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基于.NET Core 微服务的另类实现

DotNet 2019-08-03

(给DotNet加星标,提升.Net技能


转自:谢中涞

cnblogs.com/xie-zhonglai/p/netcore_micro_svc.html


基于.NET Core 的微服务,网上很多介绍都是千篇一律基于类似WebAPI,通过http请求形式进行访问,但这并不符合大家使用习惯。


如何像形如[ GetService<IOrderService>().SaveOrder(orderInfo)]的方式, 调用远程的服务,如果你正在为此苦恼, 本文或许是一种参考。


一、背景


原项目基于传统三层模式组织代码逻辑,随着时间的推移,项目内各模块逻辑互相交织,互相依赖,维护起来较为困难.为此我们需要引入一种新的机制来尝试改变这个现状,在考察了 Java spring cloud/doubbo, c# wcf/webapi/asp.net core 等一些微服务框架后,我们最终选择了基于 .net core + Ocelot 微服务方式. 经过讨论大家最终期望的项目结果大致如下所示.



但原项目团队成员已经习惯了基于接口服务的这种编码形式, 让大家将需要定义的接口全部以http 接口形式重写定义一遍, 同时客户端调用的时候, 需要将原来熟悉的形如 XXService.YYMethod(args1, args2) 直接使用通过 "."出内部成员,替换为让其直接写 HttpClient.Post("url/XX/YY",”args1=11&args2=22”)的形式访问远程接口,确实是一件十分痛苦的事情.


二、问题提出


基于以上, 如何通过一种模式来简化这种调用形式, 继而使大家在调用的时候不需要关心该服务是在本地(本地类库依赖)还是远程, 只需要按照常规方式使用即可, 至于是直接使用本地服务还是通过http发送远程请求,这个都交给框架处理.为了方便叙述, 本文假定以销售订单和用户服务为例. 销售订单服务对外提供一个创建订单的接口.订单创建成功后, 调用用户服务更新用户积分.UML参考如下.



三、问题转化


  1. 在客户端,通过微服务对外公开的接口,生成接口代理, 即将接口需要的信息[接口名/方法名及该方法需要的参数]包装成http请求向远程服务发起请求.


  2. 在微服务http接入段, 我们可以定义一个统一的入口,当服务端收到请求后,解析出接口名/方法名及参数信息,并创建对应的实现类,从而执行接口请求,并将返回值通过http返回给客户端.


  3. 最后,客户端通过类似 AppRuntims.Instance.GetService<IOrderService>().SaveOrder(orderInfo) 形式访问远程服务创建订单.


  4. 数据以json格式传输.


四、解决方案及实现


  1. 为了便于处理,我们定义了一个空接口IApiService,用来标识服务接口.


  2. 远程服务客户端代理


public class RemoteServiceProxy : IApiService
{
   public string Address { get; set; }  //服务地址private ApiActionResult PostHttpRequest(string interfaceId, string methodId, params object[] p)
   {
       ApiActionResult apiRetult = null;
       using (var httpClient = new HttpClient())
       {
           var param = new ArrayList(); //包装参数
           foreach (var t in p)
           {
               if (t == null)
               {
                   param.Add(null);
               }
               else
               {
                   var ns = t.GetType().Namespace;
                   param.Add(ns != null && ns.Equals("System") ? t : JsonConvert.SerializeObject(t));
               }
           }
           var postContentStr = JsonConvert.SerializeObject(param);
           HttpContent httpContent = new StringContent(postContentStr);
           if (CurrentUserId != Guid.Empty)
           {
               httpContent.Headers.Add("UserId", CurrentUserId.ToString());
           }
           httpContent.Headers.Add("EnterpriseId", EnterpriseId.ToString());
           httpContent.Headers.ContentType = new MediaTypeHeaderValue("application/json");

           var url = Address.TrimEnd('/') + $"/{interfaceId}/{methodId}";
           AppRuntimes.Instance.Loger.Debug($"httpRequest:{url},data:{postContentStr}");
           var response = httpClient.PostAsync(url, httpContent).Result; //提交请求
           if (!response.IsSuccessStatusCode)
           {
               AppRuntimes.Instance.Loger.Error($"httpRequest error:{url},statuscode:{response.StatusCode}");
               throw new ICVIPException("网络异常或服务响应失败")

           }
           var responseStr = response.Content.ReadAsStringAsync().Result;
           AppRuntimes.Instance.Loger.Debug($"httpRequest response:{responseStr}");
           apiRetult = JsonConvert.DeserializeObject<ApiActionResult>(responseStr);
       }
       if (!apiRetult.IsSuccess)
       {
           throw new BusinessException(apiRetult.Message ?? "服务请求失败");

       }
       return apiRetult;
   }

   //有返回值的方法代理
   public T Invoke<T>(string interfaceId, string methodId, params object[] param)
   {
       T rs = default(T);
       var apiRetult = PostHttpRequest(interfaceId, methodId, param);
       try
       {
           if (typeof(T).Namespace == "System")
           {
              rs = (T)TypeConvertUtil.BasicTypeConvert(typeof(T), apiRetult.Data);
           }
           else
           {
               rs = JsonConvert.DeserializeObject<T>(Convert.ToString(apiRetult.Data));
          }
       }
       catch (Exception ex)
       {
           AppRuntimes.Instance.Loger.Error("数据转化失败", ex);
           throw;
       }
       return rs;
   }
   //没有返回值的代理
   public void InvokeWithoutReturn(string interfaceId, string methodId, params object[] param)
   
{
       PostHttpRequest(interfaceId, methodId, param);
   }
}


3、远程服务端http接入段统一入口


[Route("api/svc/{interfaceId}/{methodId}"), Produces("application/json")]
public async Task<ApiActionResult> Process(string interfaceId, string methodId)
{
   Stopwatch stopwatch = new Stopwatch();
   stopwatch.Start();
   ApiActionResult result = null;
   string reqParam = string.Empty;
   try
   {
       using (var reader = new StreamReader(Request.Body, Encoding.UTF8))
       {
           reqParam = await reader.ReadToEndAsync();
       }
       AppRuntimes.Instance.Loger.Debug($"recive client request:api/svc/{interfaceId}/{methodId},data:{reqParam}");
       ArrayList param = null;
       if (!string.IsNullOrWhiteSpace(reqParam))
       {
          //解析参数
           param = JsonConvert.DeserializeObject<ArrayList>(reqParam);
       }
       //转交本地服务处理中心处理
       var data = LocalServiceExector.Exec(interfaceId, methodId, param);
       result = ApiActionResult.Success(data);
   }
   catch  BusinessException ex) //业务异常
   {
       result = ApiActionResult.Error(ex.Message);
   }
   catch (Exception ex)
   {
       //业务异常
       if (ex.InnerException is BusinessException)
       {
           result = ApiActionResult.Error(ex.InnerException.Message);
       }
       else
       {
           AppRuntimes.Instance.Loger.Error($"调用服务发生异常{interfaceId}-{methodId},data:{reqParam}", ex);
           result = ApiActionResult.Fail("服务发生异常");
       }
   }
   finally
   {
       stopwatch.Stop();
       AppRuntimes.Instance.Loger.Debug($"process client request end:api/svc/{interfaceId}/{methodId},耗时[ {stopwatch.ElapsedMilliseconds} ]毫秒");
   }
   //result.Message = AppRuntimes.Instance.GetCfgVal("ServerName") + " " + result.Message;
   result.Message = result.Message;
   return result;
}


4、本地服务中心通过接口名和方法名,找出具体的实现类的方法,并使用传递的参数执行,ps:因为涉及到反射获取具体的方法,暂不支持相同参数个数的方法重载.仅支持不同参数个数的方法重载.


public static object Exec(string interfaceId, string methodId, ArrayList param)
{
   var svcMethodInfo = GetInstanceAndMethod(interfaceId, methodId, param.Count);
   var currentMethodParameters = new ArrayList();
   for (var i = 0; i < svcMethodInfo.Paramters.Length; i++)
   {
       var tempParamter = svcMethodInfo.Paramters[i];
       if (param[i] == null)
       {
           currentMethodParameters.Add(null);
       }
       else
       {
           if (!tempParamter.ParameterType.Namespace.Equals("System") || tempParamter.ParameterType.Name == "Byte[]")
           {  currentMethodParameters.Add(JsonConvert.DeserializeObject(Convert.ToString(param[i]), tempParamter.ParameterType)
           }
           else
           {
currentMethodParameters.Add(TypeConvertUtil.BasicTypeConvert(tempParamter.ParameterType, param[i]));
           }
       }
   }
   return svcMethodInfo.Invoke(currentMethodParameters.ToArray());
}

private static InstanceMethodInfo GetInstanceAndMethod(string interfaceId, string methodId, int paramCount)
{
   var methodKey = $"{interfaceId}_{methodId}_{paramCount}";
   if (methodCache.ContainsKey(methodKey))
   {
       return methodCache[methodKey];
   }
   InstanceMethodInfo temp = null;
   var svcType = ServiceFactory.GetSvcType(interfaceId, true);
   if (svcType == null)
   {
       throw new ICVIPException($"找不到API接口的服务实现:{interfaceId}");
   }
   var methods = svcType.GetMethods().Where(t => t.Name == methodId).ToList();
   if (methods.IsNullEmpty())
   {
       throw new BusinessException($"在API接口[{interfaceId}]的服务实现中[{svcType.FullName}]找不到指定的方法:{methodId}");
   }
   var method = methods.FirstOrDefault(t => t.GetParameters().Length == paramCount);
   if (method == null)
   {
       throw new ICVIPException($"在API接口中[{interfaceId}]的服务实现[{svcType.FullName}]中,方法[{methodId}]参数个数不匹配");
   }
   var paramtersTypes = method.GetParameters();
   object instance = null;
   try
   {
       instance = Activator.CreateInstance(svcType);
   }
   catch (Exception ex)
   {
       throw new BusinessException($"在实例化服务[{svcType}]发生异常,请确认其是否包含一个无参的构造函数", ex);
   }
   temp = new InstanceMethodInfo()
   {
       Instance = instance,
       InstanceType = svcType,
       Key = methodKey,
       Method = method,
       Paramters = paramtersTypes
   };
   if (!methodCache.ContainsKey(methodKey))
   {
       lock (_syncAddMethodCacheLocker)
       {
           if (!methodCache.ContainsKey(methodKey))
           {
               methodCache.Add(methodKey, temp);
           }
      }
   }
   return temp;


5、服务配置,指示具体的服务的远程地址,当未配置的服务默认为本地服务.


[
 {
   "ServiceId": "XZL.Api.IOrderService",
   "Address": "http://localhost:8801/api/svc"
 },
 {
   "ServiceId": "XZL.Api.IUserService",
   "Address": "http://localhost:8802/api/svc"
 }
]


6、AppRuntime.Instance.GetService<TService>()的实现.


private static List<(string typeName, Type svcType)> svcTypeDic;
private static ConcurrentDictionary<string, Object> svcInstance = new ConcurrentDictionary<string, object>();
public static TService GetService<TService>()
{
    var serviceId = typeof(TService).FullName;
    //读取服务配置
    var serviceInfo = ServiceConfonfig.Instance.GetServiceInfo(serviceId);
    if (serviceInfo == null)
    {
        return (TService)Activator.CreateInstance(GetSvcType(serviceId));
    }
    else
    {
        var rs = GetService<TService>(serviceId + (serviceInfo.IsRemote ? "|Remote" : ""), serviceInfo.IsSingle);
        if (rs != null && rs is RemoteServiceProxy)
        {
            var temp = rs as RemoteServiceProxy;
            temp.Address = serviceInfo.Address;   //指定服务地址
        }
        return rs;
    }
}

public static TService GetService<TService>(string interfaceId, bool isSingle)
{
   //服务非单例模式
   if (!isSingle)
   {
       return (TService)Activator.CreateInstance(GetSvcType(interfaceId));
   }
   object obj = null;
   if (svcInstance.TryGetValue(interfaceId, out obj) && obj != null)
   {
       return (TService)obj;
   }
   var svcType = GetSvcType(interfaceId);
   if (svcType == null)
   {
       throw new ICVIPException($"系统中未找到[{interfaceId}]的代理类");
   }
   obj = Activator.CreateInstance(svcType);
   svcInstance.TryAdd(interfaceId, obj);
   return (TService)obj;
}

//获取服务的实现类
public static Type GetSvcType(string interfaceId, bool? isLocal = null)
{
   if (!_loaded)
   {
       LoadServiceType();
   }
   Type rs = null;
   var tempKey = interfaceId;
   var temp = svcTypeDic.Where(x => x.typeName == tempKey).ToList();

   if (temp == null || temp.Count == 0)
   {
       return rs;
   }
   if (isLocal.HasValue)
   {
       if (isLocal.Value)
       {
           rs = temp.FirstOrDefault(t => !typeof(RemoteServiceProxy).IsAssignableFrom(t.svcType)).svcType;
       }
       else
       {
           rs = temp.FirstOrDefault(t => typeof(RemoteServiceProxy).IsAssignableFrom(t.svcType)).svcType;
       }
   }
   else
   {
       rs = temp[0].svcType;
   }
   return rs;
}


7、为了性能影响,我们在程序启动的时候可以将当前所有的ApiService类型缓存.


public static void LoadServiceType()
{
    if (_loaded)
    {
        return;
    }
    lock (_sync)
    {
        if (_loaded)
        {
            return;
        }
        try
        {
            svcTypeDic = new List<(string typeName, Type svcType)>();
            var path = AppDomain.CurrentDomain.RelativeSearchPath ?? AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory;
            var dir = new DirectoryInfo(path);
            var files = dir.GetFiles("XZL*.dll");
            foreach (var file in files)
            {
                var types = LoadAssemblyFromFile(file);
                svcTypeDic.AddRange(types);
            }
            _loaded = true;
        }
        catch
        {
            _loaded = false;
        }
    }
}

//加载指定文件中的ApiService实现
private static List<(string typeName, Type svcType)> LoadAssemblyFromFile(FileInfo file)
{
   var lst = new List<(string typeName, Type svcType)>();
   if (file.Extension != ".dll" && file.Extension != ".exe")
   {
       return lst;
   }
   try
   {
       var types = Assembly.Load(file.Name.Substring(0, file.Name.Length - 4))
       .GetTypes()
       .Where(c => c.IsClass && !c.IsAbstract && c.IsPublic);
       foreach (Type type in types)
       {
          //客户端代理基类
           if (type == typeof(RemoteServiceProxy))
           {
               continue;
           }
           if (!typeof(IApiService).IsAssignableFrom(type))
           {
               continue;
           }
           //绑定现类
           lst.Add((type.FullName, type));
           foreach (var interfaceType in type.GetInterfaces())
           {
               if (!typeof(IApiService).IsAssignableFrom(interfaceType))
               {
                   continue;
               }
   //绑定接口与实际实现类
               lst.Add((interfaceType.FullName, type));  
           }
       }
   }
   catch
   {
   }
   return lst;
}


8、具体api远程服务代理示例


public class UserServiceProxy : RemoteServiceProxy, IUserService
{
       private string serviceId = typeof(IUserService).FullName;
       public void IncreaseScore(int userId,int score)
       
{
           return InvokeWithoutReturn(serviceId, nameof(IncreaseScore), userId,score);
       }
      public UserInfo GetUserById(int userId)
       
{
           return Invoke<UserInfo >(serviceId, nameof(GetUserById),  userId);
       }
}


结语


经过以上改造后, 我们便可很方便的通过形如 AppRuntime.Instance.GetService<TService>().MethodXX()无感的访问远程服务, 服务是部署在远程还是在本地以dll依赖形式存在,这个便对调用者透明了.无缝的对接上了大家固有习惯.


PS: 但是此番改造后, 遗留下来了另外一个问题: 客户端调用远程服务,需要手动创建一个服务代理( 从 RemoteServiceProxy 继承),虽然每个代理很方便写,只是文中提到的简单两句话,但终究显得繁琐, 是否有一种方式能够根据远程api接口动态的生成这个客户端代理呢? 答案是肯定的,因本文较长了,留在下篇再续.


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