四阶段笔记

KurimulaAiri2025/5/31大约 17 分钟

学习大纲

springboot
nginx
redis
微服务 —— springcloud

案例：京东秒杀平台

四阶段需要解决的问题：高并发、高可用、高性能

三阶段问题：依赖太多，配置文件太多

解决方法：使用springboot

L1 springboot

启动器 —— spring-boot-starter-xxx 默认配置

springboot思想：约束大于配置

创建springboot项目：

可使用的方法：idea脚手架、maven

注意

springboot2 spring5.0 支持jdk 8

springboot3 spring6.0 支持jdk17

使用idea创建时需要使用阿里云镜像，才能使用jdk 8

https://start.aliyun.com

修改maven文件导入依赖

<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">
  <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

  <groupId>com.cykj</groupId>
  <artifactId>demo1</artifactId>
  <version>1.0-SNAPSHOT</version>
  <packaging>jar</packaging>

  <!-- 继承springboot -->
  <parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <!-- jdk 8 不支持 3.0的springboot -->
    <version>2.6.13</version>
    <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
  </parent>

  <name>demo1</name>
  <url>http://maven.apache.org</url>

  <properties>
    <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
    <maven.compiler.source>8</maven.compiler.source>
    <maven.compiler.release>8</maven.compiler.release>
    <maven.compiler.target>8</maven.compiler.target>
  </properties>

  <dependencies>
   <!-- 导入springboot启动器、内置tomcat mvc -->
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
  </dependencies>
</project>

默认生成的主函数需要修改成下图的样子

替换函数内容为：SpringApplication.run(App.class, args);
替换类注解为：@SpringBootApplication

默认包扫描为启动类同层的下一级包

假设文件目录结构为：

文件目录结构
src
└── main
    ├── java
    │   └── com
    │       └── cykj
    │           ├── App.java
    │           ├── Test.java
    │           └── controller
    │               └── HelloController.java
    └── resources
        └── application.yml

那么默认的包扫描范围为：com.cykj.** （** 表示任意层级），这里的 HelloController 类会被扫描到，而 Test.java 类不会被扫描到。

如果需要扫描其他层级的包，可以在 @SpringBootApplication 注解中添加 scanBasePackages 属性，指定需要扫描的包路径。

请求静态文件默认在resource下的static目录

比如这个地址就会直接访问static下的1.jpg http://localhost:9900/1.jpg

两种配置文件都可以使用，properties优先级高于yml

mybatis的相关配置

一些思考：拦截器、文件上传如何实现

L2 springboot-starter

文件上传的大小有限制，现阶段问题是如果上传文件太大就无法上传

在配置里可以修改上传大小限制

application.yml
spring:
  servlet:
    multipart:
      max-file-size: 10MB
      max-request-size: 10MB

为什么使用启动器（springboot-starter）

相对ssm springboot有什么优点 ==> 启动器 ==> springboot如何装配 ==> 启动器原理 ==> 了解过哪些启动器 ==> 会自动导依赖，进行一些默认配置

案例：写一个验证码的启动器来了解启动器的配置

验证码启动器

具体步骤：

1.创建一个独立的工程

使用idea脚手架创建quick-start项目，项目的命名规则应为：xxx-spring-boot-starter

通过修改需要将文件结构调整为：

调整后的文件结构
src
└── main
    ├── java
    │   └── com
    │       └── cykj
    │           ├── config
    │           │   └── CodeProperties.java
    │           ├── entity
    │           │   └── Code.java
    │           ├── filter
    │           │   └── CodeFilter.java
    │           └── utils
    │               └── CodeUtils.java
    │           
    │           
    └── resources
        ├── additional-spring-configuration-metadata.json
        └── spring.factories

2.导入相关依赖

<properties>
    <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
    <spring.boot.version>2.6.13</spring.boot.version>
</properties>

<dependencies>
    <!-- 自动装配 -->
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-autoconfigure</artifactId>
      <version>${spring.boot.version}</version>
    </dependency>

    <!-- 配置处理器 -->
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-configuration-processor</artifactId>
      <version>${spring.boot.version}</version>
    </dependency>
  </dependencies>

3、默认配置信息 additional-spring-configuration-metadata.json （例如：宽度，高度，字数，干扰线）

默认结构

{
  "groups": [],
  "properties": [
    {
      "name": "cykj.code.height",
      "type": "java.lang.Integer",
      "description": "验证码高度",
      "defaultValue": 50
    },
    {
      "name": "cykj.code.width",
      "type": "java.lang.Integer",
      "description": "验证码宽度",
      "defaultValue": 200
    },
    {
      "name": "cykj.code.line-count",
      "type": "java.lang.Integer",
      "description": "验证码干扰线数量",
      "defaultValue": 10
    },
    {
      // 这里是配置类里配置项的名称
      "name": "cykj.code.code-count",
      // 设定类型
      "type": "java.lang.Integer",
      // 输入配置项时的提示词
      "description": "验证码字符数量",
      // 默认值
      "defaultValue": 20
    }

  ]
}

4、写默认配置选项属性类（将上面的值写在这个类里面）

package com.cykj.entity;

import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;

/**
 * Description:  TODO
 * 验证码配置属性实体类
 * @author Guguguy
 * @version 1.0
 * @since 2025/2/20 下午3:34
 */

// 设置配置文件内修改配置的键名前缀，会去读取配置文件内cykj.code.开头的配置，会自动覆盖
// 需要在启动类上添加@EnableConfigurationProperties(CodeEntity.class)注解
@ConfigurationProperties(prefix = "cykj.code")
public class CodeEntity {
    private Integer height = 50;
    private Integer width = 150;
    private Integer codeCount = 4;
    private Integer lineCount = 20;

    public CodeEntity() {
    }

    public CodeEntity(Integer codeCount, Integer height, Integer lineCount, Integer width) {
        this.codeCount = codeCount;
        this.height = height;
        this.lineCount = lineCount;
        this.width = width;
    }

    public Integer getCodeCount() {
        return codeCount;
    }

    public void setCodeCount(Integer codeCount) {
        this.codeCount = codeCount;
    }

    public Integer getHeight() {
        return height;
    }

    public void setHeight(Integer height) {
        this.height = height;
    }

    public Integer getLineCount() {
        return lineCount;
    }

    public void setLineCount(Integer lineCount) {
        this.lineCount = lineCount;
    }

    public Integer getWidth() {
        return width;
    }

    public void setWidth(Integer width) {
        this.width = width;
    }
}

5、验证码具体业务

6、写到配置类上（具体的业务加载到ioc容器去）

package com.cykj.config;

import com.cykj.entity.CodeEntity;
import com.cykj.service.CodeService;
import org.springframework.boot.context.properties.EnableConfigurationProperties;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

/**
 * Description: TODO
 * 验证码配置类
 * @author Guguguy
 * @version 1.0
 * @since 2025/2/20 下午3:49
 */


@Configuration
// 开启配置属性自动注入
@EnableConfigurationProperties(CodeEntity.class)
public class CodeConfig {

    private CodeEntity codeEntity;


    // 构造器注入，仅限上面的@EnableConfigurationProperties(CodeEntity.class)里面的CodeEntity能注入
    public CodeConfig(CodeEntity codeEntity) {
        this.codeEntity = codeEntity;
    }

    @Bean
    public CodeService codeService() {
        return new CodeService(codeEntity);
    }
}

7、spring.factories 自动加载配置类开启自动加载

org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=com.cykj.config.CodeConfig

8、打包到本地，安装到本地仓库

然后就可以通过依赖注入的方式获取验证码

创建课程案例（京东秒杀平台）

vant ui

L3 nginx

目前架构：单体架构 ===》无法承受过多访问 ===》诞生分布式集群 ===》同一个项目部署到不同的云服务器上

对完整项目进行拆分（例如案例中的商品模块，用户模块，订单模块。。。）

为此需要使用nginx

nginx ===》web服务器 ===》部署静态资源性能比较好（前端页面相关）

动静分离 ===》动态资源部署到tomcat，静态资源部署到nginx

nginx还能进行负载均衡，代理转发

弹性云服务器

负载均衡有几种方式(常用前两钟)

1、轮询（默认）如果服务器承受压力不同就不太适合用这个，可以通过权重来配置转发的概率

2、加权轮询

3、ip_hash（同一个ip只访问一个服务器）

应用于验证码请求登录，这个还有一个解决方法就是redis

4、最小连接（least_conn）

寻找连接数最少的服务器进行转发

5、url_hash

同一地址使用同一台服务器

6、fair（第三方）

需要装第三方依赖

面试题：负载均衡的策略

这个也是面试题

代理转发：

正向代理

访问的网站是已知的

反向代理

像代购，他去帮你拿

你不知道访问的是什么具体服务器ip

作业：秒杀首页部署nginx，后台请求、vant ui

L4 redis

面试题：

日志打印 log4j

springboot有什么优势（相较于ssm）

springboot如何自动装配

自定义启动器如何实现

nginx有什么优点，负载均衡的策略有哪些

redis常用数据类型

出现背景

解决session使用场景

以及缓解高并发情况下的数据库压力

解决方案

添加一个中间件，将各个session的内容存放到中间件中

验证码存在redis中

应用场景

秒杀平台的商品存在这里

Redis 高速缓存（非关系型数据库： key：value）

安装Redis

key一般存字符串 value存对于字符串类型 string hash set list zset

redis 的五种数据类型， incr decr 分别可以让数值加一减一

set key value 设定值

get key 获取值

list ：双向链表

key=goods 里面存十个商品

获取长度，还有商品再进行弹出

rpush存入

常用命令：lpush rpush lpop rpop llen

hash：存对象

常用命令hset hget hlen （长度） hsetnx（当字段不存在时才会存入）hvals 查看内容

set：无序集合

zset：有序集合

zadd key 权重值

java使用redis

导依赖

配置

使用

原生对object不太友好

改写进行序列化

L5 redis 的使用

登录鉴权

如同三阶，使用拦截器，只不过将token和信息存入redis内

sa-token

redis存秒杀商品信息

持久化存储

redis 雪崩穿透击穿

nacos

L6 redis

redis 的持久化存储

一段时间后会将内存的数据存储到文件中

在两次备份中redis崩溃就会导致数据丢失

redis每一步操作都会记录下来（日志文件）==> AOF

redis的解决方案是 rdb + aof （在下次间隔完成存储之后删除上一次的日志文件）

面试题：redis如果实现持久化

redis 雪崩穿透击穿

击穿

高并发场景下，短时间内一个热点key失效 / 被删除，此时有大量请求达到数据库，然后数据库崩溃

解决方案

1、加分布式锁，互斥锁，只有一个请求去请求数据库，其他请求等待数据库写入缓存后再去读取缓存数据

2、热点key永不失效

穿透

高并发场景下，key不存在，数据库也没有数据，请求会直接穿透缓存，到达数据库，大量请求穿透缓存到达数据库然后崩溃

解决方案

1、在缓存中写一个空数据 exp：hostGoods：200 =》 set （。。。，null），其他人访问到的就是空数据

雪崩

高并发场景下，同一时间，大量热点key同时失效 / 被删除，请求到达数据库，数据库崩溃

解决方案

1、热点key永不失效

2、让key间隔失效

3、分布式锁，只让一个请求去访问数据库

nacos（微服务管理服务）

复杂管理所有后台应用（springboot模块、redis数据库、mysql数据库等）

注册中心

微服务(一种设置思想)

具体实施：springcloud / springcloud alibaba （nacos）

1、分布式（微服务）集群架构：

服务的拆分原则：遵循单一原则

nacos注册中心

安装，导入依赖

springcloud和springcloud alibaba

子工程导入nacos-discovery

配置文件

如何知道微服务存活：使用心跳线程

微服务，服务之间相互调用

restTemplate

feign

openFeign

HttpClient

restTemplate ==》类 ==》ioc ==》@bean注入

1、将restTemplate放入ioc

2、用户微服务调用商品微服务（两者都需要注册到nacos上）

商品测试接口，用户去调用这个接口测试

实现负载均衡的组件

L7 nacos 进阶

微服务的使用场景

并发量大的情况下、不同功能的并发量不同

集群架构：与集群部署的区别在于按需求功能进行拆分，某个服务出问题不会影响到其他服务、保证项目正常运行

解决高并发问题，构建高性能的服务器

拆分微服务可以更加方便项目的打包部署，方便功能的更新迭代

单体架构：代码修改（功能更新了）需要重新打包、重新部署，影响收益

微服务五大组件：

注册中心（统一管理微服务）

实现方式：nacos、eureka等

配置中心（统一管理配置）

包含redis配置，数据库配置等

实现方式：springcloud config、nacos

负载均衡

nginx、loadbalanced

API网关（统一暴露api接口）

实现方式：zuul、gateway

服务包保护（限量访问、限流、熔断、降级）

其他方面

服务间调用：restTemplate、openFeign、HttpClient

服务链路追踪

服务日志监控

nginx和loadbalanced有什么区别：

nginx：高效的web服务器，用于部署静态资源，作为反向代理服务器进行转发

修改配置，重启nginx

服务端调用

loadbalanced为springcloud体系中，写在代码内部

无需修改配置，服务会注册到nacos注册中心中

客户端调用，可以直接转发到对应微服务

服务之间的调用

1、restTemplate

缺点：地址需要写死，不好维护

2、openFeign

无感开发，像调用本地service一样调用

实现步骤：

1、导入依赖

2、配置

3、使用

feign的参数映射接收

配置中心

导入依赖

写配置

application.yml 这些配置文件什么时候加载

bootstrap.properties

application.properties

问题：bootstrap和application什么时候加载，优先级？为什么要增加bootstrap

配置实时更新

nacos配置项添加refresh-enable

在需要配置的类中添加refreshScope注解

数据库配置信息如果发生变更，你得到的配置值是实时更新的，但是数据库操作会失败、因为他的jdbc连接类以及完成创建，所以即使配置发生变化，因为类以及创建完成，所以无法变更，所以数据库访问还是根据之前的配置来的

因此数据库信息更改需要重新启动服务

使用

问题：有些配置是通用的，有些配置是独特的，是某个微服务特有的

因此有以下解决方法

配置有分三种：主配置、拓展配置、共享配置

主配置：在配置文件中直接使用name设置配置文件名的

其他配置都必须带上.yml后缀

拓展配置：

共享配置：

面试：微服务组件有哪些：

什么时候使用微服务架构

微服务有什么优缺点

nacos如何知道哪些服务是可用的哪些是不可用的（通过心跳机制）

nacos的配置有几种，他们的优先级？

nginx负载均衡的策略与方式

nacos配置实时发生变化使用发布者订阅者模式

当nacos配置发生变化时，他会查询有哪些微服务订阅这个配置文件，然后通知他，微服务随后拉取更新的配置文件

24种设计模式

常见的设计模式：介绍其中的运用地点（特别是框架中的设计模式）

生产者-消费者模式

创建型模式：

单例模式
原型模式
简单工厂模式
工厂方法模式
抽象工厂模式
建造者模式

结构型模式：

代理模式
适配器模式
桥接模式
装饰器模式
外观模式
享元模式
组合模式

行为型模式：

模板方法模式
策略模式
命令模式
责任链模式
状态模式
观察者模式
中介者模式
迭代器模式
访问者模式
备忘录模式
解析器模式

L8 nacos配置中心后续、 MQ

思考题

springboot内核启动前加载：加载bootstrap.yml

内核启动后加载：application.yml

写在不同的文件的原因，有些配置需要在内核启动前拿到，否则会出现异常，因此需要在内核启动前先去处理

三种配置的优先级：

同时在三种配置中设定相同的值，在程序中打印，即可知道优先级

优先级：主配置》拓展配置》共享配置

拓展配置和共享配置实时更新需要在下面增加配置项refresh： true 记得在控制器加refreshScope注解

MQ消息队列

为什么要使用：

使用场景

微服务体量大，系统反馈时间较长

串行开发 ==》并行

1、注册 ==》写入消息队列 ==》再去发邮件，发短信通知

2、流量削峰：嘀嘀打车支付、支付排队

支付请求信息存入消息队列

3、应用解耦：让微服务间关系不太大

完成注册后发送一条消息到消息队列，消息队列发送请求到其他的微服务完成服务

MQ的种类：RocketMQ、RabbitMQ、ActiveMQ

区别在于：？

使用场景：秒杀

NameSRV：NameServer：管理broker的，可做集群的服务器

Broker：管理消息主题/转发消息的服务器

Topic：主题/分类

Massage：消息

先启动nameserver再启动broker

安装rocketMQ：

linux环境变量配置/etc/profile

./mqshutdown namesrv

生产者：生产消息的，将消息放入队列的

消费者：消费消息的，将消息拿出队列的

普通消息，顺序消息，延迟消息

导入依赖

配置mq

测试发送

雪花算法

1、商品预热、热点（秒杀）商品，缓存（redis）存？存所有热点商品、商品的规格、库存

2、下单操作，判断商品是否存在、判断库存够不够、不能重复下单（从缓存解决：判断用户有没有下单、结束）

3、

L9

服务多，端口多，不好使用调用

解决方案：统一对外暴露端口

如果在nginx上使用，如果新增或者删除要对nginx'配置文件进行修改，还要重启nginx过于繁琐

使用网关：统一暴露api接口负载均衡

网关作用

统一暴露api接口

统一鉴权

限流

netty框架写的 ==》与传统web技术栈有冲突（springWeb， mvc）不能使用这几个依赖

导入依赖

创建配置文件

将gateway注册到注册中心

统一分布式鉴权

之前：拦截器实现登录鉴权

登录成功生成token，存入redis，并设置有效时间

把token返回前端，存入cookie

每次请求请求头携带token

拦截器判断是否在白名单内

拦截后获取请求头的token进行绑定

有没有token，有没有过期

没过期延迟token时间

放行

之后使用过滤器鉴权：

登录成功生成token，存入redis，并设置有效时间

把token返回前端，存入cookie

每次请求请求头携带token

判断是否在过滤器白名单内

进入过滤器获取请求头的token进行绑定

有没有token，有没有过期

没过期延迟token时间

放行

L10 限流、熔断

复习

springboot 约定大于配置

nginx 负载均衡的六种策略动静分离反向代理

redis 高速缓存数据库，存入一些高热度的库，减轻数据库压力、验证码的统一校验（作为中间件使用）

redis 的五种数据类型，雪崩，击穿，穿透，登录校验

单体 ==> 分布式架构拆分原则：单一原则：一个服务只做一个事情

注册中心：心跳机制，服务间的通信：restTemplate、openFeign、feign、HTTPClient

配置中心：主配置（这个微服务必须使用的），共享配置（多服务需要相同的配置），扩展配置（做一些特定功能需要的配置）

mq消息队列：流量的削峰业务的解构，使用普通消息、延时消息

网关：对外统一暴露api接口、分布式登录鉴权

限流

第一种方案：gateway + redis 令牌桶

实现：导依赖、配置、创建配置规则（在网关配置）

压力测试使用Jmeter

第二种方案：sentinel

熔断

1、熔断hystrix + openFeign

导依赖需要三个依赖：hystrix、openFeign、loadbalancer

配置

启动类开启hystrix

2、sentinel

L11 sentinel

使用注意事项：sentinel的客户端要和微服务所在的服务器一致，否则sentinel启动会一片空白

服务器不同的话需要设置相同时区

使用时需要整合sentinel

导入依赖

添加配置

限流

资源名：为接口，参数，url等，大部分情况下使用url

针对来源：默认default为所有来源

阈值类型：qps每秒请求数单机阈值：资源每秒钟请求达到5开始限制，默认拒绝请求

流控模式：

直接流控

直接对某个资源进行流控

关联流控

在同一个微服务里限制一些服务和特定服务的总并发数（在到达限制的情况下优先让特定服务运行，而其他服务将被拒绝）

链路流控

链路追踪，跨微服务、用户服务调用用户微服务

调用时会有一个入口路径，这边写的是入口微服务的url地址

比如通过order/create 调用 good 微服务内的create方法，order/query 调用 good 微服务的query方法，入口路径就是前面的order/**

限制也是限制入口的流量而不是限制调用的另一个微服务的流量

需要设置feign.sentinel.enable: true 和 spring.cloud.sentinel.web-context-unify: false

spring.cloud.sentinel.transport.dashboard:

一些数据库使用例

更新日志

2025/7/23 07:10

查看所有更新日志

2cc8b-图片存储路径重构于 2025/7/23
fae1a-在导航栏中添加“四阶段笔记”链接于 2025/7/1
25ce1-修订文档中的格式和内容，增强可读性于 2025/6/23
17a2e-修订于 2025/6/6
6d930-修订于 2025/6/4
53c57-修订于 2025/6/4
2a82e-新增之前的部分文章于 2025/5/31