第一部分 微服务的设计开发

第一单元

微服务架构

原理篇

什么是微服务架构

1. 微服务的特点与应用场景

2. 微服务与SOA架构的差别与联系

微服务的挑战

1. 软件规模化带来的挑战

案例：分析淘宝近十年的发展及其面临的挑战

1） 过去单体应用面临的问题

2） 现在微服务的解决思路及其面临的问题

3） 微服务的关键：小而专的微服务设计

4） 微服务实践：去中心化的技术治理

5） 微服务实践：去中心化的数据管理

2. 互联网高可用高并发带来的挑战

剖析：微服务架构在解决诸多互联网问题时的思路

1） 构建高并发、高可用的微服务技术架构

2） 微服务的弹性扩容、熔断、限流、降级等措施

3） 基于云原生的微服务容器化平台部署

第二单元

微服务

总体架构篇

微服务的技术架构选型

1. 微服务的注册中心选型：

Zookeeper, Eureka, Consul, Nacos

2. 微服务的服务网关选型：

Nginx, Node.js, Zuul, Springcloud Gateway

3. 微服务的技术开发框架：

Springboot, Springcloud, Spring Cloud Alibaba

4. 微服务的容器化部署：

Docker, Kubernetes

最简版的微服务架构

1. 注册中心Eureka与配置中心Config

2. 服务网关Spring Cloud Gateway

3. 微服务高可用调用Hystrix

4. 微服务的分布式队列Seata

第三单元

微服务架构

实践篇

基于Eureka的微服务设计开发演练

1. Spring Cloud Eureka的系统架构

2. Eureka Server的设计

3. Eureka Client的设计

4. 服务发现的设计

Ø 使用ribbon的设计

Ø 使用feign的设计

5. 构建高并发、高可用的微服务系统

Ø 断路器设计模式

Ø 线程池隔离、优雅降级与熔断

Ø Hystrix的断路器设计

练习：使用Eureka构建微服务系统

1. 搭建Eureka注册中心与Config配置中心

2. 用Springcloud开发生产者

3. 用ribbon与feign两种方式开发消费者

4. 用Hystrix实现微服务间的高可用

第四单元

微服务架构

设计篇

微服务架构的6种设计模式

1. 聚合模式

案例：电商网站购物功能的设计

Ø 微服务前后端分离的设计

Ø 分布式事务的两阶段提交

Ø TCC方案与阿里Seata

演练：运用Seata实现微服务的分布式事务

Ø 基于消息的最终一致性设计

演练：基于消息实现微服务的分布式事务

案例：电商网站下单服务的设计

单一职责原则与领域驱动设计

Ø 互联网纵向切分在微服务的实现

Ø 纵向切分应当注意的设计问题

Ø 解决跨库关联查询的设计

演练：微服务间解决跨库关联查询的设计

2. 代理模式

案例：电商网站支付功能的设计思路

案例：电商网站多渠道支付的微服务实现

3. 链式模式

4. 分支模式

5. 数据共享模式

案例：大数据与微服务结合的架构设计

6. 异步消息模式

案例：12306的异步化操作

案例：电商网站异步化操作的微服务实现

微服务的拆分原则

1. 能不拆尽量不拆：减少微服务间的调用

2. 该拆分就得拆分

1） 公共模块该拆分就得拆分

2） 越来越复杂的模块该拆分就得拆分

微服务设计的反模式

1. 太多数据迁移

2. 数据共享反模式

3. 频繁交互反模式

探讨：如何解决微服务接口太多的问题

第五单元

微服务架构

网关篇

服务网关在微服务架构中的作用

1. 多渠道用户接入

微服务前后端分离的架构设计

2. 微服务的负载均衡

负载均衡的难题：Session管理

3. 路由网关（Spring Cloud Gateway）

蓝绿发布、滚动发布、灰度发布与金丝雀发布

权限验证与安全保障

智能路由与服务迁移

过滤器的设计与配置

4. 流量控制与节流

练习：设计服务网关、路由网关与断路器

第六单元

微服务架构

总结篇

1. 微服务架构设计之微服务无状态化设计；

2. 微服务架构设计之负载均衡设计；

3. 微服务架构设计之分级管理；

4. 微服务架构设计之异步调用（状态机等方式）；

5. 微服务架构设计之设置合理超时；

6. 微服务架构设计之服务降级；

7. 微服务架构设计之幂等设计；

第七单元

微服务开发

实战演练篇

用实际项目演练微服务开发的整个过程

1. 演练：从单体应用到微服务的设计转型过程

2. 微服务开发的组织形式：父项目与基础平台

3. 微服务开发的组织形式：多环境配置

4. 前端、聚合层、原子服务层的微服务设计

5. 服务网关的设计：用户权鉴与智能路由

微服务开发高阶：

1. 在分布式环境中高可靠地部署Eureka集群

2. 演练：如何实现跨语言的微服务调用

3. 演练：如何实现高并发下的优雅降级

4. 微服务间调用的监控与调优

微服务的技术中台建设：

1. 微服务技术中台应具备的要素

2. 配置中心Eureka

3. 断路监控Spring Cloud Turbine

4. 链路监控Skywalking

5. 消息中间件kafka, rocketmq

6. 分布式缓存redis

7. 监控平台prometheus+EFK

第二部分 微服务的运维部署

第八单元

微服务架构

云原生与自动化部署

云原生（Cloud Native）的概念

1. 面向互联网分布式系统运维的难点与痛点

2. 云原生=微服务+DevOps+持续交付+容器化bus

3. 云原生架构的核心思想与“12因素（12-Factors）”

4. 云原生的设计实现：Kubernetes、微服务、服务网格

构建分布式持续集成环境

1. 什么是分布式持续集成

2. 大前端+技术中台的组织形式与微服务架构

3. 持续探索、持续集成、持续交付、按需发布的概念

云原生的自动化部署过程

1. 搭建持续集成环境：Jenkins

2. 单元测试、契约测试与代码规范性检查：

Junit, Allure, SonarQube, Jacoco

3. 容器化部署：Docker及其镜像仓库

4. 分布式集群化管理框架：Kubernetes

第九单元

微服务架构

容器篇

Docker的基本原理

1. 虚拟化技术 vs. 容器技术

2. 容器技术的标准化概念

Docker运维实战

1. Docker容器管理与实操

2. Docker镜像管理与实操

3. 使用Dockerfile构建镜像

   演练：微服务如何打包制作Docker镜像

4. Docker仓库管理与实操

   演练：如何搭建私有镜像仓库Docker Registry

5. 实战演练

   用Docker部署和运维rabbitMQ

   用Docker部署和运维mysql

基于容器的微服务自动化运维

1. 微服务运维的难点与痛点

2. 基于Maven的Docker构建过程

3. 使用Jenkins编写定时任务

演练：基于容器的微服务持续集成过程

第十单元

微服务架构

分布式云部署

分布式容器管理工具Kubernetes

1. Kubernetes的分布式管理运行原理

2. Kubernetes的基本组件及其应用场景：

无状态应用（Deployment）、有状态应用（StatefulSet）、批处理任务（Job）、后台支撑型（DaemonSet）

3. Kubernetes的虚拟网络原理：Node IP、Pod IP、Cluster IP

4. Kubernetes的安装部署与弹性扩容

基于Kubernetes的运维实操

1. 演练：微服务在Kubernetes上的高可用云端部署

基于yaml文件的微服务部署与弹性扩展过程

Node, Pod, Deployment, Service等基础组件及其实操

Label标签、Selector选择器及其实操

K8s的访问类型ClusterIP、NodePort、LoadBalancer及Ingress

2. 演练：Redis高可用集群在Kubernetes的部署

Kubernetes的三种IP及其在项目中的运用

有状态应用的部署及无头服务的应用

3. 演练：基于K8s搭建三种类型的MySQL集群数据库

K8s的存储类型：存储卷、持久化存储卷与StorageClass

4. 演练：基于K8s搭建Hadoop大数据平台

使用Dockerfile制作镜像并上传镜像仓库

K8s的配置信息管理：ConfigMap、Secret及其应用

5. 演练：集群监控工具Prometheus的部署过程

K8s的权限管理：Account、Role、RoleBinding及其应用

集群调度：亲和性（Affinity）、污点（taints）与容忍（tolerations）

演练：搭建Git+Jenkins+docker+k8s的自动化运维平台

1）从Git服务器上下载代码、编译、测试、打包

2）静态代码规范检查与形成测试报告

3）制作Docker镜像并上传本地私服

4）执行脚本进行灰度发布与K8s分布式云端部署

第十一单元

微服务架构

运维调优篇

云平台安全可靠运行的重要意义

1. 网站可用性的评价指标与系统监控

2. 系统监控的具体内容

3. 系统监控与日志采集的原理与系统架构

4. 国内主流系统监控与日志采集软件介绍

SkyWalking性能监控与调优

1. 性能监控APM的重要意义及挑战

2. SkyWalking的特点及性能监控原理

3. 搭建SkyWalking服务器

4. 在各微服务中部署SkyWalking Agent

5. 演练：基于SkyWalking的性能分析与调优

Prometheus系统监控与运维

1. 搭建系统监控组件Prometheus实操

2. 搭建监控数据展现组件Grafana实操

3. 设定rules进行系统监控告警实操

4. 设定pushGateway自定义监控与告警实操

EFK日志采集与故障分析

1. 日志采集与故障分析的重要意义

2. 搭建ElasticSearch+Flunted+Kibana日志采集实操

3. 使用Kibana系统监控组件分析与监控系统

4. 在Kibana中进行故障分析与运行监控