从0到1打造高可用高性能的Go 微服务应用

2024-01-10 13:17:06

一、服务间的通信：gRPC

gRPC是一个高性能、开源的RPC框架，它使用Protocol Buffers（Protobuf）作为数据交换格式。Protobuf是一种紧凑、高效的数据序列化格式，它可以使数据在网络上传输时占用更少的空间。gRPC还支持流式传输，这使得它非常适合于处理需要实时传输数据的应用。

为了使用gRPC，我们需要先定义一个服务接口。服务接口是一个定义了服务中所有方法的接口。gRPC会自动生成一个客户端和服务器的存根代码，这些存根代码可以用来调用和实现服务接口中的方法。

// 定义服务接口
type ProductService interface {
	GetProduct(ctx context.Context, req *productpb.GetProductRequest) (*productpb.Product, error)
	CreateProduct(ctx context.Context, req *productpb.CreateProductRequest) (*productpb.Product, error)
	UpdateProduct(ctx context.Context, req *productpb.UpdateProductRequest) (*productpb.Product, error)
	DeleteProduct(ctx context.Context, req *productpb.DeleteProductRequest) (*productpb.Empty, error)
}

然后，我们需要实现服务接口。服务接口的实现可以是一个结构体，它实现了服务接口中的所有方法。

// ProductService的实现
type productService struct {
	repo productRepository
}

func (s *productService) GetProduct(ctx context.Context, req *productpb.GetProductRequest) (*productpb.Product, error) {
	product, err := s.repo.GetProduct(ctx, req.GetId())
	if err != nil {
		return nil, err
	}
	return product, nil
}

func (s *productService) CreateProduct(ctx context.Context, req *productpb.CreateProductRequest) (*productpb.Product, error) {
	product, err := s.repo.CreateProduct(ctx, req.GetProduct())
	if err != nil {
		return nil, err
	}
	return product, nil
}

func (s *productService) UpdateProduct(ctx context.Context, req *productpb.UpdateProductRequest) (*productpb.Product, error) {
	product, err := s.repo.UpdateProduct(ctx, req.GetProduct())
	if err != nil {
		return nil, err
	}
	return product, nil
}

func (s *productService) DeleteProduct(ctx context.Context, req *productpb.DeleteProductRequest) (*productpb.Empty, error) {
	err := s.repo.DeleteProduct(ctx, req.GetId())
	if err != nil {
		return nil, err
	}
	return &productpb.Empty{}, nil
}

最后，我们需要启动gRPC服务器。gRPC服务器是一个监听特定端口并处理客户端请求的程序。

func main() {
	// 创建一个gRPC服务器
	server := grpc.NewServer()

	// 注册ProductService服务
	productpb.RegisterProductServiceServer(server, &productService{})

	// 监听端口
	lis, err := net.Listen("tcp", ":50051")
	if err != nil {
		log.Fatalf("failed to listen: %v", err)
	}

	// 启动服务器
	if err := server.Serve(lis); err != nil {
		log.Fatalf("failed to serve: %v", err)
	}
}

二、API网关：Istio

API网关是一个充当客户端和后端服务之间的中间层的程序。API网关可以提供许多功能，例如负载均衡、限流、权限校验和日志记录。

Istio是一个流行的API网关。Istio是一个开源的服务网格，它可以帮助我们管理和保护我们的微服务。Istio提供了一系列的功能，包括负载均衡、限流、权限校验和日志记录。

为了使用Istio，我们需要先安装Istio。Istio的安装过程相对简单，我们可以按照Istio的官方文档进行安装。

istioctl install --set profile=demo

安装好Istio后，我们需要创建一个网格。网格是一个由Istio管理的微服务集合。

istioctl create namespace istio-system
kubectl label namespace istio-system istio-injection=enabled

然后，我们需要将我们的微服务部署到网格中。我们可以使用Istio的kubectl插件来部署我们的微服务。

istioctl create service service1

部署好微服务后，我们需要创建一个网关。网关是一个允许外部流量进入网格的入口点。

istioctl create gateway gateway1

最后，我们需要将我们的微服务连接到网关。我们可以使用Istio的VirtualService资源来将我们的微服务连接到网关。

apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: VirtualService
metadata:
  name: product-service
spec:
  hosts:
  - product-service
  gateways:
  - gateway1
  http:
  - match:
    - uri: /api/v1/products/*
    route:
    - destination:
        host: product-service
        port:
          number: 50051

三、权限校验：JWT

JWT（JSON Web Token）是一种用于在两个系统之间安全地传递信息的方法。JWT可以用来实现权限校验，我们可以通过JWT来验证用户的身份。

为了使用JWT，我们需要先创建一个密钥。我们可以使用openssl来创建一个密钥。

openssl genrsa -out key.pem 2048

然后，我们需要创建一个JWT。我们可以使用JWT库来创建一个JWT。

import (
	"time"

	"github.com/golang-jwt/jwt/v4"
)

func createJWT() (string, error) {
	claims := &jwt.RegisteredClaims{
		Issuer:    "issuer",
		Subject:   "subject",
		Audience:  []string{"audience"},
		ExpiresAt: jwt.NewNumericDate(time.Now().Add(time.Hour * 24)),
	}

	token := jwt.NewWithClaims(jwt.SigningMethodHS256, claims)
	return token.SignedString([]byte("key"))
}

最后，我们需要在我们的微服务中验证JWT。我们可以使用JWT库来验证JWT。

import (
	"github.com/golang-jwt/jwt/v4"
)

func verifyJWT(tokenString string) (*jwt.Token, error) {
	return jwt.Parse(tokenString, func(token *jwt.Token) (interface{}, error) {
		if _, ok := token.Method.(*jwt.SigningMethodHMAC); !ok {
			return nil, fmt.Errorf("unexpected signing method: %v", token.Header["alg"])
		}
		return []byte("key"), nil
	})
}