Spring Cloud Alibaba 本地調(diào)試介紹及方案設(shè)計(jì)
本地調(diào)試： 這里是指在開發(fā)環(huán)境中，部署了一整套的某個(gè)項(xiàng)目或者產(chǎn)品的服務(wù)，開發(fā)人員開發(fā)時(shí)，本地會起一個(gè)或多個(gè)服務(wù)，這些服務(wù)和開發(fā)環(huán)境中部署的服務(wù)是相同的，這種情況下，一個(gè)服務(wù)就會有多個(gè)實(shí)例，大多數(shù)微服務(wù)中的默認(rèn)負(fù)載均衡策略都是輪詢，這些實(shí)例會輪流被調(diào)用。
為了方便 本地調(diào)試，需要提供一種策略，可以指定在負(fù)載均衡時(shí)，選擇哪個(gè)實(shí)例進(jìn)行調(diào)用。在使用 Nacos 作為注冊中心時(shí)，可以通過 上線和下線 的方式來選擇使用哪個(gè)實(shí)例，但是這種方式只能強(qiáng)制調(diào)用某個(gè)實(shí)例，如果開發(fā)環(huán)境還有其他人在調(diào)試，自己程序 設(shè)置斷點(diǎn) 時(shí)會阻塞所有調(diào)用，非常不利于多人調(diào)試的協(xié)調(diào)。
為了解決 本地調(diào)試 的問題，本文實(shí)現(xiàn)了一種簡單實(shí)用的策略，可以通過 Nacos 動態(tài)配置服務(wù)路由，還可以基于用戶，部門，組織等級別配置服務(wù)路由，實(shí)現(xiàn) 本地調(diào)試 的同時(shí)，實(shí)際上也實(shí)現(xiàn) 灰度發(fā)布。
2 框架環(huán)境本文基于 Spring Cloud Alibaba 框架，和 Spring Cloud 相比增加了一部分針對 Dubbo 的方案，因此本文適合以下框架參考：
Spring Cloud Alibaba Spring CloudSpring Cloud GatewaySpring Cloud Ribbon
Dubbo下圖是 Spring Cloud Alibaba 框架中，一次方法調(diào)用的可能情況，Ailbaba 這部分多的是圖中 ServiceA -> ServiceB 部分使用 Dubbo 協(xié)議。Spring Cloud 框架中，用的是 ServiceA -> ServiceC 這種 Feign（HTTP） 方式。
圖中的所有過濾器和攔截器，雖然名稱不同，但是作用相同。這部分的主要作用就是 獲取或傳遞路由規(guī)則，例如，可以實(shí)現(xiàn)基于 HTTP Header 設(shè)置路由規(guī)則的配置，可以基于 HTTP 和 token 實(shí)現(xiàn)基于用戶的路由規(guī)則配置，這部分的實(shí)現(xiàn)和需求有關(guān)，沒有統(tǒng)一的實(shí)現(xiàn)。
3 方案設(shè)計(jì)這里以這兩種場景簡單舉個(gè)例子。
3.1 基于 HTTP Header 的本地調(diào)試方案
在這個(gè)方案中，按照上面的流程圖敘述一遍。
用戶調(diào)用服務(wù)前，在 Header 中設(shè)置調(diào)用規(guī)則，比如增加 service-route 請求頭，請求頭的內(nèi)容為 servicea:10.10.10.130;serviceb:10.10.10.100;servicec:10.10.10.0/24，在請求頭中指明需要控制路由的服務(wù)信息（不需要控制的直接省略走默認(rèn)）。 通過 Spring Cloud Gateway 的 GlobalFilter 實(shí)現(xiàn)提取請求頭信息，將配置信息記錄下來（如 ThreadLocal） 負(fù)載均衡時(shí)，根據(jù)這里的配置選擇優(yōu)先路由的服務(wù)，調(diào)用 ServiceA 時(shí)，仍然是 HTTP 請求，請求頭會傳遞過去。 攔截器獲取請求頭中的路由規(guī)則，這一步和 1 類似，但是屬于 Spring MVC 的攔截器，獲取路由規(guī)則后記錄下來（如 ThreadLocal） ServiceA 調(diào)用 ServiceB 是 Dubbo 協(xié)議的路徑，和 7,8 Feign 方式?jīng)]有先后順序，是兩個(gè)分支。 在 4 這一步通過 Dubbo 的 Consumer Filter 過濾器和 RpcContext 將路由信息記錄到 attachment 中，這樣可以把路由配置傳遞到 ServiceB，如果 ServiceB 還需要調(diào)用其他服務(wù)，路由仍然會起到作用。 在 Dubbo 的 Router 實(shí)現(xiàn)中，根據(jù)路由信息選擇優(yōu)先調(diào)用的服務(wù)，然后進(jìn)行調(diào)用。 Dubbo 的 Provider Filter 從 RpcContext 獲取路由配置，記錄下來（如 ThreadLocal），如果后續(xù)調(diào)用其他服務(wù)，邏輯和 4，5，6一樣。在 6 這一步的 Provider Filter 結(jié)束調(diào)用的時(shí)候，注意清空路由信息（如 ThreadLocal.clear()），避免對其他調(diào)用產(chǎn)生污染。 這一步和4，5，6沒有順序關(guān)系，是純 Spring Cloud 方式的調(diào)用，在 ServiceA 調(diào)用時(shí)，通過自定義 Ribbon 中的 IRule 實(shí)現(xiàn)基于自己路由規(guī)則的調(diào)用。 在最終調(diào)用 ServiceC 之前，通過 Feign 的 RequestInterceptor 攔截器添加 service-route 頭，將服務(wù)路由傳遞下去。 和第3步相同，通過 Spring MVC 攔截器獲取服務(wù)路由記錄下來。后續(xù)在調(diào)用其他服務(wù)時(shí)，Dubbo服務(wù)走4，5，6，F(xiàn)eign方式走7，8，9。3.2 基于操作用戶的本地調(diào)試方案
基于操作用戶的方案中，和上面類似，但是不需要在每次請求的時(shí)候設(shè)置 HTTP Header，但是需要一種方式存取服務(wù)路由的配置。
這里以使用 Nacos 配置管理實(shí)現(xiàn)服務(wù)路由配置的存取。
根據(jù)自己使用的用戶在 Nacos 配置服務(wù)路由，配置名規(guī)則如 服務(wù)名.user-routes，使用 Spring Cloud Alibaba 的默認(rèn)組 dubbo，用戶服務(wù)路由的配置規(guī)則可以自己定義，這里舉個(gè)簡單例子：
enabled: true # 啟用，停用ip: 10.10.0.0/24 # 默認(rèn)優(yōu)先IP或網(wǎng)段，所有IP都支持具體IP和網(wǎng)段userIps: # Map<Long, String>，優(yōu)先級最高，針對用戶配置 IP 優(yōu)先 # userId: IP 1: 10.10.0.100 2: 10.10.0.101# 這部分定義根據(jù)自己需要設(shè)計(jì) deptIps: # 針對部門配置 # deptId: IP 1: 10.10.0.0/24orgIps: # 針對組織配置 # orgId: IP 1: 10.10.10.0/24
Spring Cloud Gateway 的 GlobalFilter 根據(jù)請求 token 獲取 用戶信息，記錄用戶信息（如 ThreadLocal）。
負(fù)載均衡時(shí)，使用 Nacos ConfigService，根據(jù) 服務(wù)名.user-routes 查詢配置信息，同時(shí)監(jiān)聽該配置信息，根據(jù)這里的配置選擇優(yōu)先路由的服務(wù)。 攔截器根據(jù)請求 token 獲取 用戶信息，記錄用戶信息（如 ThreadLocal）。 ServiceA 調(diào)用 ServiceB 是 Dubbo 協(xié)議的路徑，和 7,8 Feign 方式?jīng)]有先后順序，是兩個(gè)分支。 在 4 這一步通過 Dubbo 的 Consumer Filter 過濾器和 RpcContext 將用戶信息記錄到 attachment 中，這樣可以把用戶信息傳遞到 ServiceB，如果 ServiceB 還需要調(diào)用其他服務(wù)，用戶信息仍然會起到作用。 在 Dubbo 的 Router 實(shí)現(xiàn)中，根據(jù)路由信息選擇優(yōu)先調(diào)用的服務(wù)，然后進(jìn)行調(diào)用。 Dubbo 的 Provider Filter 從 RpcContext 獲取用戶信息，記錄下來（如 ThreadLocal），如果后續(xù)調(diào)用其他服務(wù)，邏輯和 4，5，6一樣。在 6 這一步的 Provider Filter 結(jié)束調(diào)用的時(shí)候，注意清空用戶信息（如 ThreadLocal.clear()），避免對其他調(diào)用產(chǎn)生污染。 這一步和4，5，6沒有順序關(guān)系，是純 Spring Cloud 方式的調(diào)用，在 ServiceA 調(diào)用時(shí)，通過自定義 Ribbon 中的 IRule 實(shí)現(xiàn)基于自己路由規(guī)則的調(diào)用。 在最終調(diào)用 ServiceC 之前，通過 Feign 的 RequestInterceptor 攔截器設(shè)置token或用戶信息，將操作用戶傳遞下去。 和第3步相同，通過 Spring MVC 攔截器獲取用戶信息記錄下來。后續(xù)在調(diào)用其他服務(wù)時(shí)，Dubbo服務(wù)走4，5，6，F(xiàn)eign方式走7，8，9。本文選擇第 2 種方案，針對 1~9 步，分別講解需要實(shí)現(xiàn)的接口和接口應(yīng)用（生效）的配置。
4 實(shí)現(xiàn)要點(diǎn)上面提到的 ThreadLocal，實(shí)現(xiàn)時(shí)使用一個(gè) static 變量存儲，提供相應(yīng)的存取清空的靜態(tài)方法，方便跨接口的 用戶信息 傳遞。
4.1 Spring Cloud Gateway 全局過濾器
假設(shè)有一個(gè) UserGlobalFilter，該過濾器根據(jù) token 獲取并緩存用戶信息，在請求完成后需要清空緩存的用戶信息。
Spring Cloud Gateway 中的過濾器，直接在 @Configuration 的配置類中用 @Bean 提供即可。
4.2 Ribbon 負(fù)載均衡
實(shí)現(xiàn) ribbon-loadbalancer 中的 com.netflix.loadbalancer.IRule 接口，將來調(diào)用具體服務(wù)時(shí)通過 choose 接口返回符合條件的實(shí)例。
實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口之后，需要特殊的方式注冊該接口，在啟動類增加注解 @RibbonClients(defaultConfiguration = UserRuleConfiguration.class)，注解中指定了一個(gè)配置類，這個(gè)類一定不要添加 @Configuration 注解！！！。
在這個(gè)類中，通過 @Bean 注解返回一個(gè) IRule 接口的實(shí)現(xiàn)。
在 Ribbon 中，會創(chuàng)建一個(gè)新的 ApplicationContext 來初始化這些配置，在這個(gè)新的 ApplicationContext 中，配置的 IRule 實(shí)現(xiàn)會被使用。
4.3 Spring MVC 攔截器
實(shí)現(xiàn) HandlerInterceptor 攔截器，從請求獲取用戶信息并記錄下來。
攔截器想要生效，需要提供一個(gè)配置類，繼承 WebMvcConfigurer 接口，實(shí)現(xiàn) addInterceptors 方法，在這個(gè)方法實(shí)現(xiàn)中添加攔截器的實(shí)現(xiàn)類。
4.4 Dubbo Consumer Filter 過濾器
實(shí)現(xiàn)Dubbo 的Filter接口，通過 RpcContext 傳遞前面記錄的用戶信息。
可以在實(shí)現(xiàn)類添加 @Activate 注解，指定 group 為 CommonConstants.CONSUMER。
按照 dubbo SPI 要求，添加 META-INF/dubbo/org.apache.dubbo.rpc.Filter 文件，寫上實(shí)現(xiàn)類。
4.5 Dubbo Router 路由
這一步實(shí)際上可以放在 Dubbo 負(fù)載均衡實(shí)現(xiàn)，也可以用 Router 實(shí)現(xiàn)。
使用 Router 時(shí)，需要同時(shí)使用 RouterFactory 和 Router 接口，然后配置 RouterFactory 的 SPI 配置文件。
在 Router 的 route 方法中根據(jù)規(guī)則返回合適的 Invoker。
4.6 Dubbo Provider Filter 過濾器
實(shí)現(xiàn)Dubbo 的Filter接口，通過 RpcContext 獲取傳遞過來的用戶信息。
可以在實(shí)現(xiàn)類添加 @Activate 注解，指定 group 為 CommonConstants.PROVIDER。
按照 dubbo SPI 要求，添加 META-INF/dubbo/org.apache.dubbo.rpc.Filter 文件，寫上實(shí)現(xiàn)類。
這個(gè)實(shí)現(xiàn)類可以和 4.4 的放一個(gè) Filter 實(shí)現(xiàn)中，需要自己區(qū)分當(dāng)前是 consumer 還是 provider 實(shí)現(xiàn)不同的邏輯。
4.7 Ribbon 負(fù)載均衡，同 4.2
這一步的實(shí)現(xiàn)和 4.2 一樣，4.2 是用在 Spring Cloud Gateway 中，這里是配置到具體的服務(wù)中。配置方式一樣。
4.8 Feign RequestInterceptor 攔截器
首先實(shí)現(xiàn) RequestInterceptor 接口，在實(shí)現(xiàn)中往 requst 的 Header 中放置要傳遞的數(shù)據(jù)。
接口想要生效，需要和 Ribbon 類似的配置。
在 @EnableFeignClients 的注解中，通過 defaultConfiguration 設(shè)置一個(gè) Feign 的配置類。在這個(gè)配置中通過 @Bean 提供 RequestInterceptor 接口的實(shí)現(xiàn)。
4.9 Spring MVC 攔截器，同 4.3
4.3 中是網(wǎng)關(guān)調(diào)用服務(wù)，4.9是服務(wù)通過 Feign （或resttemplate）調(diào)用服務(wù)，對被調(diào)用的服務(wù)來說都是 HTTP 請求，因此都會執(zhí)行 Spring MVC 的攔截器，所以這里的實(shí)現(xiàn)是一樣的。
5. 總結(jié)本文提供了本地調(diào)試的方案和主要的實(shí)現(xiàn)要點(diǎn)，可以根據(jù)文中的關(guān)鍵指引和自己的實(shí)際需求實(shí)現(xiàn)自己的方案。關(guān)于本地調(diào)試如果有更好的方案，歡迎留言討論。
附：工具方法判斷IP是否相等或輸入子網(wǎng)IP的方法：
public static boolean ipInRange(String ip, String cidr) {if(cidr.indexOf(’/’) < 0) {return ip.equals(cidr);}int ipAddr = ipToInt(ip);int type = Integer.parseInt(cidr.replaceAll('.*/', ''));String cidrIp = cidr.replaceAll('/.*', '');if(type == 32){return ip.equals(cidrIp);}int cidrIpAddr = ipToInt(cidrIp);int mask = 0xFFFFFFFF << (32 - type);return (ipAddr & mask) == (cidrIpAddr & mask);}public static int ipToInt(String ip) {String[] ips = ip.split('.');return (Integer.parseInt(ips[0] << 24) |Integer.parseInt(ips[1] << 16) |Integer.parseInt(ips[2] << 8) |Integer.parseInt(ips[3]));}
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