微服务拆分

微服务拆分

接下来，我们就一起将黑马商城这个单体项目拆分为微服务项目，并解决其中出现的各种问题。

熟悉黑马商城

首先，我们需要熟悉黑马商城项目的基本结构：

大家可以直接启动该项目，测试效果。不过，需要修改数据库连接参数，在application-local.yaml中：

hm:db:host: 192.168.202.128 # 修改为你自己的虚拟机IP地址pw: 1234 # 修改为docker中的MySQL密码

同时配置启动项激活的是local环境：

登录

首先来看一下登录业务流程：

登录入口在com.hmall.controller.UserController中的login方法：

搜索商品

在首页搜索框输入关键字，点击搜索即可进入搜索列表页面：

该页面会调用接口：/search/list，对应的服务端入口在com.hmall.controller.SearchController中的search方法：

这里目前是利用数据库实现了简单的分页查询。

购物车

在搜索到的商品列表中，点击按钮加入购物车，即可将商品加入购物车：

加入成功后即可进入购物车列表页，查看自己购物车商品列表：

同时这里还可以对购物车实现修改、删除等操作。

相关功能全部在com.hmall.controller.CartController中：

其中，查询购物车列表时，由于要判断商品最新的价格和状态，所以还需要查询商品信息，业务流程如下：

下单

在购物车页面点击结算按钮，会进入订单结算页面：

点击提交订单，会提交请求到服务端，服务端做3件事情：

• 创建一个新的订单
• 扣减商品库存
• 清理购物车中商品

业务入口在com.hmall.controller.OrderController中的createOrder方法：

支付

下单完成后会跳转到支付页面，目前只支持余额支付：

在选择余额支付这种方式后，会发起请求到服务端，服务端会立刻创建一个支付流水单，并返回支付流水单号到前端。

当用户输入用户密码，然后点击确认支付时，页面会发送请求到服务端，而服务端会做几件事情：

• 校验用户密码
• 扣减余额
• 修改支付流水状态
• 修改交易订单状态

请求入口在com.hmall.controller.PayController中：

服务拆分原则

服务拆分一定要考虑几个问题：

• 什么时候拆？
• 如何拆？

什么时候拆

一般情况下，对于一个初创的项目，首先要做的是验证项目的可行性。因此这一阶段的首要任务是敏捷开发，快速产出生产可用的产品，投入市场做验证。为了达成这一目的，该阶段项目架构往往会比较简单，很多情况下会直接采用单体架构，这样开发成本比较低，可以快速产出结果，一旦发现项目不符合市场，损失较小。如果这一阶段采用复杂的微服务架构，投入大量的人力和时间成本用于架构设计，最终发现产品不符合市场需求，等于全部做了无用功。

所以，对于大多数小型项目来说，一般是先采用单体架构，随着用户规模扩大、业务复杂后再逐渐拆分为微服务架构**。这样初期成本会比较低，可以快速试错。但是，这么做的问题就在于后期做服务拆分时，可能会遇到很多代码耦合带来的问题，拆分比较困难（**前易后难）。

而对于一些大型项目，在立项之初目的就很明确，为了长远考虑，在架构设计时就直接选择微服务架构。虽然前期投入较多，但后期就少了拆分服务的烦恼（前难后易）。

怎么拆

之前我们说过，微服务拆分时粒度要小，这其实是拆分的目标。具体可以从两个角度来分析：

• 高内聚：每个微服务的职责要尽量单一，包含的业务相互关联度高、完整度高。
• 低耦合：每个微服务的功能要相对独立，尽量减少对其它微服务的依赖，或者依赖接口的稳定性要强。

高内聚首先是单一职责，但不能说一个微服务就一个接口，而是要保证微服务内部业务的完整性为前提。目标是当我们要修改某个业务时，最好就只修改当前微服务，这样变更的成本更低。一旦微服务做到了高内聚，那么服务之间的耦合度自然就降低了。

当然，微服务之间不可避免的会有或多或少的业务交互，比如下单时需要查询商品数据。这个时候我们不能在订单服务直接查询商品数据库，否则就导致了数据耦合。而应该由商品服务对应暴露接口，并且一定要保证微服务对外接口的稳定性（即：尽量保证接口外观不变）。虽然出现了服务间调用，但此时无论你如何在商品服务做内部修改，都不会影响到订单微服务，服务间的耦合度就降低了。

明确了拆分目标，接下来就是拆分方式了。我们在做服务拆分时一般有两种方式：

• 纵向拆分
• 横向拆分

所谓纵向拆分，就是按照项目的功能模块来拆分。例如黑马商城中，就有用户管理功能、订单管理功能、购物车功能、商品管理功能、支付功能等。那么按照功能模块将他们拆分为一个个服务，就属于纵向拆分。这种拆分模式可以尽可能提高服务的内聚性。

而横向拆分，是看各个功能模块之间有没有公共的业务部分，如果有将其抽取出来作为通用服务。例如用户登录是需要发送消息通知，记录风控数据，下单时也要发送短信，记录风控数据。因此消息发送、风控数据记录就是通用的业务功能，因此可以将他们分别抽取为公共服务：消息中心服务、风控管理服务。这样可以提高业务的复用性，避免重复开发。同时通用业务一般接口稳定性较强，也不会使服务之间过分耦合。

当然，由于黑马商城并不是一个完整的项目，其中的短信发送、风控管理并没有实现，这里就不再考虑了。而其它的业务按照纵向拆分，可以分为以下几个微服务：

• 用户服务
• 商品服务
• 订单服务
• 购物车服务
• 支付服务

拆分购物车、商品服务

接下来，我们先把商品管理功能、购物车功能抽取为两个独立服务。

一般微服务项目有两种不同的工程结构：

• 完全解耦：每一个微服务都创建为一个独立的工程，甚至可以使用不同的开发语言来开发，项目完全解耦。
  • 优点：服务之间耦合度低
  • 缺点：每个项目都有自己的独立仓库，管理起来比较麻烦
• Maven聚合：整个项目为一个Project，然后每个微服务是其中的一个Module
  • 优点：项目代码集中，管理和运维方便
  • 缺点：服务之间耦合，编译时间较长

注意：

这里采用Maven聚合工程，大家以后到了企业，可以根据需求自由选择工程结构。在hmall父工程之中，我已经提前定义了SpringBoot、SpringCloud的依赖版本，所以为了方便期间，我们直接在这个项目中创建微服务module.

商品服务

在hmall中创建module，选择maven模块，并设定JDK版本为11。商品模块，我们起名为item-service：

引入依赖：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"><parent><artifactId>hmall</artifactId><groupId>com.heima</groupId><version>1.0.0</version></parent><modelVersion>4.0.0</modelVersion><artifactId>item-service</artifactId><properties><maven.compiler.source>11</maven.compiler.source><maven.compiler.target>11</maven.compiler.target></properties><dependencies><!--common--><dependency><groupId>com.heima</groupId><artifactId>hm-common</artifactId><version>1.0.0</version></dependency><!--web--><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId></dependency><!--数据库--><dependency><groupId>mysql</groupId><artifactId>mysql-connector-java</artifactId></dependency><!--mybatis--><dependency><groupId>com.baomidou</groupId><artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId></dependency><!--单元测试--><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId></dependency></dependencies><build><finalName>${project.artifactId}</finalName><plugins><plugin><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId></plugin></plugins></build>
</project>

编写启动类：

代码如下：

package com.hmall.item;import org.mybatis.spring.annotation.MapperScan;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;@MapperScan("com.hmall.item.mapper")
@SpringBootApplication
public class ItemApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(ItemApplication.class, args);}
}

接下来是配置文件，可以从hm-service中拷贝：

其中，application.yaml内容如下：

server:#  port: 8080port: 8081spring:application:name: item-service# name: hm-serviceprofiles:active: devdatasource:url: jdbc:mysql://${hm.db.host}:3306/hmall?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&autoReconnect=true&serverTimezone=Asia/Shanghaidriver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driverusername: rootpassword: ${hm.db.pw}
mybatis-plus:configuration:default-enum-type-handler: com.baomidou.mybatisplus.core.handlers.MybatisEnumTypeHandlerglobal-config:db-config:update-strategy: not_nullid-type: auto
logging:level:com.hmall: debugpattern:dateformat: HH:mm:ss:SSSfile:path: "logs/${spring.application.name}"
knife4j:enable: trueopenapi:title: 商品服务接口# title: 黑马商城接口文档description: "信息"#description: "黑马商城接口文档"email: zs0536@stu.edu.cnconcat: Charlieurl: https://www.itcast.cnversion: v1.0.0group:default:group-name: defaultapi-rule: packageapi-rule-resources:- com.hmall.item.controller
#          - com.hmall.controller

剩下的application-dev.yaml和application-local.yaml直接从hm-service拷贝即可。

然后拷贝hm-service中与商品管理有关的代码到item-service，如图：

这里有一个地方的代码需要改动，就是ItemServiceImpl中的deductStock方法：

改动前

改动后

这也是因为ItemMapper的所在包发生了变化，因此这里代码必须修改包路径。

最后，还要导入数据库表。默认的数据库连接的是虚拟机，在你docker数据库执行网盘中提供的SQL文件：

通过网盘分享的文件：微服务独立数据库
链接: https://pan.baidu.com/s/1ep9hMO6m8st8nEHedW-R6w?pwd=j6am 提取码: j6am
–来自百度网盘超级会员v5的分享

最终，会在数据库创建一个名为hm-item的database，将来的每一个微服务都会有自己的一个database：

注意：在企业开发的生产环境中，每一个微服务都应该有自己的独立数据库服务，而不仅仅是database，课堂我们用database来代替。

接下来，就可以启动测试了，在启动前我们要配置一下启动项，让默认激活的配置为local而不是dev,在打开的编辑框填写active profiles:

接着，启动item-service，访问商品微服务的swagger接口文档：http://localhost:8081/doc.html

然后测试其中的根据id批量查询商品这个接口，测试参数：100002672302,100002624500,100002533430，结果如下：

说明商品微服务抽取成功了。

购物车服务

与商品服务类似，在hmall下创建一个新的module，起名为cart-service:

然后是依赖：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"><parent><artifactId>hmall</artifactId><groupId>com.heima</groupId><version>1.0.0</version></parent><modelVersion>4.0.0</modelVersion><artifactId>cart-service</artifactId><properties><maven.compiler.source>11</maven.compiler.source><maven.compiler.target>11</maven.compiler.target></properties><dependencies><!--common--><dependency><groupId>com.heima</groupId><artifactId>hm-common</artifactId><version>1.0.0</version></dependency><!--web--><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId></dependency><!--数据库--><dependency><groupId>mysql</groupId><artifactId>mysql-connector-java</artifactId></dependency><!--mybatis--><dependency><groupId>com.baomidou</groupId><artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId></dependency><!--单元测试--><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId></dependency></dependencies><build><finalName>${project.artifactId}</finalName><plugins><plugin><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId></plugin></plugins></build>
</project>

然后是启动类：

package com.hmall.cart;import org.mybatis.spring.annotation.MapperScan;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;@MapperScan("com.hmall.cart.mapper")
@SpringBootApplication
public class CartApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(CartApplication.class, args);}
}

然后是配置文件，同样可以拷贝自item-service，不过其中的application.yaml需要修改：

server:port: 8082
spring:application:name: cart-serviceprofiles:active: devdatasource:url: jdbc:mysql://${hm.db.host}:3306/hm-cart?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&autoReconnect=true&serverTimezone=Asia/Shanghaidriver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driverusername: rootpassword: ${hm.db.pw}
mybatis-plus:configuration:default-enum-type-handler: com.baomidou.mybatisplus.core.handlers.MybatisEnumTypeHandlerglobal-config:db-config:update-strategy: not_nullid-type: auto
logging:level:com.hmall: debugpattern:dateformat: HH:mm:ss:SSSfile:path: "logs/${spring.application.name}"
knife4j:enable: trueopenapi:title: 购物车服务接口description: "信息"email: zs0536@stu.edu.cnconcat: Charlieurl: https://www.itcast.cnversion: v1.0.0group:default:group-name: defaultapi-rule: packageapi-rule-resources:- com.hmall.cart.controller

最后，把hm-service中的与购物车有关功能拷贝过来，最终的项目结构如下：

特别注意的是com.hmall.cart.service.impl.CartServiceImpl，其中有两个地方需要处理：

• 需要获取登录用户信息，但登录校验功能目前没有复制过来，先写死固定用户id
• 查询购物车时需要查询商品信息，而商品信息不在当前服务，需要先将这部分代码注释

我们对这部分代码做如下修改：

package com.hmall.cart.service.impl;import cn.hutool.core.util.StrUtil;
import com.baomidou.mybatisplus.core.conditions.query.QueryWrapper;
import com.baomidou.mybatisplus.extension.service.impl.ServiceImpl;
import com.hmall.cart.domain.dto.CartFormDTO;
import com.hmall.cart.domain.po.Cart;
import com.hmall.cart.domain.vo.CartVO;
import com.hmall.cart.mapper.CartMapper;
import com.hmall.cart.service.ICartService;
import com.hmall.common.exception.BizIllegalException;
import com.hmall.common.utils.BeanUtils;
import com.hmall.common.utils.CollUtils;
import com.hmall.common.utils.UserContext;
import lombok.RequiredArgsConstructor;
import org.springframework.stereotype.Service;import java.util.Collection;
import java.util.List;/*** <p>* 订单详情表 服务实现类* </p>** @author 虎哥* @since 2023-05-05*/
@Service
@RequiredArgsConstructor
public class CartServiceImpl extends ServiceImpl<CartMapper, Cart> implements ICartService {// private final IItemService itemService;@Overridepublic void addItem2Cart(CartFormDTO cartFormDTO) {// 1.获取登录用户Long userId = UserContext.getUser();// 2.判断是否已经存在if (checkItemExists(cartFormDTO.getItemId(), userId)) {// 2.1.存在，则更新数量baseMapper.updateNum(cartFormDTO.getItemId(), userId);return;}// 2.2.不存在，判断是否超过购物车数量checkCartsFull(userId);// 3.新增购物车条目// 3.1.转换POCart cart = BeanUtils.copyBean(cartFormDTO, Cart.class);// 3.2.保存当前用户cart.setUserId(userId);// 3.3.保存到数据库save(cart);}@Overridepublic List<CartVO> queryMyCarts() {// 1.查询我的购物车列表List<Cart> carts = lambdaQuery().eq(Cart::getUserId, 1L /*TODO UserContext.getUser()*/).list();if (CollUtils.isEmpty(carts)) {return CollUtils.emptyList();}// 2.转换VOList<CartVO> vos = BeanUtils.copyList(carts, CartVO.class);// 3.处理VO中的商品信息handleCartItems(vos);// 4.返回return vos;}private void handleCartItems(List<CartVO> vos) {// 1.获取商品id TODO 处理商品信息/*Set<Long> itemIds = vos.stream().map(CartVO::getItemId).collect(Collectors.toSet());// 2.查询商品List<ItemDTO> items = itemService.queryItemByIds(itemIds);if (CollUtils.isEmpty(items)) {throw new BadRequestException("购物车中商品不存在！");}// 3.转为 id 到 item的mapMap<Long, ItemDTO> itemMap = items.stream().collect(Collectors.toMap(ItemDTO::getId, Function.identity()));// 4.写入vofor (CartVO v : vos) {ItemDTO item = itemMap.get(v.getItemId());if (item == null) {continue;}v.setNewPrice(item.getPrice());v.setStatus(item.getStatus());v.setStock(item.getStock());}*/}@Overridepublic void removeByItemIds(Collection<Long> itemIds) {// 1.构建删除条件，userId和itemIdQueryWrapper<Cart> queryWrapper = new QueryWrapper<Cart>();queryWrapper.lambda().eq(Cart::getUserId, UserContext.getUser()).in(Cart::getItemId, itemIds);// 2.删除remove(queryWrapper);}private void checkCartsFull(Long userId) {int count = lambdaQuery().eq(Cart::getUserId, userId).count();if (count >= 10) {throw new BizIllegalException(StrUtil.format("用户购物车课程不能超过{}", 10));}}private boolean checkItemExists(Long itemId, Long userId) {int count = lambdaQuery().eq(Cart::getUserId, userId).eq(Cart::getItemId, itemId).count();return count > 0;}
}

最后，还是要导入数据库表，在资料对应的SQL文件：

在数据库中会出现名为hm-cart的database，以及其中的cart表，代表购物车：

接下来，就可以测试了。不过在启动前，同样要配置启动项的active profile为local：

然后启动CartApplication，访问swagger文档页面：http://localhost:8082/doc.html

我们测试其中的查询我的购物车列表接口，无需填写参数，直接访问：

我们注意到，其中与商品有关的几个字段值都为空！这就是因为刚才我们注释掉了查询购物车时，查询商品信息的相关代码。

那么，我们该如何在cart-service服务中实现对item-service服务的查询呢？

服务调用

在拆分的时候，我们发现一个问题：就是购物车业务中需要查询商品信息，但商品信息查询的逻辑全部迁移到了item-service服务，导致我们无法查询。

最终结果就是查询到的购物车数据不完整，因此要想解决这个问题，我们就必须改造其中的代码，把原本本地方法调用，改造成跨微服务的远程调用（RPC，即Remote Produce Call）。

因此，现在查询购物车列表的流程变成了这样：

代码中需要变化的就是这一步：

那么问题来了：我们该如何跨服务调用，准确的说，如何在cart-service中获取item-service服务中的提供的商品数据呢？

大家思考一下，我们以前有没有实现过类似的远程查询的功能呢？

答案是肯定的，我们前端向服务端查询数据，其实就是从浏览器远程查询服务端数据。比如我们刚才通过Swagger测试商品查询接口，就是向http://localhost:8081/items这个接口发起的请求：

而这种查询就是通过http请求的方式来完成的，不仅仅可以实现远程查询，还可以实现新增、删除等各种远程请求。

假如我们在cart-service中能模拟浏览器，发送http请求到item-service，是不是就实现了跨微服务的远程调用了呢？

那么：我们该如何用Java代码发送Http的请求呢？

RestTemplate

Spring给我们提供了一个RestTemplate的API，可以方便的实现Http请求的发送。

org.springframework.web.client public class RestTemplate

extends InterceptingHttpAccessor

implements RestOperations

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

同步客户端执行HTTP请求，在底层HTTP客户端库(如JDK HttpURLConnection、Apache HttpComponents等)上公开一个简单的模板方法API。RestTemplate通过HTTP方法为常见场景提供了模板，此外还提供了支持不太常见情况的通用交换和执行方法。 RestTemplate通常用作共享组件。然而，它的配置不支持并发修改，因此它的配置通常是在启动时准备的。如果需要，您可以在启动时创建多个不同配置的RestTemplate实例。如果这些实例需要共享HTTP客户端资源，它们可以使用相同的底层ClientHttpRequestFactory。 注意:从5.0开始，这个类处于维护模式，只有对更改和错误的小请求才会被接受。请考虑使用org.springframework.web.react .client. webclient，它有更现代的API，支持同步、异步和流场景。

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

自: 3.0 参见: HttpMessageConverter, RequestCallback, ResponseExtractor, ResponseErrorHandler

其中提供了大量的方法，方便我们发送Http请求，例如：

可以看到常见的Get、Post、Put、Delete请求都支持，如果请求参数比较复杂，还可以使用exchange方法来构造请求。

我们在cart-service服务中定义一个配置类：

先将RestTemplate注册为一个Bean：

package com.hmall.cart.config;import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;@Configuration
public class RemoteCallConfig {@Beanpublic RestTemplate restTemplate() {return new RestTemplate();}
}

远程调用

接下来，我们修改cart-service中的com.hmall.cart.service.impl.CartServiceImpl的handleCartItems方法，发送http请求到item-service：

可以看到，利用RestTemplate发送http请求与前端ajax发送请求非常相似，都包含四部分信息：

• ① 请求方式
• ② 请求路径
• ③ 请求参数
• ④ 返回值类型

handleCartItems方法的完整代码如下：

private void handleCartItems(List<CartVO> vos) {// TODO 1.获取商品idSet<Long> itemIds = vos.stream().map(CartVO::getItemId).collect(Collectors.toSet());// 2.查询商品// List<ItemDTO> items = itemService.queryItemByIds(itemIds);// 2.1.利用RestTemplate发起http请求，得到http的响应ResponseEntity<List<ItemDTO>> response = restTemplate.exchange("http://localhost:8081/items?ids={ids}",HttpMethod.GET,null,new ParameterizedTypeReference<List<ItemDTO>>() {},Map.of("ids", CollUtil.join(itemIds, ",")));// 2.2.解析响应，检查HTTP响应的状态码是否在200-299范围内，表示请求成功。if(!response.getStatusCode().is2xxSuccessful()){// 查询失败，直接结束return;}// 获取响应体中的商品信息List<ItemDTO> items = response.getBody();if (CollUtils.isEmpty(items)) {return;}// 3.转为 id 到 item的mapMap<Long, ItemDTO> itemMap = items.stream().collect(Collectors.toMap(ItemDTO::getId, Function.identity()));// 4.写入vofor (CartVO v : vos) {ItemDTO item = itemMap.get(v.getItemId());if (item == null) {continue;}v.setNewPrice(item.getPrice());v.setStatus(item.getStatus());v.setStock(item.getStock());}
}

好了，现在重启cart-service，再次测试查询我的购物车列表接口：

可以发现，所有商品相关数据都已经查询到了。

在这个过程中，item-service提供了查询接口，cart-service利用Http请求调用该接口。因此item-service可以称为服务的提供者，而cart-service则称为服务的消费者或服务调用者。

总结

什么时候需要拆分微服务？

• 如果是创业型公司，最好先用单体架构快速迭代开发，验证市场运作模型，快速试错。当业务跑通以后，随着业务规模扩大、人员规模增加，再考虑拆分微服务。
• 如果是大型企业，有充足的资源，可以在项目开始之初就搭建微服务架构。

如何拆分？

• 首先要做到高内聚、低耦合
• 从拆分方式来说，有横向拆分和纵向拆分两种。纵向就是按照业务功能模块，横向则是拆分通用性业务，提高复用性

服务拆分之后，不可避免的会出现跨微服务的业务，此时微服务之间就需要进行远程调用。微服务之间的远程调用被称为RPC，即远程过程调用。RPC的实现方式有很多，比如：

• 基于Http协议
• 基于Dubbo协议

我们课堂中使用的是Http方式，这种方式不关心服务提供者的具体技术实现，只要对外暴露Http接口即可，更符合微服务的需要。

Java发送http请求可以使用Spring提供的RestTemplate，使用的基本步骤如下：

• 注册RestTemplate到Spring容器
• 调用RestTemplate的API发送请求，常见方法有：
  • getForObject：发送Get请求并返回指定类型对象
  • PostForObject：发送Post请求并返回指定类型对象
  • put：发送PUT请求
  • delete：发送Delete请求
  • exchange：发送任意类型请求，返回ResponseEntity