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這篇文章主要介紹“怎么使用Spring Boot+gRPC構建微服務并部署”，在日常操作中，相信很多人在怎么使用Spring Boot+gRPC構建微服務并部署問題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡單好用的操作方法，希望對大家解答”怎么使用Spring Boot+gRPC構建微服務并部署”的疑惑有所幫助！接下來，請跟著小編一起來學習吧！
目前，對于Java技術棧來說，構建微服務的最佳選擇是Spring Boot而Spring Boot一般搭配目前落地案例很多的微服務框架Spring Cloud來使用。
Spring Cloud看似很完美，但是在實際上手開發后，很容易就會發現Spring Cloud存在以下比較嚴重的問題：
服務治理相關的邏輯存在于Spring Cloud Netflix等SDK中，與業務代碼緊密耦合。
SDK對業務代碼侵入太大，SDK發生升級且無法向下兼容時，業務代碼必須做出改變以適配SDK的升級——即使業務邏輯并沒有發生任何變化。
各種組件令人眼花繚亂，質量也參差不齊，學習成本太高，且組件之間代碼很難完全復用，僅僅為了實現治理邏輯而學習SDK也并不是很好的選擇。
綁定于Java技術棧，雖然可以接入其他語言但要手動實現服務治理相關的邏輯，不符合微服務“可以用多種語言進行開發”的原則。
Spring Cloud僅僅是一個開發框架，沒有實現微服務所必須的服務調度、資源分配等功能，這些需求要借助Kubernetes等平臺來完成。但Spring Cloud與Kubernetes功能上有重合，且部分功能也存在沖突，二者很難完美配合。
替代Spring Cloud的選擇有沒有呢？有！它就是Istio。
Istio徹底把治理邏輯從業務代碼中剝離出來，成為了獨立的進程（Sidecar）。部署時兩者部署在一起，在一個Pod里共同運行，業務代碼完全感知不到Sidecar的存在。這就實現了治理邏輯對業務代碼的零侵入——實際上不僅是代碼沒有侵入，在運行時兩者也沒有任何的耦合。這使得不同的微服務完全可以使用不同語言、不同技術棧來開發，也不用擔心服務治理問題，可以說這是一種很優雅的解決方案了。
所以，“為什么要使用Istio”這個問題也就迎刃而解了——因為Istio解決了傳統微服務諸如業務邏輯與服務治理邏輯耦合、不能很好地實現跨語言等痛點，而且非常容易使用。只要會用Kubernetes，學習Istio的使用一點都不困難。
在微服務架構中，服務之間的通信是一個比較大的問題，一般采用RPC或者RESTful API來實現。
Spring Boot可以使用RestTemplate調用遠程服務，但這種方式不直觀，代碼也比較復雜，進行跨語言通信也是個比較大的問題；而gRPC相比Dubbo等常見的Java RPC框架更加輕量，使用起來也很方便，代碼可讀性高，并且與Istio和Kubernetes可以很好地進行整合，在Protobuf和HTTP2的加持下性能也還不錯，所以這次選擇了gRPC來解決Spring Boot微服務間通信的問題。并且，雖然gRPC沒有服務發現、負載均衡等能力，但是Istio在這方面就非常強大，兩者形成了完美的互補關系。
由于考慮到各種grpc-spring-boot-starter可能會對Spring Boot與Istio的整合產生不可知的副作用，所以這一次我沒有用任何的grpc-spring-boot-starter，而是直接手寫了gRPC與Spring Boot的整合。不想借助第三方框架整合gRPC和Spring Boot的可以簡單參考一下我的實現。
首先使用Spring Initializr建立父級項目spring-boot-istio，并引入gRPC的依賴。pom文件如下：
<?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 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"> <modelVersion>4.0.0</modelVersion> <modules> <module>spring-boot-istio-api</module> <module>spring-boot-istio-server</module> <module>spring-boot-istio-client</module> </modules> <parent> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId> <version>2.2.6.RELEASE</version> <relativePath/> </parent> <groupId>site.wendev</groupId> <artifactId>spring-boot-istio</artifactId> <version>0.0.1-SNAPSHOT</version> <name>spring-boot-istio</name> <description>Demo project for Spring Boot With Istio.</description> <packaging>pom</packaging> <properties> <java.version>1.8</java.version> </properties> <dependencyManagement> <dependencies> <dependency> <groupId>io.grpc</groupId> <artifactId>grpc-all</artifactId> <version>1.28.1</version> </dependency> </dependencies> </dependencyManagement> </project>
然后建立公共依賴模塊spring-boot-istio-api，pom文件如下，主要就是gRPC的一些依賴：
<?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>spring-boot-istio</artifactId>
<groupId>site.wendev</groupId>
<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
</parent>
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
<artifactId>spring-boot-istio-api</artifactId>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>io.grpc</groupId>
<artifactId>grpc-all</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>javax.annotation</groupId>
<artifactId>javax.annotation-api</artifactId>
<version>1.3.2</version>
</dependency>
</dependencies>
<build>
<extensions>
<extension>
<groupId>kr.motd.maven</groupId>
<artifactId>os-maven-plugin</artifactId>
<version>1.6.2</version>
</extension>
</extensions>
<plugins>
<plugin>
<groupId>org.xolstice.maven.plugins</groupId>
<artifactId>protobuf-maven-plugin</artifactId>
<version>0.6.1</version>
<configuration>
<protocArtifact>com.google.protobuf:protoc:3.11.3:exe:${os.detected.classifier}</protocArtifact>
<pluginId>grpc-java</pluginId>
<pluginArtifact>io.grpc:protoc-gen-grpc-java:1.28.1:exe:${os.detected.classifier}</pluginArtifact>
<protocExecutable>/Users/jiangwen/tools/protoc-3.11.3/bin/protoc</protocExecutable>
</configuration>
<executions>
<execution>
<goals>
<goal>compile</goal>
<goal>compile-custom</goal>
</goals>
</execution>
</executions>
</plugin>
</plugins>
</build>
</project>建立src/main/proto文件夾，在此文件夾下建立hello.proto，定義服務間的接口如下：
syntax = "proto3";
option java_package = "site.wendev.spring.boot.istio.api";
option java_outer_classname = "HelloWorldService";
package helloworld;
service HelloWorld {
rpc SayHello (HelloRequest)
returns (HelloResponse) {}
}
message HelloRequest {
string name = 1;
}
message HelloResponse {
string message = 1;
}很簡單，就是發送一個name返回一個帶name的message。
然后生成服務端和客戶端的代碼，并且放到java文件夾下。這部分內容可以參考gRPC的官方文檔。
有了API模塊之后，就可以編寫服務提供者（服務端）和服務消費者（客戶端）了。這里我們重點看一下如何整合gRPC和Spring Boot。
1) 服務端
業務代碼非常簡單：
/**
* 服務端業務邏輯實現
*
* @author 江文
* @date 2020/4/12 2:49 下午
*/
@Slf4j
@Component
public class HelloServiceImpl extends HelloWorldGrpc.HelloWorldImplBase {
@Override
public void sayHello(HelloWorldService.HelloRequest request,
StreamObserver<HelloWorldService.HelloResponse> responseObserver) {
// 根據請求對象建立響應對象，返回響應信息
HelloWorldService.HelloResponse response = HelloWorldService.HelloResponse
.newBuilder()
.setMessage(String.format("Hello, %s. This message comes from gRPC.", request.getName()))
.build();
responseObserver.onNext(response);
responseObserver.onCompleted();
log.info("Client Message Received：[{}]", request.getName());
}
}光有業務代碼還不行，我們還需要在應用啟動時把gRPC Server也給一起啟動起來。首先寫一下Server端的啟動、關閉等邏輯：
/**
* gRPC Server的配置——啟動、關閉等
* 需要使用<code>@Component</code>注解注冊為一個Spring Bean
*
* @author 江文
* @date 2020/4/12 2:56 下午
*/
@Slf4j
@Componentpublic class GrpcServerConfiguration {
@Autowired
HelloServiceImpl service;
/** 注入配置文件中的端口信息 */
@Value("${grpc.server-port}")
private int port;
private Server server;
public void start() throws IOException {
// 構建服務端
log.info("Starting gRPC on port {}.", port);
server = ServerBuilder.forPort(port).addService(service).build().start();
log.info("gRPC server started, listening on {}.", port);
// 添加服務端關閉的邏輯
Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(() -> {
log.info("Shutting down gRPC server.");
GrpcServerConfiguration.this.stop();
log.info("gRPC server shut down successfully.");
}));
}
private void stop() {
if (server != null) {
// 關閉服務端
server.shutdown();
}
}
public void block() throws InterruptedException {
if (server != null) {
// 服務端啟動后直到應用關閉都處于阻塞狀態，方便接收請求
server.awaitTermination();
}
}
}定義好gRPC的啟動、停止等邏輯后，就可以使用CommandLineRunner把它加入到Spring Boot的啟動中去了：
/**
* 加入gRPC Server的啟動、停止等邏輯到Spring Boot的生命周期中
*
* @author 江文
* @date 2020/4/12 3:10 下午
*/
@Component
public class GrpcCommandLineRunner implements CommandLineRunner {
@Autowired
GrpcServerConfiguration configuration;
@Override
public void run(String... args) throws Exception {
configuration.start();
configuration.block();
}
}之所以要把gRPC的邏輯注冊成Spring Bean，就是因為在這里要獲取到它的實例并進行相應的操作。
這樣，在啟動Spring Boot時，由于CommandLineRunner的存在，gRPC服務端也就可以一同啟動了。
2) 客戶端
業務代碼同樣非常簡單：
/**
* 客戶端業務邏輯實現
*
* @author 江文
* @date 2020/4/12 3:26 下午
*/
@RestController
@Slf4j
public class HelloController {
@Autowired
GrpcClientConfiguration configuration;
@GetMapping("/hello")
public String hello(@RequestParam(name = "name", defaultValue = "JiangWen", required = false) String name) {
// 構建一個請求 HelloWorldService.HelloRequest request = HelloWorldService.HelloRequest
.newBuilder()
.setName(name)
.build(); // 使用stub發送請求至服務端
HelloWorldService.HelloResponse response = configuration.getStub().sayHello(request);
log.info("Server response received: [{}]", response.getMessage());
return response.getMessage();
}
}在啟動客戶端時，我們需要打開gRPC的客戶端，并獲取到channel和stub以進行RPC通信，來看看gRPC客戶端的實現邏輯：
/**
* gRPC Client的配置——啟動、建立channel、獲取stub、關閉等
* 需要注冊為Spring Bean
*
* @author 江文
* @date 2020/4/12 3:27 下午
*/
@Slf4j
@Component
public class GrpcClientConfiguration {
/** gRPC Server的地址 */
@Value("${server-host}")
private String host;
/** gRPC Server的端口 */
@Value("${server-port}")
private int port;
private ManagedChannel channel;
private HelloWorldGrpc.HelloWorldBlockingStub stub;
public void start() {
// 開啟channel
channel = ManagedChannelBuilder.forAddress(host, port).usePlaintext().build();
// 通過channel獲取到服務端的stub
stub = HelloWorldGrpc.newBlockingStub(channel);
log.info("gRPC client started, server address: {}:{}", host, port);
}
public void shutdown() throws InterruptedException {
// 調用shutdown方法后等待1秒關閉channel
channel.shutdown().awaitTermination(1, TimeUnit.SECONDS);
log.info("gRPC client shut down successfully.");
}
public HelloWorldGrpc.HelloWorldBlockingStub getStub() {
return this.stub;
}
}比服務端要簡單一些。
最后，仍然需要一個CommandLineRunner把這些啟動邏輯加入到Spring Boot的啟動過程中：
/**
* 加入gRPC Client的啟動、停止等邏輯到Spring Boot生命周期中
*
* @author 江文
* @date 2020/4/12 3:36 下午
*/
@Component
@Slf4j
public class GrpcClientCommandLineRunner implements CommandLineRunner {
@Autowired
GrpcClientConfiguration configuration;
@Override
public void run(String... args) {
// 開啟gRPC客戶端
configuration.start();
// 添加客戶端關閉的邏輯
Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(() -> {
try {
configuration.shutdown();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}));
}
}業務代碼跑通之后，就可以制作Docker鏡像，準備部署到Istio中去了。
在開始編寫Dockerfile之前，先改動一下客戶端的配置文件：
server:
port: 19090
spring:
application:
name: spring-boot-istio-clientserver-host: ${server-host}server-port: ${server-port}接下來編寫Dockerfile：
1) 服務端：
FROM openjdk:8u121-jdk RUN /bin/cp /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime \ && echo 'Asia/Shanghai' >/etc/timezone ADD /target/spring-boot-istio-server-0.0.1-SNAPSHOT.jar /ENV SERVER_PORT="18080" ENTRYPOINT java -jar /spring-boot-istio-server-0.0.1-SNAPSHOT.jar
主要是規定服務端應用的端口為18080，并且在容器啟動時讓服務端也一起啟動。
2) 客戶端：
FROM openjdk:8u121-jdk RUN /bin/cp /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime \ && echo 'Asia/Shanghai' >/etc/timezoneADD /target/spring-boot-istio-client-0.0.1-SNAPSHOT.jar /ENV GRPC_SERVER_HOST="spring-boot-istio-server"ENV GRPC_SERVER_PORT="18888"ENTRYPOINT java -jar /spring-boot-istio-client-0.0.1-SNAPSHOT.jar \ --server-host=$GRPC_SERVER_HOST \ --server-port=$GRPC_SERVER_PORT
可以看到這里添加了啟動參數，配合前面的配置，當這個鏡像部署到Kubernetes集群時，就可以在Kubernetes的配合之下通過服務名找到服務端了。
同時，服務端和客戶端的pom文件中添加：
<build>
<plugins>
<plugin>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
<configuration>
<executable>true</executable>
</configuration>
</plugin>
<plugin>
<groupId>com.spotify</groupId>
<artifactId>dockerfile-maven-plugin</artifactId>
<version>1.4.13</version>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>javax.activation</groupId>
<artifactId>activation</artifactId>
<version>1.1</version>
</dependency>
</dependencies>
<executions>
<execution>
<id>default</id>
<goals>
<goal>build</goal>
<goal>push</goal>
</goals>
</execution>
</executions>
<configuration>
<repository>wendev-docker.pkg.coding.net/develop/docker/${project.artifactId}</repository>
<tag>${project.version}</tag>
<buildArgs>
<JAR_FILE>${project.build.finalName}.jar</JAR_FILE>
</buildArgs>
</configuration>
</plugin>
</plugins>
</build>這樣執行mvn clean package時就可以同時把docker鏡像構建出來了。
有了鏡像之后，就可以寫部署文件了：
1) 服務端：
apiVersion: v1 kind: Servicemetadata: name: spring-boot-istio-server spec: type: ClusterIP ports: - name: http port: 18080 targetPort: 18080 - name: grpc port: 18888 targetPort: 18888 selector: app: spring-boot-istio-server ---apiVersion: apps/v1 kind: Deploymentmetadata: name: spring-boot-istio-server spec: replicas: 1 selector: matchLabels: app: spring-boot-istio-server template: metadata: labels: app: spring-boot-istio-server spec: containers: - name: spring-boot-istio-server image: wendev-docker.pkg.coding.net/develop/docker/spring-boot-istio-server:0.0.1-SNAPSHOT imagePullPolicy: Always tty: true ports: - name: http protocol: TCP containerPort: 18080 - name: grpc protocol: TCP containerPort: 18888
主要是暴露服務端的端口：18080和gRPC Server的端口18888，以便可以從Pod外部訪問服務端。
2) 客戶端：
apiVersion: v1 kind: Servicemetadata: name: spring-boot-istio-client spec: type: ClusterIP ports: - name: http port: 19090 targetPort: 19090 selector: app: spring-boot-istio-client ---apiVersion: apps/v1 kind: Deploymentmetadata: name: spring-boot-istio-client spec: replicas: 1 selector: matchLabels: app: spring-boot-istio-client template: metadata: labels: app: spring-boot-istio-client spec: containers: - name: spring-boot-istio-client image: wendev-docker.pkg.coding.net/develop/docker/spring-boot-istio-client:0.0.1-SNAPSHOT imagePullPolicy: Always tty: true ports: - name: http protocol: TCP containerPort: 19090
主要是暴露客戶端的端口19090，以便訪問客戶端并調用服務端。
如果想先試試把它們部署到k8s可不可以正常訪問，可以這樣配置Ingress：
apiVersion: networking.k8s.io/v1beta1 kind: Ingressmetadata: name: nginx-web annotations: kubernetes.io/ingress.class: "nginx" nginx.ingress.kubernetes.io/use-reges: "true" nginx.ingress.kubernetes.io/proxy-connect-timeout: "600" nginx.ingress.kubernetes.io/proxy-send-timeout: "600" nginx.ingress.kubernetes.io/proxy-read-timeout: "600" nginx.ingress.kubernetes.io/proxy-body-size: "10m" nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: / spec: rules: - host: dev.wendev.site http: paths: - path: / backend: serviceName: spring-boot-istio-client servicePort: 19090
Istio的網關配置文件與k8s不大一樣：
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3 kind: Gatewaymetadata: name: spring-boot-istio-gateway spec: selector: istio: ingressgateway servers: - port: number: 80 name: http protocol: HTTP hosts: - "*" ---apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3 kind: Virtual Servicemetadata: name: spring-boot-istio spec: hosts: - "*" gateways: - spring-boot-istio-gateway http: - match: - uri: exact: /hello route: - destination: host: spring-boot-istio-client port: number: 19090
主要就是暴露/hello這個路徑，并且指定對應的服務和端口。
首先搭建k8s集群并且安裝istio。我使用的k8s版本是1.16.0，Istio版本是最新的1.6.0-alpha.1，使用istioctl命令安裝Istio。建議跑通官方的bookinfo示例之后再來部署本項目。
注：以下命令都是在開啟了自動注入Sidecar的前提下運行的
我是在虛擬機中運行的k8s，所以istio-ingressgateway沒有外部ip：
$ kubectl get svc istio-ingressgateway -n istio-system NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGEistio-ingressgateway NodePort 10.97.158.232 <none> 15020:30388/TCP,80:31690/TCP,443:31493/TCP,15029:32182/TCP,15030:31724/TCP,15031:30887/TCP,15032:30369/TCP,31400:31122/TCP,15443:31545/TCP 26h
所以，需要設置IP和端口，以NodePort的方式訪問gateway：
export INGRESS_PORT=$(kubectl -n istio-system get service istio-ingressgateway -o jsonpath='{.spec.ports[?(@.name=="http2")].nodePort}')
export SECURE_INGRESS_PORT=$(kubectl -n istio-system get service istio-ingressgateway -o jsonpath='{.spec.ports[?(@.name=="https")].nodePort}')
export INGRESS_HOST=127.0.0.1export GATEWAY_URL=$INGRESS_HOST:$INGRESS_PORT這樣就可以了。
接下來部署服務：
$ kubectl apply -f spring-boot-istio-server.yml $ kubectl apply -f spring-boot-istio-client.yml $ kubectl apply -f istio-gateway.yml
必須要等到兩個pod全部變為Running而且Ready變為2/2才算部署完成。
接下來就可以通過
curl -s http://${GATEWAY_URL}/hello訪問到服務了。如果成功返回了Hello, JiangWen. This message comes from gRPC.的結果，沒有出錯則說明部署完成。
到此，關于“怎么使用Spring Boot+gRPC構建微服務并部署”的學習就結束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實踐的搭配能更好的幫助大家學習，快去試試吧！若想繼續學習更多相關知識，請繼續關注億速云網站，小編會繼續努力為大家帶來更多實用的文章！
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