SpringCloud实现全链路灰度发布的示例详解
作者：磊哥
灰度发布（Gray Release，也称为灰度发布或金丝雀发布）是指在软件或服务发布过程中，将新版本的功能或服务以较小的比例引入到生产环境中，仅向部分用户或节点提供新功能的一种发布策略。
在传统的全量发布中，新版本的功能会一次性全部部署到所有的用户或节点上。然而，这种方式潜在的风险是，如果新版本存在缺陷或问题，可能会对所有用户或节点产生严重的影响，导致系统崩溃或服务不可用。
相比之下，灰度发布采用较小的规模，并逐步将新版本的功能引入到生产环境中，仅向一小部分用户或节点提供新功能。通过持续监测和评估，可以在发现问题时及时回滚或修复。这种逐步引入新版本的方式可以降低风险，并提高系统的稳定性和可靠性。
1.实现思路
灰色发布的常见实现思路有以下几种：
- 根据用户划分：根据用户标识或用户组进行划分，在整个用户群体中只选择一小部分用户获得新功能。
- 根据地域划分：在不同地区或不同节点上进行划分，在其中的一小部分地区或节点进行新功能的发布。
- 根据流量划分：根据流量的百分比或请求次数进行划分，只将一部分请求流量引导到新功能上。
而在生产环境中，比较常用的是根据用户标识来实现灰色发布，也就是说先让一小部分用户体验新功能，以发现新服务中可能存在的某种缺陷或不足。
2.具体实现
Spring Cloud 全链路灰色发布的关键实现思路如下图所示：
灰度发布的具体实现步骤如下：
1.前端程序在灰度测试的用户 Header 头中打上标签，例如在 Header 中添加“grap-tag: true”，其表示要进行灰常测试（访问灰度服务），而其他则为访问正式服务。
2.在负载均衡器 Spring Cloud LoadBalancer 中，拿到 Header 中的“grap-tag”进行判断，如果此标签不为空，并等于“true”的话，表示要访问灰度发布的服务，否则只访问正式的服务。
3.在网关 Spring Cloud Gateway 中，将 Header 标签“grap-tag: true”继续往下一个调用服务中传递。
4.在后续的调用服务中，需要实现以下两个关键功能：
- 在负载均衡器 Spring Cloud LoadBalancer 中，判断灰度发布标签，将请求分发到对应服务。
- 将灰度发布标签（如果存在），继续传递给下一个调用的服务。
经过第四步的反复传递之后，整个 Spring Cloud 全链路的灰度发布就完成了。
3.核心实现思路和代码
灰度发布的关键实现技术和代码如下。
3.1 区分正式服务和灰度服务
在灰度发布的执行流程中，有一个核心的问题，如果在 Spring Cloud LoadBalancer 进行服务调用时，区分正式服务和灰度服务呢？
这个问题的解决方案是：在灰度服务既注册中心的 MetaData（元数据）中标识自己为灰度服务即可，而元数据中没有标识（灰度服务）的则为正式服务，以 Nacos 为例，它的设置如下：
spring:
application:
name: canary-user-service
cloud:
nacos:
discovery:
username: nacos
password: nacos
server-addr: localhost:8848
namespace: public
register-enabled: true
metadata: { "grap-tag":"true" } # 标识自己为灰度服务
3.2 负载均衡调用灰度服务
Spring Cloud LoadBalancer 判断并调用灰度服务的关键实现代码如下：
private Response<ServiceInstance> getInstanceResponse(List<ServiceInstance> instances,
Request request) {
// 实例为空
if (instances.isEmpty()) {
if (log.isWarnEnabled()) {
log.warn("No servers available for service: " + this.serviceId);
}
return new EmptyResponse();
} else { // 服务不为空
RequestDataContext dataContext = (RequestDataContext) request.getContext();
HttpHeaders headers = dataContext.getClientRequest().getHeaders();
// 判断是否为灰度发布（请求）
if (headers.get(GlobalVariables.GRAY_KEY) != null &&
headers.get(GlobalVariables.GRAY_KEY).get(0).equals("true")) {
// 灰度发布请求，得到新服务实例列表
List<ServiceInstance> findInstances = instances.stream().
filter(s -> s.getMetadata().get(GlobalVariables.GRAY_KEY) != null &&
s.getMetadata().get(GlobalVariables.GRAY_KEY).equals("true"))
.toList();
if (findInstances.size() > 0) { // 存在灰度发布节点
instances = findInstances;
}
} else { // 查询非灰度发布节点
// 灰度发布测试请求，得到新服务实例列表
instances = instances.stream().
filter(s -> s.getMetadata().get(GlobalVariables.GRAY_KEY) == null ||
!s.getMetadata().get(GlobalVariables.GRAY_KEY).equals("true"))
.toList();
}
// 随机正数值 ++i（ & 去负数）
int pos = this.position.incrementAndGet() & Integer.MAX_VALUE;
// ++i 数值 % 实例数 取模 -> 轮询算法
int index = pos % instances.size();
// 得到服务实例方法
ServiceInstance instance = (ServiceInstance) instances.get(index);
return new DefaultResponse(instance);
}
}
以上代码为自定义负载均衡器，并使用了轮询算法。如果 Header 中有灰度标签，则只查询灰度服务的节点实例，否则则查询出所有的正式节点实例（以供服务调用或服务转发）。
3.3 网关传递灰度标识
要在网关 Spring Cloud Gateway 中传递灰度标识，只需要在 Gateway 的全局自定义过滤器中设置 Response 的 Header 即可，具体实现代码如下：
package com.example.gateway.config;
import com.loadbalancer.canary.common.GlobalVariables;
import org.springframework.cloud.gateway.filter.GatewayFilterChain;
import org.springframework.cloud.gateway.filter.GlobalFilter;
import org.springframework.core.Ordered;
import org.springframework.http.HttpStatus;
import org.springframework.http.server.reactive.ServerHttpRequest;
import org.springframework.http.server.reactive.ServerHttpResponse;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.server.ServerWebExchange;
import reactor.core.publisher.Mono;
@Component
public class LoadBalancerFilter implements GlobalFilter {
@Override
public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
// 得到 request、response 对象
ServerHttpRequest request = exchange.getRequest();
ServerHttpResponse response = exchange.getResponse();
if (request.getQueryParams().getFirst(GlobalVariables.GRAY_KEY) != null) {
// 设置金丝雀标识
response.getHeaders().set(GlobalVariables.GRAY_KEY,
"true");
}
// 此步骤正常，执行下一步
return chain.filter(exchange);
}
}
3.4 Openfeign 传递灰度标签
HTTP 调用工具 Openfeign 传递灰度标签的实现代码如下：
import feign.RequestInterceptor;
import feign.RequestTemplate;
import jakarta.servlet.http.HttpServletRequest;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.context.request.RequestContextHolder;
import org.springframework.web.context.request.ServletRequestAttributes;
import java.util.Enumeration;
import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;
@Component
public class FeignRequestInterceptor implements RequestInterceptor {
@Override
public void apply(RequestTemplate template) {
// 从 RequestContextHolder 中获取 HttpServletRequest
ServletRequestAttributes attributes = (ServletRequestAttributes)
RequestContextHolder.getRequestAttributes();
// 获取 RequestContextHolder 中的信息
Map<String, String> headers = getHeaders(attributes.getRequest());
// 放入 openfeign 的 RequestTemplate 中
for (Map.Entry<String, String> entry : headers.entrySet()) {
template.header(entry.getKey(), entry.getValue());
}
}
/**
* 获取原请求头
*/
private Map<String, String> getHeaders(HttpServletRequest request) {
Map<String, String> map = new LinkedHashMap<>();
Enumeration<String> enumeration = request.getHeaderNames();
if (enumeration != null) {
while (enumeration.hasMoreElements()) {
String key = enumeration.nextElement();
String value = request.getHeader(key);
map.put(key, value);
}
}
return map;
}
}
小结
灰度发布是微服务时代保证生产环境安全的必备措施，而其关键实现思路是：
1、注册中心区分正常服务和灰度服务；
2、负载均衡正确转发正常服务和灰度服务；
3、网关和 HTTP 工具传递灰度标签。
这样，我们就完整的实现 Spring Cloud 全链路灰度发布功能了。
到此这篇关于SpringCloud实现全链路灰度发布的示例详解的文章就介绍到这了,更多相关SpringCloud灰度发布内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！