3.8-management

2）进入容器控制台：

docker exec -it mq4 bash

3）停止mq进程

rabbitmqctl stop_app

4）重置RabbitMQ中的数据：

rabbitmqctl reset

5）加入mq1：

rabbitmqctl join_cluster rabbit@mq1

6）再次启动mq进程

rabbitmqctl start_app

增加仲裁队列副本

我们先查看下quorum.queue这个队列目前的副本情况，进入mq1容器：

docker exec -it mq1 bash

执行命令：

rabbitmq-queues quorum_status "quorum.queue"

结果：

现在，我们让mq4也加入进来：

rabbitmq-queues add_member "quorum.queue" "rabbit@mq4"

结果：

再次查看：

rabbitmq-queues quorum_status "quorum.queue"

查看控制台，发现quorum.queue的镜像数量也从原来的 +2 变成了 +3：

---

十五、分布式文件系统 MinIO

1、简介

1. 简介：

   • 文件系统：操作系统用于明确存储设备或分区上的文件的方法和数据结构，如 FAT16、NTFS、ext4、APFS 等。
   • 分布式文件系统：也叫“网络文件系统”，是一种允许文件透过网络在多台主机上分享的文件系统，多台文件存储服务器组成集群共同对外提供服务。

2. 应用实例：

   • 云服务器厂商的 OSS 虚拟存储技术
   • 单独微服务组件实现图片上传下载

2、MinIO

开源产品

英文官网：https://min.io|中文官网：https://www.minio.org.cn/

1. MinIO 是什么？

   ​ MinIO 是一个非常轻量的服务,可以很简单的和其他应用的结合使用，它兼容亚马逊 S3 云存储服务接口（亚马逊云的 S3 API 接口协议是在全球范围内达到共识的对象存储协议，是世界范围内认可的标准），非常适合于存储大容量非结构化的数据，例如图片、视频、日志文件、备份数据和容器/虚拟机镜像等。我国的企业通常使用阿里云、腾讯云提供的 OSS 云端存储服务，不过对于一些敏感信息，可以“自建 OSS ”。

   ​ 它一大特点就是轻量，使用简单，功能强大，支持各种平台，单个文件最大 5TB，兼容 Amazon S3接口，提供了 Java、Python、GO等多版本SDK支持。

2. 特点：

   • Golang编写
   • 去中心化：MinIO集群采用去中心化共享架构，每个结点是对等关系，通过 Nginx 可实现负载均衡访问。
   • 数据保护：使用纠错码 erasure code和校验和 checksum保护数据免受硬件故障和数据损坏，即使丢失一半数量（N/2）的硬盘，仍然可以恢复数据。
   • 高可用：多节点组成的分布式minio可保证服务的高可用（分布式 Minio 只要有 N/2 节点在线，数据就是安全的，不过需要至少有 N/2+1 个节点才能创建新的对象)
   • 一致性保障：所有的 IO 操作中都严格遵循 read-after-write 和 list-after-write 一致性模型

3. 纠错码 erasure code 简介

   ​ 纠删码是一种恢复丢失和损坏数据的数学算法，传输过程中发生错误后能在收端自行发现或纠正的码。为使一种码具有检错或纠错能力，须对原码字增加多余的码元。

   ​ Minio 将数据分块冗余的分散存储在各各节点的磁盘上，所有的可用磁盘组成一个集合，上图由8块硬盘组成一个集合，当上传一个文件时会通过纠删码算法计算对文件进行分块存储，除了将文件本身分成4个数据块，还会生成4个校验块，数据块和校验块会分散的存储在这 8 块硬盘上。

   ​ 使用纠删码的好处是即便丢失一半数量（N/2）的硬盘，仍然可以恢复数据。在上图中，当丢失3个硬盘时，依旧可读可写；当丢失4个硬盘时，只能读不能写；当丢失数量大于一半即 4 个硬盘时，数据无法恢复。

4. 纠错码 erasure code 工作流程

   当数据对象在MinIO集群中进行存储时，先进行纠删分片，后打散存储在各硬盘上。具体为：

   1. MinIO自动在集群内生成若干纠删组，每个纠删组包含一组硬盘，其数量通常为4至16块；
   2. 对数据对象进行分片，默认策略是得到相同数量的数据分片和校验分片；
   3. 而后通过哈希算法计算出该数据对象对应的纠删组，并将数据和校验分片存储至纠删组内的硬盘上。

5. MinIO 恢复过程：

   删除一个目录，稍等片刻删除的目录自动恢复。

6. 一些思想：

   • 桶内可以创建子目录
   • 同一个桶内，对象名不能重复（相同则覆盖）
   • 纠错码至少拥有 4 份存储空间

7. Docker安装

   • 不使用纠错码：存储的文件在硬盘中不会被拆分，还是文件原来的模样。

   docker run \
   -p 9000:9000 \
   -p 9090:9090 \
   -d --restart=always \
   -e "MINIO_ACCESS_KEY=minioadmin" \
   -e "MINIO_SECRET_KEY=minioadmin" \
   -v /home/minio/data:/data \
   -v /home/minio/config:/root/.minio \
   --name minio  \
   minio/minio:latest \
   server /data --console-address ":9090" -address ":9000"
   

   端口9000/9090，账号密码默认minioadmin。

   • 使用纠错码（8份）：存储的文件被拆分，平均存储在 8 份硬盘。

     实测存储 274KB，占用硬盘：67*8+4*16=600KB（其中 4*16 表示目录所占用的存储，即最小块 4KB * 16），当然这里只是大致估算，并不代表最终准确值，有印象即可。

   docker run -d \
   -p 9001:9001 \
   -p 9091:9091 \
   -e "MINIO_ACCESS_KEY=minioadmin" \
   -e "MINIO_SECRET_KEY=minioadmin" \
   -v /home/minio/data1:/data1 \
   -v /home/minio/data2:/data2 \
   -v /home/minio/data3:/data3 \
   -v /home/minio/data4:/data4 \
   -v /home/minio/data5:/data5 \
   -v /home/minio/data6:/data6 \
   -v /home/minio/data7:/data7 \
   -v /home/minio/data8:/data8 \
   -v /home/minio/config:/root/.minio \
   --name minio1 \
   minio/minio server /data1 /data2 /data3 /data4 /data5 /data6 /data7 /data8 \
   --console-address ":9091" -address ":9001"
   

   tree -h \
   /home/minio/data1 \
   /home/minio/data2 \
   /home/minio/data3 \
   /home/minio/data4 \
   /home/minio/data5 \
   /home/minio/data6 \
   /home/minio/data7 \
   /home/minio/data8
   

8. 创建新用户

设置账号密码及权限

9. 创建新群组

10. 创建AccessKey 与SecretKey

为用户创建AccessKey与SecretKey（相当于受限的账号密码），用以在其他客户端中声明使用。

下载保存，备用

11. 创建Buckets

MinIO 使用桶来组织对象，桶类似于文件系统中的文件夹或目录，其中每个桶可以容纳任意数量的对象。

赋予桶 public 权限、上传文件，然后可以通过网址来访问文件，如：

• http:// 域名:端口 / 桶名 / 文件名
• http://127.0.0.1:9000/testbucket/1.jpeg

3、整合Java

MinIO官方提供了许多语言的 SDK

1. 引入依赖

   <dependency>
       <groupId>io.minio</groupId>
       <artifactId>minio</artifactId>
       <version>8.5.1</version>
   </dependency>
   

2. 上传文件

   可将 MinioClient 配置成 Bean 对象

   创建 MinioClient 对象需要提供accessKey和secretKey（由具有读写权限的账户创建）

   // 创建 MinioClient 对象
   MinioClient minioClient =
           MinioClient.builder()
                   .endpoint("http://175.178.20.191:9000")
                   .credentials("HlaV03Fck1XuwE4X", "Sp5CeqEVtasxcgkJ5ZhPJPsFoRknUlSS")
                   .build();
   
   // 如果桶不存在则创建
   String bucket = "testbucket";
   if (!minioClient.bucketExists(BucketExistsArgs.builder().bucket(bucket).build())) {
       minioClient.makeBucket(MakeBucketArgs.builder().bucket(bucket).build());
   }
   // 声明上传文件（可定义多层文件夹）
   UploadObjectArgs uploadObject = UploadObjectArgs.builder()
           .bucket(bucket)
           .object("finename/credentials.json")
           .filename("credentials.json")
           .build();
   // 正式上传文件
   minioClient.uploadObject(uploadObject);
   System.out.println("上传成功~");
   

3. 查询文件及下载

   GetObjectArgs getObject = GetObjectArgs.builder()
           .bucket(bucket)
           .object("1.jpeg")
           .build();
   // 判断文件是否存在及创建输出流
   InputStream      input = minioClient.getObject(getObject);
   FileOutputStream output = new FileOutputStream(getObject.object());
   // 存在则下载
   IOUtils.copy(input, output);
   // 关闭输出流
   output.close();
   System.out.println("下载成功");
   

   tips：输入流与输出流之间，可以使用 Spring 工具类 IOUtils 进行“快捷拷贝”

   IOUtils.copy( source , target );
   

4. 删除文件

   minioClient.removeObject(
     RemoveObjectArgs.builder().bucket(bucket).object("credentials.json").build()
   );
   

4、实战案例

编写：通用的 Service 层文件传输接口

​

5、集群部署

暂时搭建失败！

1. 简介：

   ​ 分布式 MinIO 能够将多块硬盘（可以不在同一台机器上）组成一个对象存储 服务，分布式Minio里所有的节点必须拥有相同的access秘钥和secret秘钥才能建立联接，即accessKey和secretKey一样。

   ​ 分布式MinIO可以通过 Docker Compose 或者 Swarm mode进行部署。这两者之间的主要区别是 Compose 只实现单主机多容器部署（测试环境），而 Swarm 模式能实现多主机多容器部署（生产环境）。

2. 集群原理：

   ​ MinIO分布式集群是指在多个服务器节点均部署MinIO服务，并将其组建为分布式存储集群，对外提供标准S3接口以进行统一访问。MinIO采用去中心化无共享架构，各节点间为对等关系，连接至任一节点均可实现对集群的访问，我们可以使用 Nginx 对节点进行轮询。

3. 实战（搭建失败）：

   2台机器、4个硬盘，硬盘序号一致

   175.178.20.191 minio1
   47.94.55.73 minio2
   

   第一台机器

   docker run -d \
   -p 9000:9000 \
   -p 9090:9090 \
   --net=host \
   -e "MINIO_ROOT_USER=minioadmin" \
   -e "MINIO_ROOT_PASSWORD=minioadmin" \
   -v /home/minio/data1:/data1 \
   -v /home/minio/data2:/data2 \
   -v /home/minio/data3:/data3 \
   -v /home/minio/data4:/data4 \
   -v /home/minio/config:/root/.minio \
   --name minio \
   minio/minio \
   server http://minio{1...2}/data{1...4} \
   --console-address ":9090" -address ":9000"
   

   第二台机器

   docker run -d \
   -p 9001:9001 \
   -p 9091:9091 \
   --net=host \
   -e "MINIO_ROOT_USER=minioadmin" \
   -e "MINIO_ROOT_PASSWORD=minioadmin" \
   -v /home/minio/data1:/data1 \
   -v /home/minio/data2:/data2 \
   -v /home/minio/config:/root/.minio \
   --name minio2 \
   minio/minio \
   server http://minio{1...2}/data{1...4} \
   --console-address ":9091" -address ":9001"
   

   测试

   docker rm -f $(docker ps -a)
   

   docker  run -d --name minio \
   -p 9000:9000  \
   -p 9001:9001  \
   --restart=always  --net=host \
   -e MINIO_ACCESS_KEY=minio \
   -e d=minio123 \
   -v /data/config:/root/.minio \
   -v /data/data1:/data1 \
   -v /data/data2:/data2 \
   -v /data/data3:/data3 \
   -v /data/data4:/data4 \
   minio/minio server http://minio{1...2}/data{1...4} \
   --console-address ":9001"