【架构之路】微服务中常用的几种通讯方式

忿忿的泥巴坨  论坛元老 | 2024-7-11 07:58:04 | 显示全部楼层 | 阅读模式
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引言

微服务架构由于其灵活性、高可扩展性和易维护性，已成为构建复杂系统的主流选择。
微服务架构将系统拆分为多个独立的服务，每个服务负责特定的功能，并通过各种通讯方式进行协作。
这些通讯方式在确保系统高效、可靠运行的过程中起着至关重要的作用。
本文将先容几种常见的微服务通讯方式，包括HTTP REST、gRPC、消息队列和WebSocket，并通过Java示例阐明它们的应用场景和实现方法。
几种通讯方式

在微服务架构中，服务之间的通讯是关键组件之一。常见的通讯方式包括HTTP REST、gRPC、消息队列、以及基于WebSocket的通讯。下面举例阐明这些通讯方式。
1. HTTP REST

HTTP REST是一种广泛利用的同步通讯方式。每个微服务通过HTTP请求相互通讯，通常利用JSON作为数据格式。
示例：
假设有两个微服务，一个用于用户管理（User Service），另一个用于订单管理（Order Service）。Order Service需要从User Service获取用户信息。
User Service:
  1. @RestController
  2. @RequestMapping("/users")
  3. public class UserController {
  5.     @GetMapping("/{id}")
  6.     public ResponseEntity<User> getUserById(@PathVariable String id) {
  7.         // 假设从数据库获取用户信息
  8.         User user = userService.findUserById(id);
  9.         return ResponseEntity.ok(user);
  10.     }
  11. }
复制代码
Order Service:
  1. @Service
  2. public class UserServiceClient {
  4.     private final RestTemplate restTemplate;
  6.     @Autowired
  7.     public UserServiceClient(RestTemplate restTemplate) {
  8.         this.restTemplate = restTemplate;
  9.     }
  11.     public User getUserById(String userId) {
  12.         String url = "http://USER-SERVICE/users/" + userId;
  13.         return restTemplate.getForObject(url, User.class);
  14.     }
  15. }
复制代码
设置RestTemplate:
  1. @Configuration
  2. public class RestTemplateConfig {
  4.     @Bean
  5.     public RestTemplate restTemplate() {
  6.         return new RestTemplate();
  7.     }
  8. }
复制代码
2. gRPC

gRPC是Google开源的一个高性能、通用的RPC框架，利用Protocol Buffers作为接口界说语言，并支持多种编程语言。
示例：
假设有两个微服务，一个用于用户管理（User Service），另一个用于订单管理（Order Service）。Order Service需要从User Service获取用户信息。
User Service:
1.界说.proto文件：
  1. syntax = "proto3";
  3. option java_package = "com.example.userservice";
  4. option java_outer_classname = "UserServiceProto";
  6. service UserService {
  7.     rpc GetUser (UserRequest) returns (UserResponse) {}
  8. }
  10. message UserRequest {
  11.     string id = 1;
  12. }
  14. message UserResponse {
  15.     string id = 1;
  16.     string name = 2;
  17.     string email = 3;
  18. }
复制代码
2.实现服务端：
  1. public class UserServiceImpl extends UserServiceGrpc.UserServiceImplBase {
  3.     @Override
  4.     public void getUser(UserRequest request, StreamObserver<UserResponse> responseObserver) {
  5.         // 假设从数据库获取用户信息
  6.         UserResponse response = UserResponse.newBuilder()
  7.                 .setId(request.getId())
  8.                 .setName("John Doe")
  9.                 .setEmail("john.doe@example.com")
  10.                 .build();
  11.         responseObserver.onNext(response);
  12.         responseObserver.onCompleted();
  13.     }
  14. }
复制代码
3.设置并启动gRPC服务器：
  1. public class GrpcServer {
  3.     public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
  4.         Server server = ServerBuilder.forPort(8080)
  5.                 .addService(new UserServiceImpl())
  6.                 .build();
  8.         server.start();
  9.         System.out.println("Server started on port 8080");
  10.         server.awaitTermination();
  11.     }
  12. }
复制代码
Order Service:
1.创建gRPC客户端：
  1. public class UserServiceClient {
  3.     private final UserServiceGrpc.UserServiceBlockingStub userServiceStub;
  5.     public UserServiceClient() {
  6.         ManagedChannel channel = ManagedChannelBuilder.forAddress("localhost", 8080)
  7.                 .usePlaintext()
  8.                 .build();
  9.         userServiceStub = UserServiceGrpc.newBlockingStub(channel);
  10.     }
  12.     public UserResponse getUserById(String userId) {
  13.         UserRequest request = UserRequest.newBuilder().setId(userId).build();
  14.         return userServiceStub.getUser(request);
  15.     }
  16. }
复制代码
3. 消息队列

消息队列是一种异步通讯方式，常用的消息队列系统有RabbitMQ、Apache Kafka等。消息队列可以解耦生产者和消费者，实现异步处理。
示例：
假设有两个微服务，一个用于订单管理（Order Service），另一个用于关照服务（Notification Service）。订单服务在订单创建后发送消息到消息队列，关照服务吸收并处理消息。
Order Service:
  1. @Service
  2. public class OrderService {
  4.     private final RabbitTemplate rabbitTemplate;
  6.     @Autowired
  7.     public OrderService(RabbitTemplate rabbitTemplate) {
  8.         this.rabbitTemplate = rabbitTemplate;
  9.     }
  11.     public void createOrder(Order order) {
  12.         // 创建订单逻辑
  13.         rabbitTemplate.convertAndSend("order.exchange", "order.created", order);
  14.     }
  15. }
复制代码
Notification Service:
  1. @Service
  2. public class NotificationService {
  4.     @RabbitListener(queues = "order.queue")
  5.     public void handleOrderCreated(Order order) {
  6.         // 处理订单创建通知
  7.         System.out.println("Received order: " + order);
  8.     }
  9. }
复制代码
设置RabbitMQ:
  1. @Configuration
  2. public class RabbitMQConfig {
  4.     @Bean
  5.     public Queue queue() {
  6.         return new Queue("order.queue");
  7.     }
  9.     @Bean
  10.     public TopicExchange exchange() {
  11.         return new TopicExchange("order.exchange");
  12.     }
  14.     @Bean
  15.     public Binding binding(Queue queue, TopicExchange exchange) {
  16.         return BindingBuilder.bind(queue).to(exchange).with("order.created");
  17.     }
  18. }
复制代码
4. WebSocket

WebSocket是一种双向通讯协议，适用于需要实时通讯的场景。
示例：
假设有一个谈天应用，两个微服务分别处理用户和谈天信息。
Chat Service:
  1. @Configuration
  2. @EnableWebSocket
  3. public class WebSocketConfig implements WebSocketConfigurer {
  5.     @Override
  6.     public void registerWebSocketHandlers(WebSocketHandlerRegistry registry) {
  7.         registry.addHandler(new ChatWebSocketHandler(), "/chat");
  8.     }
  9. }
  11. @Component
  12. public class ChatWebSocketHandler extends TextWebSocketHandler {
  14.     @Override
  15.     public void handleTextMessage(WebSocketSession session, TextMessage message) throws Exception {
  16.         // 处理收到的消息
  17.         session.sendMessage(new TextMessage("Received: " + message.getPayload()));
  18.     }
  19. }
复制代码
应用场景

不同的通讯方式适用于不同的应用场景，每种方式都有其优缺点和适用领域。以下是对上述几种通讯方式的应用场景的阐明：
1. HTTP REST

应用场景：


  • Web服务与API接口：HTTP REST是构建Web服务和API接口的首选方法，广泛应用于提供对外部系统的访问接口。
  • 同步请求相应：适用于需要立即得到相应的请求，比如用户查询、订单查询等。
  • 简朴易用：对开发者友好，易于实现和调试，恰当快速开发。
示例场景：


  • 用户注册、登录等操作。
  • 产品信息查询，订单管理系统。
2. gRPC

应用场景：


  • 高性能通讯：适用于需要高性能、低耽误通讯的场景，如微服务之间的大量数据传输。
  • 多语言支持：适用于多语言环境，因为gRPC支持多种编程语言。
  • 严格的接口界说：适用于需要严格接口和数据类型束缚的场景，通过Protocol Buffers界说接口。
示例场景：


  • 实时数据处理，如在线游戏、实时数据分析。
  • 微服务内部通讯，如电商系统中的订单服务与库存服务之间的通讯。
3. 消息队列

应用场景：


  • 异步处理：适用于需要异步处理的场景，克制长时间的同步等待。
  • 解耦系统：适用于渴望解耦生产者和消费者的场景，使得系统更加灵活和可扩展。
  • 任务队列：适用于需要将任务放入队列中逐步处理的场景，如邮件发送、日志处理。
示例场景：


  • 订单创建后发送关照或进行库存更新。
  • 用户注册后发送欢迎邮件。
  • 日志收集与处理系统。
4. WebSocket

应用场景：


  • 实时通讯：适用于需要实时双向通讯的场景，如谈天应用、在线游戏、实时协作工具。
  • 低耽误要求：适用于对耽误有严格要求的应用，能够提供连续的低耽误连接。
  • 状态保持：适用于需要保持连接状态的应用，如实时数据更新。
示例场景：


  • 谈天应用，如即时消息系统。
  • 实时交易平台，如股票交易、加密钱币交易。
  • 实时协作工具，如在线文档协作、实时编辑器。
场景应用总结



  • HTTP REST适用于简朴的请求相应模型和对外提供API的场景，易于实现和利用。
  • gRPC适用于需要高性能通讯和严格接口界说的场景，恰当多语言环境和实时数据处理。
  • 消息队列适用于异步处理和解耦的场景，恰当任务队列和事件驱动架构。
  • WebSocket适用于需要实时双向通讯和低耽误的场景，恰当实时应用和需要保持连接状态的场景。
根据具体的业务需求和性能要求，开发者可以选择最恰当的通讯方式来实现微服务之间的通讯。
总结

微服务通讯方式的选择在很大程度上影响系统的性能、可靠性和扩展性。
通过了解和掌握HTTP REST、gRPC、消息队列和WebSocket等不同通讯方式的特点和应用场景，开发者可以根据具体业务需求选择最合适的通讯方式，从而构建出高效、灵活和可扩展的微服务系统。
在现实应用中，大概需要结合多种通讯方式，以发挥各自的优势，满意系统的不同需求。
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