CSE服务治理实践：负载均衡

1 概述

1.1 背景介绍

微服务引擎CSE，是用于微服务应用的云中间件，支持华为云贡献到Apache社区的注册配置中心Servicecomb引擎和开源增强的注册配置中心Nacos引擎。用户可结合其他云服务，快速构建云原生微服务体系，实现微服务应用的快速开发和高可用运维。

1.2 适用对象

企业
个人开发者
高校学生

1.3 案例时间

本案例总时长预计30分钟。

1.4 案例流程

说明： ① 在云主机上搭建CSE本地开发工具； ② 改造E-Commerce-one代码，并启动E-Commerce-one服务，注册到CSE； ③ 改造E-Commerce-two代码，并启动E-Commerce-two服务，注册到CSE； ④ 改造E-Commerce-three代码，并启动E-Commerce-three服务，注册到CSE； ⑤ 改造E-Commerce-consumer代码，并启动E-Commerce-consumer服务，注册到CSE； ⑥ 修改consumer配置切换负载均衡模式。

1.5 资源总览

本案例预计花费总计0元。 |资源名称 |规格| 单价（元）| 时长（h）| |-|-|-|-| |CSE本地开发工具包| ServiceComb引擎2.x，单个微服务数量100，微服务版本数量10000 |0| 0.5| |开发者空间-云主机| 免费版 |0 |0.5|

2 改造项目代码并注册到CSE平台

2.1 下载CSE本地开发工具包并启动服务

参考“云主机CSE环境搭建和服务接入”文档完成本地CSE环境的搭建和启动，在云主机的CodeArts IDE上运行自己的项目，确认项目成功注册到本地CSE。参考“微服务体验-使用配置中心”文档完成了配置中心相关设置。为了保证案例数据的准确性，检查CSE平台的配置中心数据是否清空，如果还存在上个案例的变量，需要清除。

2.2 改造项目代码

由于要实现负载均衡的测试效果，所以需要创建多个微服务，包含三个provider服务和一个consumer服务。首先修改bootstrap.yml文件，完整的文件内容如下：

1spring:
2  application:
3    name: E-Commerce
4
5  cloud:
6    servicecomb:
7      # 注册发现相关配置
8      discovery:     
9        appName: basic-application
10
11        serviceName: ${spring.application.name}
12
13        address: ${PAAS_CSE_SC_ENDPOINT:http://127.0.0.1:30100}
14
15        healthCheckInterval: 10
16
17        pollInterval: 15000
18
19        waitTimeForShutDownInMillis: 15000
20      config:
21
22        serverAddr: ${PAAS_CSE_CC_ENDPOINT:http://127.0.0.1:30110}
23        serverType: kie
24
25        kie:
26          customLabel: ${spring.application.name}
27          customLabelValue: ${INSTANCE_TAG:default}
28
29        fileSource: governance.yaml,application.yaml
30
31

然后修改E-Commerce的pom文件，除了按照2.1步骤引入依赖包以外，还要修改标签中的项目名，从“E-Commerce”改成“E-Commerce-one”。完整的pom.xml文件内容如下：

1<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
2  xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
3  <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
4  <parent>
5    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
6    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
7    <version>2.6.7</version>
8    <relativePath/>
9  </parent>
10
11  <groupId>org.example</groupId>
12  <artifactId>E-Commerce-one</artifactId>
13  <version>1.0-SNAPSHOT</version>
14  <packaging>jar</packaging>
15
16  <name>E-Commerce-Java</name>
17  <url>http://maven.apache.org</url>
18
19  <properties>
20    <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
21  </properties>
22
23  <dependencies>
24    <dependency>
25      <groupId>com.huaweicloud</groupId>
26      <artifactId>spring-cloud-starter-huawei-service-engine</artifactId>
27      <version>1.11.9-2021.0.x</version>
28      <exclusions>
29        <exclusion>
30          <groupId>com.huaweicloud</groupId>
31            <artifactId>spring-cloud-starter-huawei-swagger</artifactId>
32        </exclusion>
33      </exclusions>
34    </dependency>
35    <dependency>
36      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
37      <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
38    </dependency>
39    <!-- JWT -->
40    <dependency>
41      <groupId>com.auth0</groupId>
42      <artifactId>java-jwt</artifactId>
43      <version>4.4.0</version>
44    </dependency>
45    <!--redis-->
46    <dependency>
47      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
48      <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
49    </dependency>
50    <!--MyBatis-->
51    <dependency>
52      <groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
53      <artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
54      <version>2.2.0</version>
55    </dependency>
56    <dependency>
57      <groupId>mysql</groupId>
58      <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
59      <version>8.0.32</version>
60    </dependency>
61    <!--GaussDB连接驱动-->
62    <!--<dependency>
63      <groupId>com.huawei.opengauss.jdbc</groupId>
64      <artifactId>opengaussjdbc</artifactId>
65      <version>2.0.5</version>
66      <scope>runtime</scope>
67    </dependency>-->
68    <!-- commons-codec依赖 -->
69    <dependency>
70      <groupId>org.apache.commons</groupId>
71      <artifactId>commons-lang3</artifactId>
72      <version>3.3.2</version>
73    </dependency>
74    <dependency>
75      <groupId>commons-codec</groupId>
76      <artifactId>commons-codec</artifactId>
77      <version>1.3</version>
78    </dependency>
79    <dependency>
80      <groupId>javax.validation</groupId>
81      <artifactId>validation-api</artifactId>
82      <version>2.0.1.Final</version>
83    </dependency>
84    <!--Gson 依赖-->
85    <dependency>
86      <groupId>com.google.code.gson</groupId>
87      <artifactId>gson</artifactId>
88      <version>2.8.9</version>
89    </dependency>
90    <!-- lombok -->
91    <dependency>
92      <groupId>org.projectlombok</groupId>
93      <artifactId>lombok</artifactId>
94    </dependency>
95  </dependencies>
96  <build>
97    <plugins>
98      <plugin>
99        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
100        <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
101        <version>2.2.6.RELEASE</version>
102        <configuration>
103          <mainClass>org.example.CommerceApplication</mainClass>
104        </configuration>
105        <executions>
106          <execution>
107            <goals>
108              <goal>repackage</goal>
109            </goals>
110          </execution>
111        </executions>
112      </plugin>
113    </plugins>
114  </build>
115</project>
116

然后找到./src/main/resources目录下的application.yml文件，将服务端口改为8881 在项目代码中找到./src/main/java/org/example/controller目录，打开CommodityController.java文件，将“price”属性的默认值设置为1：复制三份E-Commerce项目代码，文件夹名称分别命名为E-Commerce-one， E-Commerce-two，E-Commerce-three，E-Commerce-consumer。按照上面的步骤修改E-Commerce-two和E-Commerce-three，E-Commerce-two的pom文件的项目名改为E-Commerce-two，application.yml文件中端口改为8882，CommodityController文件中price属性默认值改为2；E-Commerce-three的pom文件的项目名改为E-Commerce-three，application.yml文件中端口改为8883，CommodityController文件中price属性默认值改为3。接下来修改E-Commerce-consumer项目，首先修改pom文件，项目名改为E-Commerce-consumer，application.yml文件中端口改为8090，然后修改同目录下的bootstrap.yml文件：完整的内容如下：

1spring:
2  application:
3    name: E-Commerce-consumer
4
5  cloud:
6    servicecomb:
7      # 注册发现相关配置
8      discovery:     
9        appName: basic-application
10
11        serviceName: ${spring.application.name}
12
13        address: ${PAAS_CSE_SC_ENDPOINT:http://127.0.0.1:30100}
14
15        healthCheckInterval: 10
16
17        pollInterval: 15000
18
19        waitTimeForShutDownInMillis: 15000
20      config:
21
22        serverAddr: ${PAAS_CSE_CC_ENDPOINT:http://127.0.0.1:30110}
23        serverType: kie
24
25        kie:
26          customLabel: ${spring.application.name}
27          customLabelValue: ${INSTANCE_TAG:default}
28
29        fileSource: governance.yaml,application.yaml
30      loadbalance:
31        AllOperation: |
32        rule: RoundRobin
33

修改E-Commerce-consumer项目的WebConfig文件，内容如下：

1package org.example.config;
2
3import org.example.interceptor.LoginInterceptor;
4import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
5import org.springframework.context.annotation.Bean;
6import org.springframework.context.annotation.Configuration;
7import org.springframework.web.client.RestTemplate;
8import org.springframework.web.servlet.config.annotation.InterceptorRegistry;
9import org.springframework.web.servlet.config.annotation.WebMvcConfigurer;
10import org.springframework.cloud.client.loadbalancer.LoadBalanced;
11
12@Configuration
13public class WebConfig implements WebMvcConfigurer {
14
15    @Autowired
16    private LoginInterceptor loginInterceptor;
17
18    @Override
19    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
20        //放行登录接口和注册接口
21        registry.addInterceptor(loginInterceptor)
22                .excludePathPatterns("/api/auth/login","/api/auth/register","/api/commodity/*");
23    }
24
25    @Bean
26    @LoadBalanced
27    public RestTemplate restTemplate()
28    {
29        return new RestTemplate();
30    }
31}
32
33

最后修改E-Commerce-consumer项目的CommodityController文件，内容如下：

1package org.example.controller;
2
3import ch.qos.logback.core.util.InvocationGate;
4import org.example.Entity.Commodity;
5import org.example.Entity.Result;
6import org.example.service.CommodityService;
7import org.example.utils.GsonUtil;
8import org.example.utils.JwtUtil;
9import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
10import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
11import org.springframework.cloud.context.config.annotation.RefreshScope;
12import org.springframework.validation.annotation.Validated;
13import org.springframework.web.bind.annotation.*;
14import org.springframework.web.client.RestTemplate;
15
16import java.util.List;
17import java.util.Map;
18
19/**
20 * 商品API
21 */
22@Validated
23@RestController
24@RequestMapping("/api/commodity")
25@RefreshScope
26public class CommodityController {
27
28    @Autowired
29    private CommodityService commodityService;
30
31    @Autowired
32    private RestTemplate restTemplate;
33
34    @Value("${test.price:3}")
35    private float price;
36
37    @GetMapping("/list")
38    public Result<List> list(@RequestBody String paramStr){
39        Map<String, Object> paramMap = GsonUtil.jsonToMap(paramStr);
40        //1.分页查询商品列表
41        List<Commodity> list = commodityService.list((String) paramMap.get("keyword"), (Integer) paramMap.get("page_number"), (Integer) paramMap.get("page_size"));
42
43        //2.返回结果
44        return Result.success(list);
45    }
46
47
48    public Result<Commodity> info(@PathVariable("id")Integer id){
49        Commodity commodity = commodityService.findCommodityById(id);
50        float oldprice = commodity.getPrice();
51        commodity.setPrice(price*oldprice);
52        return Result.success(commodity);
53    }
54
55    @GetMapping("/{id}")
56    public Result getBalance(@PathVariable("id")Integer id) {
57        return restTemplate.getForObject("http://E-Commerce/api/commodity/"+id, Result.class);
58  }
59
60}
61

2.3 启动测试微服务

改造好代码，进入四个项目的主目录，执行如下命令将示例代码打成jar包：

1mvn clean package
2

如果提示找不到mvn命令，就需要先安装maven工具，执行如下命令安装maven：

1sudo apt install -y maven
2

进入目录E-Commerce-one/target/，右键点击空白处，在弹出的菜单中选择“在终端打开”，在打开的命令行执行如下命令启动服务，注意不要关闭命令行窗口。

1java -jar E-Commerce-one-1.0-SNAPSHOT.jar
2

进入目录E-Commerce-two/target/，右键点击空白处，在弹出的菜单中选择“在终端打开”，在打开的命令行执行如下命令启动服务，注意不要关闭命令行窗口。

1java -jar E-Commerce-two-1.0-SNAPSHOT.jar
2

进入目录E-Commerce-three/target/，右键点击空白处，在弹出的菜单中选择“在终端打开”，在打开的命令行执行如下命令启动服务，注意不要关闭命令行窗口。

1java -jar E-Commerce-three-1.0-SNAPSHOT.jar
2

进入目录E-Commerce-consumer /target/，右键点击空白处，在弹出的菜单中选择“在终端打开”，在打开的命令行执行如下命令启动服务，注意不要关闭命令行窗口。

1java -jar E-Commerce-consumer-1.0-SNAPSHOT.jar
2

2.4 测试负载均衡轮询模式

上面步骤执行完成后，四个微服务已经启动，在浏览器输入如下地址调用接口： http://localhost:8090/api/commodity/1 注意商品价格的数据，继续调用接口会获得如下信息：
price会有规律的从3.5到7，再到10.5循环出现，也就是商品价格的1到3倍，证明接口循环调用E-Commerce-one、E-Commerce-two、E-Commerce-three三个微服务，这种模式就是轮询模式。

2.5 修改配置文件测试随机模式

进入E-Commerce-consumer 项目的/src/main/resources目录，找到配置文件bootstrap.yml，将下图所示的“RoundRobin”修改为“Random”并保存文件。
关闭2.3步骤中启动E-Commerce-consumer服务的命令行窗口，停止服务，然后回到E-Commerce-consumer项目根目录，右键点击空白处，在弹出的菜单中选择“在终端打开”，在命令行中输入如下命令重新打包E-Commerce-consumer服务jar包：

1mvn clean package
2

打好包后，执行如下命令启动consumer服务，注意不要关闭窗口。

1cd target
2java -jar E-Commerce-consumer-1.0-SNAPSHOT.jar
3

服务启动完成后，在浏览器继续输入如下地址调用接口： http://localhost:8090/api/commodity/1 price会无规律的从3.5到7，再到10.5随机出现，也就是商品价格的1到3倍，证明接口随机调用E-Commerce-one、E-Commerce-two、E-Commerce-three三个微服务，这种模式就是随机模式。

2.6 总结

本案例复制了几份项目代码模拟多个微服务场景，使用consumer服务，通过 RestTemplate 调用几个微服务的接口，通过服务名而不是硬编码的IP地址和端口来调用服务。负载均衡作用在客户端，是高并发、高可用系统必不可少的关键组件，目标是尽力将网络流量平均分发到多个服务器上，以提高系统整体的响应速度和可用性。

《CSE服务治理实践：负载均衡》是转载文章，点击查看原文。