微服务之间的相互调用的几种常见实现方式对比

水w

3082人浏览 · 2024-10-04 21:48:25

水w · 2024-10-04 21:48:25 发布

微服务之间的相互调用的几种实现方式

一、HTTP

HTTP/RESTful API调用工作原理

在微服务架构中，远程调用、HTTP/RESTful API和Feign是实现微服务之间通信的不同方式。在构建分布式系统和微服务架构时，选择合适的服务间通信技术至关重要。

微服务之间的相互调用的几种实现方式

在Java多模块项目中实现微服务架构时，微服务之间的相互调用通常可以通过以下几种方式实现：

根据具体的业务需求、性能要求、开发团队技术栈等因素，可以选择合适的调用方式来进行微服务间的通信。通常情况下，会根据项目的具体情况，结合多种调用方式来实现不同的功能和需求。

一、HTTP

详情请移步我的另一篇博客HTTP协议简单介绍-CSDN博客

HTTP/RESTful API调用工作原理

HTTP/RESTful API调用是通过HTTP协议进行通信的一种方式，它的工作原理是客户端发送HTTP请求到服务器，服务器接收到请求后处理并返回HTTP响应。下面是HTTP/RESTful API调用的工作原理和代码示例。

工作原理：

客户端发送请求：客户端（例如浏览器、移动应用、或其他服务器）创建一个HTTP请求，并指定请求方法（例如GET、POST、PUT、DELETE等）、URL地址、请求头、请求体等信息。
服务器接收请求：服务器接收到客户端发送的HTTP请求，并根据请求中的信息确定要执行的操作。
服务器处理请求：服务器根据请求中的信息执行相应的操作，可能包括查询数据库、处理业务逻辑、生成动态内容等。
服务器返回响应：服务器处理完请求后，会生成一个HTTP响应，包括状态码、响应头、响应体等信息。然后将该响应发送回客户端。
客户端接收响应：客户端接收到服务器发送的HTTP响应后，根据响应中的信息进行相应的处理，可能是渲染页面、解析响应体中的数据等。

代码示例：下面是一个简单的使用Java进行HTTP GET请求的示例代码，使用的是java.net.HttpURLConnection。这段代码发送一个HTTP GET请求到https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/1，并输出响应码和响应体。

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.URL;

public class HttpGetExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 创建URL对象，指定要请求的URL地址
            URL url = new URL("https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/1");
            // 打开连接
            HttpURLConnection connection = (HttpURLConnection) url.openConnection();
            // 设置请求方法为GET
            connection.setRequestMethod("GET");

            // 获取响应码
            int responseCode = connection.getResponseCode();
            System.out.println("Response Code: " + responseCode);

            // 读取响应内容
            BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(connection.getInputStream()));
            StringBuilder response = new StringBuilder();
            String line;
            while ((line = reader.readLine()) != null) {
                response.append(line);
            }
            reader.close();

            // 打印响应内容
            System.out.println("Response Body:");
            System.out.println(response.toString());

            // 关闭连接
            connection.disconnect();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

二、RPC

RPC，即 Remote Procedure Call（远程过程调用）是一个计算机通信协议，是指一个服务通过网络向另一个服务发送请求，以获得数据或执行操作。

RPC是一种跨网络进程间通信技术，其目标是使远程服务调用如同本地调用一样透明。该协议允许运行于一台计算机的程序调用另一台计算机的子程序，而程序员无需额外地为这个交互作用编程。说得通俗一点就是：A计算机提供一个服务，B计算机可以像调用本地服务那样调用A计算机的服务。

远程调用的实现方式有多种，包括但不限于HTTP REST API、gRPC、SOAP等。

传统的RPC实现基于自定义协议和传输层（如TCP）
而现代RPC框架如gRPC则采用HTTP/2作为传输层，支持更高效的数据交换。

RPC框架通常内置服务发现、负载均衡、序列化/反序列化等高级功能，适用于高性能、低延迟的内部服务通信。

设计理念与实现方式

设计哲学：追求透明的远程调用体验，尽可能隐藏网络通信细节。

实现机制：更灵活的协议选择，支持自定义或标准协议（如gRPC使用HTTP/2）。通常包括序列化/反序列化层，以高效传输数据。

协议与传输层

多样化，既有基于TCP/UDP的自定义协议，也有采用HTTP/2等现代网络协议的实现，如gRPC，以实现更高效的二进制数据传输。

RPC远程调用工作原理

远程过程调用（RPC）是一种通过网络在不同计算机之间进行通信的方式，使得一个计算机程序可以调用另一个计算机上的函数或方法，就像调用本地函数一样。下面是RPC的工作原理和一个简单的Java代码示例。

工作原理：

定义接口：首先，在服务端和客户端都需要定义相同的接口，接口中包含了需要远程调用的方法。
序列化参数：当客户端调用远程方法时，客户端将方法名和参数序列化成字节流，然后通过网络发送到服务端。
网络传输：服务端接收到客户端发送的请求后，将请求反序列化成方法名和参数，然后在服务端执行对应的方法。
执行方法：在服务端执行方法后，将方法的返回值序列化成字节流，然后通过网络发送给客户端。
反序列化返回值：客户端接收到服务端发送的返回值后，将返回值反序列化成方法的返回值，然后将其返回给调用方。

代码示例：以下是一个简单的RPC示例，包括服务端和客户端的代码：

（1）服务端代码，

import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class RpcServer {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 创建ServerSocket，并指定端口号
            ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
            System.out.println("Server started...");

            while (true) {
                // 监听客户端连接
                Socket socket = serverSocket.accept();
                System.out.println("Client connected: " + socket.getInetAddress());

                // 创建ObjectInputStream和ObjectOutputStream
                ObjectInputStream inputStream = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
                ObjectOutputStream outputStream = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());
                // 读取客户端发送的方法名和参数
                String methodName = inputStream.readUTF();
                int a = inputStream.readInt();
                int b = inputStream.readInt();

                // 调用方法
                int result = 0;
                if ("add".equals(methodName)) result = add(a, b);

                // 将方法的返回值写回客户端
                outputStream.writeInt(result);
                outputStream.flush();

                // 关闭流和Socket
                inputStream.close();
                outputStream.close();
                socket.close();
            }
        } catch (IOException e) {e.printStackTrace();}
    }

    public static int add(int a, int b) {return a + b;}
}

（2）客户端代码，

import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.net.Socket;

public class RpcClient {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 连接服务端的Socket，并指定IP地址和端口号
            Socket socket = new Socket("localhost", 8888);

            // 创建ObjectInputStream和ObjectOutputStream
            ObjectOutputStream outputStream = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());
            ObjectInputStream inputStream = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());

            // 发送方法名和参数到服务端
            outputStream.writeUTF("add");
            outputStream.writeInt(10);
            outputStream.writeInt(20);
            outputStream.flush();

            // 读取服务端发送的返回值
            int result = inputStream.readInt();
            System.out.println("Result: " + result);

            // 关闭流和Socket
            outputStream.close();
            inputStream.close();
            socket.close();
        } catch (IOException e) {e.printStackTrace();}
    }
}

应用场景与性能考量

在需要高性能、低延迟通信的场景中更为常见，如内部服务间的密集通信，特别是在游戏、金融等领域。现代RPC框架如gRPC，凭借其高性能和跨语言特性，也逐渐应用于更广泛的分布式系统中。

特点

直接调用：服务通过网络协议（如HTTP、gRPC等）直接调用其他服务的API。
灵活性：可以使用不同的协议和库来实现，比如使用RestTemplate、HttpClient等。
手动管理：开发者需要手动处理请求的构建、响应的解析以及异常处理等。

三、Feign

Feign是一个轻量级的Java库，专为简化HTTP API客户端调用而生。通过动态代理和接口注解，Feign使得调用远程服务如同调用本地方法一样直观便捷。它常用于Spring Cloud等微服务框架中，与服务发现、负载均衡等服务治理组件紧密集成，提供了一种声明式的HTTP客户端解决方案，用于简化微服务之间的HTTP调用。

OpenFeign是Spring Cloud提供的一个声明式的伪Htp客户端，它使得调用远程服务就像调用本地服务一样简单，只需要创建一个接口并添加一个注解即可。通过使用注解，开发者可以轻松地定义调用其他服务的接口，而不需要编写大量的底层代码。

设计理念与实现方式

设计哲学：面向接口编程，通过接口定义和服务注解，抽象出简洁的调用逻辑。

实现机制：利用JVM的动态代理机制生成客户端代理类，自动处理请求构造、发送和响应解析。

协议与传输层

基于HTTP协议，利用HTTP的标准化和易穿透网络特性，支持RESTful风格的API交互。

Feign调用的基本流程

如果不了解 SpringCloud 中 Feign 核心原理，不会真正的了解 SpringCloud 的性能优化和配置优化，也就不可能做到真正掌握 SpringCloud。

Feign远程调用，核心就是通过一系列的封装和处理，将以JAVA注解的方式定义的远程调用API接口，最终转换成HTTP的请求形式，然后将HTTP的请求的响应结果，解码成JAVA Bean，放回给调用者。

Feign远程调用的基本流程，大致如下图所示。

从上图可以看到，Feign通过处理注解，将请求模板化，当实际调用的时候，传入参数，根据参数再应用到请求上，进而转化成真正的 Request 请求。通过Feign以及JAVA的动态代理机制，使得Java 开发人员，可以不用通过HTTP框架去封装HTTP请求报文的方式，完成远程服务的HTTP调用。

Feign调用的工作原理

Feign调用的工作原理是通过动态代理技术将接口方法的调用转换为HTTP请求，并发送到远程服务。下面是Feign调用的一般工作流程：

定义Feign客户端接口：在客户端项目中定义一个Java接口，该接口用于描述要调用的远程服务的API。接口的方法对应了远程服务的不同接口或资源路径。
创建Feign客户端：使用@FeignClient注解标注接口，指定要调用的远程服务的名称或URL。Feign根据该注解创建一个动态代理对象，该代理对象实现了接口定义的方法。
调用远程服务方法：在客户端代码中直接调用Feign客户端接口的方法，就像调用本地方法一样。Feign客户端会拦截这些方法调用，并将它们转换为HTTP请求。
HTTP请求转换：当调用Feign客户端接口的方法时，Feign会根据方法的注解（如@GetMapping、@PostMapping等）以及方法的参数，构建对应的HTTP请求。
1. 例如，根据@GetMapping注解指定的路径和方法参数，生成一个GET请求。
发送HTTP请求：Feign客户端将生成的HTTP请求发送到远程服务的URL。这个URL通常是通过服务注册与发现机制获取的，或者是在@FeignClient注解中指定的硬编码URL。
接收响应：远程服务接收到HTTP请求后，处理请求并返回响应。Feign客户端接收到响应后，将其转换为Java对象（如果有需要）并返回给调用方。

总体来说，Feign通过动态代理技术将接口方法调用转换为HTTP请求，并将这些请求发送到远程服务。这种方式使得调用远程服务变得简单、直观，并且隐藏了底层HTTP通信的细节，提高了开发效率。

Feign是一个声明式的HTTP客户端，它简化了使用HTTP API的调用。Feign的工作原理是通过动态代理技术，将接口方法的调用转换为HTTP请求，并发送到远程服务。以下是使用Feign调用远程服务的具体Java代码示例：

假设有一个名为UserService的微服务，其中包含了一些用户相关的接口，我们希望在另一个微服务中调用这些接口。

（1）首先，我们需要在调用方的项目中添加Feign的依赖，

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
</dependency>

（2）创建一个Feign客户端接口，定义要调用的远程服务的API。假设UserService提供了一个获取用户信息的API，我们可以定义一个Feign接口如下：

import org.springframework.cloud.openfeign.FeignClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;

@FeignClient(name = "user-service") // 指定要调用的微服务名称
public interface UserFeignClient {

    @GetMapping("/user/info") // 指定远程服务的URL路径
    String getUserInfo(@RequestParam("userId") Long userId); // 定义要调用的远程方法
}

（3）在调用方的代码中注入Feign客户端接口，并使用该接口来调用远程服务的方法：

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;

@Service
public class UserService {

    @Autowired
    private UserFeignClient userFeignClient; // 注入Feign客户端接口

    public String getUserInfo(Long userId) {
        return userFeignClient.getUserInfo(userId); // 调用远程服务的方法
    }
}

在这个示例中，UserFeignClient接口定义了一个名为getUserInfo的方法，该方法对应了远程服务的/user/info接口。然后在UserService中注入了UserFeignClient接口的实例，并在getUserInfo方法中调用了远程服务的方法。Feign会根据接口定义动态生成一个代理对象，负责将方法调用转换为HTTP请求并发送到远程服务。

需要注意的是，为了使Feign能够正常工作，我们需要确保调用方项目中已经配置了Spring Cloud的相关组件，例如服务注册与发现（Eureka、Consul等）和负载均衡（Ribbon等）等功能。

特点

声明式：使用注解定义RESTful API调用，减少了样板代码。
自动处理：OpenFeign自动处理请求的构建、响应的解析和错误处理等，简化了开发过程。
与Spring Cloud集成：OpenFeign通常与Spring Cloud结合使用，支持负载均衡、熔断、服务发现等特性。

应用场景与性能考量

非常适合RESTful风格的微服务架构，特别是集成在Spring Cloud生态中，提供服务治理能力的同时，保持了与Web服务的良好兼容性。

四、几种调用方式的区别与联系

以下是Feign、HTTP/RESTful API调用、RPC调用它们三个之间的区别与联系。

区别：

Feign：
- Feign是一个声明式的HTTP客户端，用于简化基于HTTP的RESTful服务调用。它通过接口的方式描述远程服务的API，使得调用远程服务更加简单直观，无需编写底层的HTTP通信代码。
- Feign通常与Spring Cloud等微服务框架集成，可以与服务注册中心配合使用，实现服务发现、负载均衡等功能。
HTTP/RESTful API调用：
- HTTP/RESTful API调用是一种基于HTTP协议的通信方式，每个微服务提供RESTful API，其他微服务通过发送HTTP请求来调用服务。这是一种最基本的微服务间通信方式，使用HTTP协议进行数据传输。
RPC调用：
- RPC（远程过程调用）是一种实现微服务之间直接方法调用的方式，无需处理HTTP协议的细节。通过RPC框架，可以使得一个计算机程序可以调用另一个计算机上的函数或方法，就像调用本地函数一样。

Feign与HTTP的关系和区别

Feign与HTTP之间的关系在于，Feign是一个用于Java语言的声明式HTTP客户端库，它简化了HTTP请求的编写过程，特别适用于构建微服务架构中的服务间调用。简单来说，Feign允许开发者通过定义接口的方式来实现HTTP请求的发送，而不需要手动创建请求体、设置URL、处理响应等繁琐工作。

在技术层面，Feign背后实际上是对HTTP协议的封装和抽象。当使用Feign定义一个接口并添加相应的HTTP注解（如@GetMapping, @PostMapping等）时，Feign会根据这些注解和接口方法的定义，动态生成实现类。这个实现类会在运行时执行HTTP请求，与远程服务进行通信。Feign内部可以配置不同的HTTP客户端实现来进行实际的网络IO操作，比如默认使用Java的HttpURLConnection，也可以配置为使用Apache HttpClient或者OkHttp等其他库来执行这些请求。

因此，可以说Feign与HTTP是工具与协议的关系，Feign作为一种工具或框架，基于HTTP协议实现了更高层次的抽象，提供了更为便捷的服务调用方式。

总结就是，Feign和HTTP/RESTful API调用都是基于HTTP协议进行通信的，它们之间的联系是Feign实质上是在HTTP/RESTful API调用的基础上进行了封装和简化。Feign是一种更加高级、简化的HTTP/RESTful API调用方式，隐藏了底层的HTTP通信细节，提供了声明式的接口来描述远程服务的API，让开发人员可以像调用本地方法一样来调用远程服务。

RPC与HTTP的关系和区别

相同点是底层通讯都是基于socket，都可以实现远程调用，都可以实现服务调用服务。

不同点：

RPC调用虽然不直接依赖于HTTP协议，但它也可以在HTTP协议的基础上实现。一些RPC框架（例如gRPC）可以使用HTTP/2作为底层传输协议，从而具备更高的性能和效率。

RPC调用是一种更加底层、直接的远程方法调用方式，无需处理HTTP协议的细节，通常具有更高的性能和效率，但需要引入RPC框架，并在系统中进行服务治理和管理。

既然两种方式都可以实现远程调用，我们该如何选择呢？

速度来看，RPC要比http更快，虽然底层都是TCP，但是http协议的信息往往比较臃肿。
难度来看，RPC实现较为复杂，http相对比较简单。
灵活性来看，http更胜一筹，因为它不关心实现细节，跨平台、跨语言。

RPC和openfeign的关系和区别

联系：

目的相同：两者都是为了实现微服务之间的通信。
可以结合使用：OpenFeign可以看作是远程调用的一种实现方式，使用OpenFeign可以简化远程调用的实现过程，使开发者更加专注于业务逻辑。

区别：

在微服务架构中，远程调用是一个广义的概念，而OpenFeign是实现远程调用的一种特定方式。OpenFeign通过声明式的方式简化了远程调用的复杂性，适合用于需要频繁进行微服务调用的场景。开发者可以根据项目需求选择适合的方式进行服务间通信。

Feign和RPC各有千秋，选择应基于项目的具体需求、性能指标、团队熟悉度以及生态系统的集成能力。在微服务架构中，两者并非互斥，甚至可根据不同服务的特点，在同一系统中灵活搭配使用。理解它们的核心差异，有助于做出更贴合实际的技术决策。

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