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刘洪亮 / lms

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lms 微服务框架

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Lms是一个旨在通过.net平台快速构建微服务开发的框架。具有稳定、安全、高性能、易扩展、使用方便的特点。lms内部通过dotnetty实现高性能的rpc通信,使用zookeeper作为服务注册中心。RPC通信支持随机轮询、哈希一致性、随机路由等负载均衡算法。

您还可以很方便的与CAP或是MassTransit集成,使用事件总线进行内部通信。

你可以在这里 Lms docs 看到更多详细资料。

Getting Started

LMS框架集成与服务托管

使用通用主机注册和托管LMS服务

使用LMS框架非常简单,您只需要使用.net提供的通用主机注册LMS框架,同时指定启动的模块,在启动的模块中,通过DependsOn特性依赖必要的组件。

通用主机注册LMS框架主要用于一般情况下对服务的托管,配置的token保证的集群通信的安全性,避免用户直接通过RPC端口访问集群内部,

(1) 只有请求来源于网关,才被认为是合法的请求。集群外部无法通过rpc端口与主机直接通信。

(2) 服务内部通信过程中,同一个集群只有配置的token一致, 通信才会被被认为是合法的。

  1. 注册LMS服务
    public class Program
    {
        public static async Task Main(string[] args)
        {
            await CreateHostBuilder(args).Build().RunAsync();
        }

        private static IHostBuilder CreateHostBuilder(string[] args)
        {
            return Host.CreateDefaultBuilder(args)
                    .RegisterLmsServices<NormHostModule>() //注册lms服务,并指定启动的模块
                ;

        }
    }
  1. 启动模块

您也可以指定自定义的启动模块,在主机启动或是停止时执行相应的方法。

启动模块需要继承LmsModule基类或是NormHostModule,通过DependsOn特性指定依赖的模块组件,一般的,您需要在启动类中直接或间接依赖服务注册中心组件(ZookeeperModule)、和通信框架组件(DotNettyTcpModule)、Rpc通信代理组件(RpcProxyModule),也可以指定编解码组件(MessagePackModule或是ProtoBufferModule),如果未指定编解码组件,则默认使用json作为rpc内部的通信编解码格式。同一个集群内部,必须要保证使用的编解码一致。

如果指定的启动类是NormHostModule或是继承自NormHostModule,则服务在启动是自动会依赖ZookeeperModuleDotNettyTcpModuleMessagePackModuleRpcProxyModuleTransactionTccModuleAutoMapperModule

在启动模块中,您也可以通过重写RegisterServices来注册需要注入ioc的类,通过重写Initialize方法在应用启动时执行初始化方法,重写Shutdown方法在应用结束时执行释放资源的方法。

    public class AnotherDemoModule : NormHostModule
    {
        public ILogger<AnotherDemoModule> Logger { get; set; } = NullLogger<AnotherDemoModule>.Instance;
        
        protected override void RegisterServices(ContainerBuilder builder)
        {
            // 向ioc容器注册服务
        }

        public async override Task Initialize(ApplicationContext applicationContext)
        {
            Logger.LogInformation("服务启动时执行方法");
        }

        public async override Task Shutdown(ApplicationContext applicationContext)
        {
            Logger.LogInformation("服务停止时执行的方法");
        }
    }
  1. 配置

您可以使用json或是yml格式对服务进行配置。如下所示,列举了lms服务必要的最少配置。

rpc:
  host: 0.0.0.0
  rpcPort: 2201
  token: ypjdYOzNd4FwENJiEARMLWwK0v7QUHPW
registrycenter:
  connectionStrings: 127.0.0.1:2181,127.0.0.1:2182,127.0.0.1:2183;127.0.0.1:2184,127.0.0.1:2185,127.0.0.1:2186
  registryCenterType: Zookeeper
distributedCache:
  redis:
    isEnabled: true
    configuration: 127.0.0.1:6379,defaultDatabase=0
lock:
  lockRedisConnection: 127.0.0.1:6379,defaultDatabase=1
  1. 完成主机构建后,您可以引用各个微服务模块的应用接口,或是托管服务自身的应用服务。集群内部使用dotntty实现的RPC框架进行通信。

使用Web主机注册和托管LMS服务

您可以使用.net的web主机来注册和托管lms应用,通过这种形式构建的服务主机,可以通过引用各个微服务模块的应用接口,通过web主机指定的http端口对外提供访问。web主机可以通过应用接口生成的代理与微服务集群内部各个服务主机进行通信。

通过web主机注册LMS服务条目时,一般不需要实现应用接口(即,不需要托管应用服务),只需要引用各个微服务模块的应用接口,通过HTTP端口提供一个与集群外部通信的方式。

  1. 注册LMS服务
    public class Program
    {
        public async static Task Main(string[] args)
        {
            await CreateHostBuilder(args).Build().RunAsync();
        }

        public static IHostBuilder CreateHostBuilder(string[] args) =>
            Host.CreateDefaultBuilder(args)
                .RegisterLmsServices<WebHostModule>()
                .ConfigureWebHostDefaults(webBuilder => { webBuilder.UseStartup<Startup>(); });
    }
  1. 启动模块

您可以使用系统默认WebHostModule启动模块,或是自定义启动模块。与使用通用主机注册LMS服务一致,您可以在自定义的启动模块重写Initialize方法和Shutdown方法。

  1. StartUp类

StartUp类中,您可以通过ConfigureServices配置服务的注入,以及在Configure方法中配置Http请求中间件。例如: 您可以在StartUp类中配置mvc路由、SwaggerAPI文档等。

需要注意的是必须在Configure中必须要配置app.ConfigureLmsRequestPipeline(),只有这样Http请求才可以通过lms框架预先设置的中间件。

    public class Startup
    {
        public Startup(IConfiguration configuration)
        {
            Configuration = configuration;
        }

        public IConfiguration Configuration { get; }

        public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
        {
            services.AddSwaggerGen(c =>
            {
                c.SwaggerDoc("v1", new OpenApiInfo {Title = "Lms Gateway", Version = "v1"});
                c.MultipleServiceKey();
            });
        }

        public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env)
        {
            if (env.IsDevelopment())
            {
                app.UseDeveloperExceptionPage();
                app.UseSwagger();
                app.UseSwaggerUI(c => c.SwaggerEndpoint("/swagger/v1/swagger.json", "Lms Gateway Demo v1"));
            }
            app.ConfigureLmsRequestPipeline();
        }
    }

应用接口与服务条目

在一个微服务模块中,您可以通过定义应用接口来提供相应的服务条目,应用接口只需要通过ServiceRoute特性进行描述。每个应用接口定义的方法都会生成一个服务条目,应用接口就相当于MVC的Controller,服务条目相当于Action。

一般的,我们会将应用接口单独定义在一个独立的程序集,应用接口的实现定义在另外一个单独的程序集。应用接口程序集可以被其他微服务模块引用,在其他微服务模块中可以通过引用的应用接口生成代理,通过应用接口代理可以方便与服务提供者进行rpc通信。

    [ServiceRoute]
    public interface ITestAppService
    {
       // 应用接口
       // 每个方法都会生成一个服务条目
        [HttpGet("{name:string}")]
        [Governance(ShuntStrategy = AddressSelectorMode.HashAlgorithm)]
        [GetCachingIntercept("ITestAppService.TestOut", "name:{0}")]
        Task<TestOut> Get([HashKey][CacheKey(0)] string name);
    }

更多应用接口的说明和配置请参考

配置

Lms支持通过json或是yml格式的对框架进行配置。一般的,您可以通过appsettings.json或是appsettings.yml文件对系统进行配置,并且您可以通过appsettings.{Environment}.yml或是appsettings.{Environment}.json指定在不同的运行环境中加载相应的环境变量。有关详细信息,请参阅在 ASP.NET Core 中使用多个环境

RPC通信参数配置

配置项 名称 缺省值 备注
Host 主机地址 0.0.0.0 缺省配置则自动获取当前服务器的IP为rpc服务IP
RpcPort Rpc通信端口 2200 指定的rpc通信端口号
MqttPort mqtt协议通信端口 2300 当前暂未实现mqtt通信协议
UseLibuv 使用libuv 2300 dotnetty通信是否使用libuv网络库,缺省值为true
IsSsl 使用Ssl加密 false
SslCertificateName Ssl证书名称 Ssl证书的相对路径全名称
SslCertificatePassword Ssl证书密码
SoBacklog dotnetty SoBacklog 8192 过大或过小会影响性能
RemoveUnhealthServer 移除不健康服务 true 是否从服务注册中心移除不健康的服务提供者

服务注册中心配置

配置项 名称 缺省值 备注
RegistryCenterType 服务注册中心类型 RegistryCenterType.Zookeepe 当前仅实现了zookeeper作为服务注册中心
ConnectionTimeout 连接超时 20 单位(秒)
SessionTimeout session会话超时 30 单位(秒)
OperatingTimeout 操作超时 60 单位(秒)
ConnectionStrings 服务注册中心地址 支持多服务注册中心,通一个集群的地址使用逗号(,)分割,多个服务注册中心使用(;)进行分割。例如:zookeeper1:2181,zookeeper1:2182,zookeeper1:2183;zookeeper2:2181,zookeeper2:2182,zookeeper2:2183
RoutePath 服务条目的路由地址 /services/serviceroutes 当服务启动时会自动注册路由信息到服务注册中心
MqttPtah Mqtt协议的服务条目的路由地址 /services/serviceroutes 暂未实现
HealthCheckInterval 暂未实现心跳检查

服务治理相关配置

可以通过Governance配置节点统一的rpc通信过程进行配置,但是该配置的可以被服务条目的GovernanceAttribute特性进行改写。

配置项 名称 缺省值 备注
ShuntStrategy 负载分流策略 rpc通信过程中的服务路由的地址选择器
ExecutionTimeout 执行超时时间 -1 单位(ms),0或-1表示不会超时,建议值:1000
MaxConcurrent 允许的最大并发量 100 超过最大的并发量则会路由到其他的服务提供者实例,如果不存在则会发生熔断保护
FuseSleepDuration 熔断休眠时间 60 单位(s),熔断期间不会被路由到服务提供者实例
FuseProtection 是否开启熔断保护 true 服务提供者无法到达时,开启熔断保护则不会立即将该服务提供者的实例标识为不健康,但是在熔断休眠时间内该实例不会被路由
FuseTimes 熔断几次之后标识服务提供者实例不健康
FailoverCount 故障转移次数 服务提供者不可达时,允许的重新路由的次数,缺省值为0,则服务提供者实例有几个,则会重试几次

更对关于服务通信的治理请查看服务治理节点相关文档。

缓存拦截

在rpc通信过程中,您可以使用缓存拦截。通过使用缓存拦截,可以大大提升系统的性能。在一个应用接口方法配置了缓存拦截,那么在方法执行前,如果存在缓存,则会从缓存中取出数据。

您可以在服务条目的方法上通过如下特性对缓存拦截进行配置。

  1. GetCachingInterceptAttribute 优先从缓存中读取缓存数据,如果缓存中不存在,才执行本地或是远程方法。

  2. UpdateCachingInterceptAttribute 执行本地或远程方法并更新缓存数据。

  3. RemoveCachingInterceptAttribute 执行本地或远程方法,并删除相应的缓存数据。

更对缓存拦截的使用和配置请查看缓存拦截文档

分布式事务

LMS支持通过TCC的方式实现分布式事务。在应用接口中通过Transaction特性标识这是一个分布式事务方法。并在其实现的方法TccTransaction来指定ConfirmMethodDeleteTwoCancel

您并不需要将ConfirmMethodCancelMethod在应用接口中暴露出来。但是必须保证ConfirmMethodCancelMethodTry方法有着一致的输入参数。

所有的分支事务的Try方法(即事务参与者的状态都为:Trying)都执行成功,那么所有的参与事务的分支就会执行ConfirmMethod。如果存在分支执行Try方法存在失败,那么分支事务状态为Trying的将得到回滚(通过方法DeleteCancel进行),未成功执行Try方法(状态为PreTry)的分支事务则不会执行DeleteCancel

例如:

// 应用接口特性
[Transaction]
Task<string> Delete(string name);

//=================================================================================//

// 应用接口的实现方法,Try方法
[TccTransaction(ConfirmMethod = "DeleteConfirm", CancelMethod = "DeleteCancel")]
public async Task<string> Delete(string name)
{
    await _anotherAppService.DeleteOne(name); // Rpc调用,分支事务
    await _anotherAppService.DeleteTwo(name); // Rpc调用,分支事务
    return name + " v1";
}

// Confirm方法
public async Task<string> DeleteConfirm(string name)
{
    return name + " DeleteConfirm v1";

// Cancel方法
public async Task<string> DeleteCancel(string name)
{
    return name + "DeleteConcel v1";
}

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