廬山真面目之二微服務架構NGINX版本實現
一、簡介
在上一篇文章《廬山真面目之微服務的簡介和技術棧》中，我們已經探討了微服務的來龍去脈，也說了想要實現微服務架構所需要的技術棧，今天我們開始實現一個微服務，當然這個實現是簡化版本的，在這個版本里面也不涉及 Docker、K8S等的東西，我們逐步演化，今天這一期只是實現一個NGINX版本的微服務的功能。
1、說明
有關微服務架構所涉及的技術太多，無法再一篇文章內討論完全，所以，我們就分多期來說，每期都遞進相關的技術，然後，一步一步的演化而來。如果您是大牛，就可以直接跳過，因為這些東西相對於您來說，這個太簡單了。特別說明，這裡的所有程式碼都經過測試，所以大家可以放心使用。
2、開發環境
以下就是開發環境，不用多說，都很簡單，一看就知道。
（1）、開發工具：Visual
Studio 2019
（2）、開發語言：C#
（3）、開發平臺：Net
Core3.1，跨平臺。
（4）、閘道器服務：NGINX，專注於高效能閘道器。
3、今天的目標
今天我們的目標就是建立一個基於Nginx閘道器實現的，服務例項沒有任何容器包容，只是獨立程序承載的這麼一個架構實現。
二、微服務架構之NGINX 版本實現
在文章開始之前，我們還是要簡要說明一下。上一篇檔案《廬山真面目之微服務的簡介和技術棧》中我們說過，微服務有三個版本，分別是：單體架構、垂直拆分設計和微服務，基於SOA的我們暫時不討論。其實，第二版本和第一個沒有本質區別，都是單體架構而已，所以，我們今天就簡單實現一下微服務的版本，由於裡面涉及的技術很多，微服務這個版本我又分了多個版本來寫，今天是最簡單。
今天我們主要討論基於NGINX實現的分散式、微服務架構的優缺點，每個專案的程式碼都獨立貼出來，邏輯很簡單，因為我們側重架構嘛，我們開始吧。
1、我們解決方案，包含5個專案。
（1）、PatrickLiu.MicroService.Client（ASP.NET CORE MVC），客戶端應用程式。
這個專案很簡單，幾乎沒有任何修改，只是在這裡訪問服務例項而已。
1）、startup.cs 類中唯一增加的程式碼
1 public class Startup
2 {
3
4 /// <summary>
5 /// 註冊服務到容器中。
6 /// </summary>
7 /// <param name="services"></param>
8 public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
9 {
10 services.AddSingleton<IUserService, UserService>();
11 }
12 }2）、HomeController.cs 類的程式碼
1 public class HomeController : Controller
2 {
3 private readonly ILogger<HomeController> _logger;
4 private readonly IUserService _userService;
5 private static int index;
6
7 /// <summary>
8 /// 初始化該型別的新例項。
9 /// </summary>
10 /// <param name="logger">注入日誌物件。</param>
11 /// <param name="userService">注入使用者服務物件。</param>
12 public HomeController(ILogger<HomeController> logger, IUserService userService)
13 {
14 _logger = logger;
15 _userService = userService;
16 }
17
18 /// <summary>
19 /// 首頁。
20 /// </summary>
21 /// <returns></returns>
22 public IActionResult Index()
23 {
24 #region 1、單體架構
25
26 //this.ViewBag.Users = _userService.UserAll();
27
28 #endregion
29
30 #region 2、分散式架構
31
32 #region 2.1、直接訪問服務例項
33
34 //string url = string.Empty;
35 //url = "http://localhost:5726/api/users/all";
36 //url = "http://localhost:5726/api/users/all";
37 //url = "http://localhost:5726/api/users/all";
38
39 #endregion
40
41 #region 通過 Ngnix閘道器訪問服務例項，預設輪訓。
42
43 string url = "http://localhost:8080/api/users/all";
44
45 #endregion
46
47 string content = InvokeAPI(url);
48 this.ViewBag.Users = Newtonsoft.Json.JsonConvert.DeserializeObject<IEnumerable<User>>(content);
49 Console.WriteLine($"This is {url} Invoke.");
50
51 #endregion
52
53 return View();
54 }
55
56
57 /// <summary>
58 ///
59 /// </summary>
60 /// <param name="url"></param>
61 /// <returns></returns>
62 public static string InvokeAPI(string url)
63 {
64 using (HttpClient client = new HttpClient())
65 {
66 HttpRequestMessage message = new HttpRequestMessage();
67 message.Method = HttpMethod.Get;
68 message.RequestUri = new Uri(url);
69 var result = client.SendAsync(message).Result;
70 string conent = result.Content.ReadAsStringAsync().Result;
71 return conent;
72 }
73 }
74 }
75 }
3）、Index.cshtml 檢視的程式碼
1 @{
2 ViewData["Title"] = "Home Page";
3 }
4
5 <div class="text-center">
6 <h1 class="display-4">Welcome</h1>
7 <ul>
8 @{
9
10 foreach (var item in ViewBag.Users)
11 {
12 <li>@item.ID [email protected] [email protected] </li>
13 }
14 }
15 </ul>
16 <p>Learn about <a href="https://docs.microsoft.com/aspnet/core">building Web apps with ASP.NET Core</a>.</p>
17 </div>
（2）、PatrickLiu.MicroService.Interfaces（NETCORE類庫專案），定義服務介面。
這個專案很簡單，只定義了一個介面型別，名稱：IUserService.cs。
IUserService的程式碼
1 using PatrickLiu.MicroService.Models;
2 using System.Collections.Generic;
3
4 namespace PatrickLiu.MicroService.Interfaces
5 {
6 /// <summary>
7 /// 使用者服務的介面定義。
8 /// </summary>
9 public interface IUserService
10 {
11 /// <summary>
12 /// 查詢指定主鍵的使用者例項物件。
13 /// </summary>
14 /// <param name="id">使用者的主鍵。</param>
15 /// <returns>返回查詢到的使用者例項物件。</returns>
16 User FindUser(int id);
17
18 /// <summary>
19 /// 獲取所有使用者的例項集合。
20 /// </summary>
21 /// <returns>返回所有的使用者例項。</returns>
22 IEnumerable<User> UserAll();
23 }
24 }
（3）、PatrickLiu.MicroService.Models
（NETCORE類庫專案），定義實體類模型。
這個專案很簡單，只定義了一個實體型別，類名：User.cs。
User.cs 的程式碼
1 using System;
2
3 namespace PatrickLiu.MicroService.Models
4 {
5 /// <summary>
6 /// 使用者模型。
7 /// </summary>
8 public class User
9 {
10 /// <summary>
11 /// 獲取或者設定使用者主鍵。
12 /// </summary>
13 public int ID { get; set; }
14
15 /// <summary>
16 /// 獲取或者設定使用者姓名。
17 /// </summary>
18 public string Name { get; set; }
19
20 /// <summary>
21 /// 獲取或者設定使用者賬號名稱。
22 /// </summary>
23 public string Account { get; set; }
24
25 /// <summary>
26 /// 獲取或者設定使用者密碼。
27 /// </summary>
28 public string Password { get; set; }
29
30 /// <summary>
31 /// 獲取或者設定使用者的電子郵箱地址。
32 /// </summary>
33 public string Email { get; set; }
34
35 /// <summary>
36 /// 獲取或者設定使用者角色。
37 /// </summary>
38 public string Role { get; set; }
39
40 /// <summary>
41 /// 獲取或者設定使用者的登入時間。
42 /// </summary>
43 public DateTime LoginTime { get; set; }
44 }
45 }
（4）、PatrickLiu.MicroService.Services（NetCore 類庫專案），實現介面型別。
這個專案很簡單，只定義了一個型別，實現IUserService介面，類名：UserService.cs。
UserService.cs的程式碼
1 using PatrickLiu.MicroService.Interfaces;
2 using PatrickLiu.MicroService.Models;
3 using System;
4 using System.Collections.Generic;
5 using System.Linq;
6
7 namespace PatrickLiu.MicroService.Services
8 {
9 /// <summary>
10 /// 實現使用者服務介面的實現型別。
11 /// </summary>
12 public class UserService : IUserService
13 {
14 private IList<User> dataList;
15
16 /// <summary>
17 /// 初始化型別的例項
18 /// </summary>
19 public UserService()
20 {
21 dataList = new List<User>()
22 { new User {ID=1,Name="黃飛鴻",Account="HuangFeiHong",Password="HuangFeiHong123456",Email="[email protected]", Role="Admin", LoginTime=DateTime.Now },
23 new User {ID=2,Name="洪熙官",Account="HongXiGuan",Password="HongXiGuan54667",Email="[email protected]", Role="Admin", LoginTime=DateTime.Now.AddDays(-5) },
24 new User {ID=3,Name="方世玉",Account="FangShiYu",Password="FangShiYu112233",Email="[email protected]", Role="Admin", LoginTime=DateTime.Now.AddDays(-30) },
25 new User {ID=4,Name="苗翠花",Account="MiaoCuiHua",Password="MiaoCuiHua887766",Email="[email protected]", Role="Admin", LoginTime=DateTime.Now.AddDays(-90) },
26 new User {ID=5,Name="嚴詠春",Account="YanYongChun",Password="YanYongChun09392",Email="[email protected]", Role="Admin", LoginTime=DateTime.Now.AddMinutes(-50) }};
27 }
28
29 /// <summary>
30 /// 查詢指定主鍵的使用者例項物件。
31 /// </summary>
32 /// <param name="id">使用者的主鍵。</param>
33 /// <returns>返回查詢到的使用者例項物件。</returns>
34 public User FindUser(int id)
35 {
36 return dataList.FirstOrDefault(user => user.ID == id);
37 }
38
39 /// <summary>
40 /// 獲取所有使用者的例項集合。
41 /// </summary>
42 /// <returns>返回所有的使用者例項。</returns>
43 public IEnumerable<User> UserAll()
44 {
45 return dataList;
46 }
47 }
48 }
（5）、PatrickLiu.MicroService.ServiceInstance（ASP.NET CORE WEB API專案）。
這個專案很簡單，引用其他三個專案，製作
Restfull API，可以讓客戶端訪問。
引用專案：PatrickLiu.MicroService.Interfaces
PatrickLiu.MicroService.Services
PatrickLiu.MicroService.Models
1）、Startup.cs 的程式碼
1 public class Startup
2 {
3
4 /// <summary>
5 ///
6 /// </summary>
7 /// <param name="services"></param>
8 public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
9 {
10 services.AddControllers();
11 services.AddSingleton<IUserService, UserService>();
12 }
13 }
2）、Program.cs 的程式碼
1 public class Program
2 {
3 public static void Main(string[] args)
4 {
5 new ConfigurationBuilder()
6 .SetBasePath(Directory.GetCurrentDirectory())
7 .AddCommandLine(args)//支援命令列
8 .Build();
9
10 CreateHostBuilder(args).Build().Run();
11 }
12
13 public static IHostBuilder CreateHostBuilder(string[] args) =>
14 Host.CreateDefaultBuilder(args)
15 .ConfigureWebHostDefaults(webBuilder =>
16 {
17 webBuilder.UseStartup<Startup>();
18 });
19 }
3）、UsersController.cs 的程式碼
1 /// <summary>
2 /// 使用者的 API 型別。
3 /// </summary>
4 [Route("api/[controller]")]
5 [ApiController]
6 public class UsersController : ControllerBase
7 {
8 #region 私有欄位
9
10 private readonly ILogger<UsersController> _logger;
11 private readonly IUserService _userService;
12 private IConfiguration _configuration;
13
14 #endregion
15
16 #region 建構函式
17
18 /// <summary>
19 /// 初始化該型別的新例項。
20 /// </summary>
21 /// <param name="logger">日誌記錄器。</param>
22 /// <param name="userService">使用者服務介面。</param>
23 /// <param name="configuration">配置服務。</param>
24 public UsersController(ILogger<UsersController> logger, IUserService userService, IConfiguration configuration)
25 {
26 _logger = logger;
27 _userService = userService;
28 _configuration = configuration;
29 }
30
31 #endregion
32
33 #region 例項方法
34
35 /// <summary>
36 /// 獲取一條記錄
37 /// </summary>
38 /// <param name="id"></param>
39 /// <returns></returns>
40 [HttpGet]
41 [Route("Get")]
42 public User Get(int id)
43 {
44 return _userService.FindUser(id);
45 }
46
47 /// <summary>
48 /// 獲取所有記錄。
49 /// </summary>
50 /// <returns></returns>
51 [HttpGet]
52 [Route("All")]
53 //[Authorize]
54 public IEnumerable<User> Get()
55 {
56 Console.WriteLine($"This is UsersController {this._configuration["port"]} Invoke");
57
58 return this._userService.UserAll().Select((user => new User
59 {
60 ID = user.ID,
61 Name = user.Name,
62 Account = user.Account,
63 Password = user.Password,
64 Email = user.Email,
65 Role = $"{this._configuration["ip"]}：{this._configuration["port"]}",
66 LoginTime = user.LoginTime
67 })); ;
68 }
69
70 /// <summary>
71 /// 超時處理
72 /// </summary>
73 /// <returns></returns>
74 [HttpGet]
75 [Route("Timeout")]
76 public IEnumerable<User> Timeout()
77 {
78 Console.WriteLine($"This is Timeout Start");
79 //超時設定。
80 Thread.Sleep(3000);
81
82 Console.WriteLine($"This is Timeout End");
83
84 return this._userService.UserAll().Select((user => new User
85 {
86 ID = user.ID,
87 Name = user.Name,
88 Account = user.Account,
89 Password = user.Password,
90 Email = user.Email,
91 Role = $"{this._configuration["ip"]}：{this._configuration["port"]}",
92 LoginTime = user.LoginTime
93 })); ;
94 }
95
96 #endregion
97 }
2、編譯專案，啟動四個服務例項。
這四個服務例項是PatrickLiu.MicroService.ServiceInstance專案的例項，執行 dotnet 命令要在當前目錄下。
我的目錄：E:\Visual Studio 2019\Project\SourceCode\PatrickLiu.MicroService\PatrickLiu.MicroService.ServiceInstance\bin\Debug\netcoreapp3.1
（1）、dotnet
PatrickLiu.MicroService.ServiceInstance.dll --urls="http://*:5726"
--ip="127.0.0.1" --port=5726
可以訪問WebAPI地址，驗證是否成功。
地址：http://localhost:5726/api/users/all
效果如圖：
（2）、dotnet
PatrickLiu.MicroService.ServiceInstance.dll --urls="http://*:5727"
--ip="127.0.0.1" --port=5727
可以訪問WebAPI地址，驗證是否成功。
地址：http://localhost:5727/api/users/all
效果如圖：
（3）、dotnet
PatrickLiu.MicroService.ServiceInstance.dll --urls="http://*:5728"
--ip="127.0.0.1" --port=5728
可以訪問WebAPI地址，驗證是否成功。
地址：http://localhost:5728/api/users/all
效果如圖：
（4）、dotnet PatrickLiu.MicroService.ServiceInstance.dll
--urls="http://*:5729" --ip="127.0.0.1" --port=5729
可以訪問WebAPI地址，驗證是否成功。
地址：http://localhost:5729/api/users/all
效果如圖：
3、下載NGINX 服務元件，預設下載
Windows 版本。
官網: http://nginx.org/en/download.html
4、部署NGINX伺服器。
將下載的檔案拷貝到沒有中文的目錄下，解壓檔案就可以。
我的存放目錄：D:\Programs\MicroServices
5、修改 NGINX.CONF 檔案。
修改該目錄D:\Programs\MicroServices\Nginx-1.18.0\conf
下的配置檔案。檔名：nginx.conf
增加的配置內容如下：
1 upstream MicroService{
2 server localhost:5726;
3 server localhost:5727;
4 server localhost:5728;
5 server localhost:5729;
6 }
7
8 server {
9 listen 8080;
10 server_name localhost;
11
12 location / {
13 proxy_pass http://MicroService;
14 }
15 }
6、啟動 Nginx 伺服器。
注意：我是在Nginx當前目錄下邊。
Start nginx
NGINX埠預設：80，我改成了8080，沒有提示，一般會啟動正常。
可以訪問NGINX地址，驗證NGINX是否配置並且啟動成功。
地址：http://localhost:8080
效果如圖：
7、開啟瀏覽器，輸入地址：http://localhost:8080/api/users/all，多次重新整理頁面，你就會看到變化。我們已經實現了分散式、負載均衡。
如圖：5726 埠
如圖：5727埠
如圖：5728埠
如圖：5729埠
8、我們測試NGINX的高可用和可擴充套件性，得出以下結論。
（1）、Nginx 客戶端配置很簡單，直接訪問 Nginx 的閘道器地址就會路由到註冊服務例項。
（2）、如果服務例項掉線或者出現異常，可以自動察覺器狀況，下次輪訓可以跳過，不需人為參與。
（3）、如果系統增加了新的服務例項，Nginx 無法自動發現，需要人工修改配置檔案，然後重啟，才可以。
由於第三點的缺點，是我們這個版本的最大的缺點，我們不可能在龐大的系統中總是通過人力來做這些事。無法自動發現服務，我們需要繼續改進，那就是服務註冊發現中心。
三、 結束語
好了，今天就寫到這裡了，這個是介於分散式和微服務之間的一個很簡單的架構實現，雖然很簡單，但是我們所要表達的思想和所要獲取到的東西我們已經得到了。什麼東西都是由簡入繁的，下一期，繼續開始我們的有關微服務的進化吧。努力吧，每天進步一點