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系統設計 | Java 應用中的配置含義和避坑

來源: 責編: 時間:2024-09-10 09:51:08 156觀看
導讀這篇文章整理了 Spring Boot 和常見的應用中間件配置含義,了解這些配置的目的和原理,避免因為錯誤配置導致生產出現問題,特別是有一些安全問題。PS:寫下來發現東西非常多,很多時候我們都只是拷貝過來改改沒問題就不管了,但

這篇文章整理了 Spring Boot 和常見的應用中間件配置含義,了解這些配置的目的和原理,避免因為錯誤配置導致生產出現問題,特別是有一些安全問題。V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

PS:寫下來發現東西非常多,很多時候我們都只是拷貝過來改改沒問題就不管了,但是這樣囫圇吞棗,會給項目帶來風險。V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

1. Spring Boot 相關

優雅停機

優雅停機是指當應用接收到停機信號時,能夠妥善地處理正在進行的請求,釋放資源,并在完成這些工作后再停止應用。V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

如果不開啟優雅停機,有可能在部署的過程中讓少量未完成的任務和請求直接終止,帶來意想不到的問題。V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

默認情況下,Spring Boot 沒有啟用優雅停機,而且往往需要和云環境配合使用。V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

在 Spring Boot 中的配置方式為(本文以 yaml 的格式):V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

server:  shutdown: graceful

同時可以設置一個優雅停機的超時時間,如果在超時時間內請求沒有完成,應用將強制停機。V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

spring:  lifecycle:    timeout-per-shutdown-phase: 30s

Kubernetes 在停止 Pod 時,會先發送一個 SIGTERM,并通過 Readiness Probe和Liveness Probe 兩個探針來決定是否釋放容器資源。V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

探針就是應用通過一個 API(可以是 HTTP 或者 TCP,通常都是 HTTP)告訴 Kubernetes 它當前的狀態,讓 Kubernetes 來決策何時重啟,關于優雅停機的內容比較多,后面單獨一篇文章討論。V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

在 Spring Boot 中,探針就是 Spring Boot 的 health 接口,可以通過 Indicator 配置。V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

Indicator

Spring Boot 提供了一些健康狀態的 API,這樣就可以給云平臺優雅停機使用,也可以提供給監控系統用來撥測,如果系統長時間不健康,可以進行告警。V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

在代碼中實現健康狀態的類叫做 Indicator,基本上默認配置的 Indicator 就夠用了,但有時候需要根據自己需要配置一些 Indicator。V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

比如依賴了一個重要的三方系統,這個三方系統不啟動起來,當前系統啟動了也沒意義,于是就可以加一個 Indicator,甚至把三方系統的狀態暴露到當前系統的健康狀態信息中。V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

暴露相關健康 API 需要引入一個 actuator 依賴:V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

<dependency>    <groupId>org.springframework.boot</groupId>    <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId></dependency>

下面是一個例子:V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

import org.springframework.boot.actuate.health.Health;import org.springframework.boot.actuate.health.HealthIndicator;import org.springframework.stereotype.Component;@Componentpublic class CustomHealthIndicator implements HealthIndicator {    @Override    public Health health() {        boolean isHealthy = checkSomeServiceHealth();                if (isHealthy) {            return Health.up().withDetail("customService", "UP").build();        } else {            return Health.down().withDetail("customService", "DOWN").build();        }    }    private boolean checkSomeServiceHealth() {        // 檢查邏輯        return true;     }}

訪問 /actuator/health 接口,返回結果大概像下面這樣:V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

{  "status": "UP",  "components": {    "db": {      "status": "UP",      "details": {        "database": "MySQL",        "validationQuery": "isValid()"      }    },    "customService": {      "status": "UP",      "details": {        "CustomService": "UP"      }    },    ……  }}

打開相關配置:V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

management:  endpoints:    web:      exposure:        include: health,info

在這個配置中,info 類似 health, 提供了一些服務信息,例如名稱、版本之類的,但是要注意避免把敏感信息從這個接口中暴露出去了。V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

Actuator

提到了 Actuator,這里有一些配置是不能在生產環境開啟的,這是比較常見的錯誤,需要注意。V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

Actuator 除了提供了 health,info 兩個接口,還提供了一堆接口,方便觀察 Spring Boot 應用,這些接口都可以在開發環境開啟。例如:V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

  • /health: 顯示應用的健康狀態及詳細信息。
  • /info: 顯示應用的一些基本信息(例如版本、描述等)。
  • /env: 查看和調試環境屬性,了解配置項的來源。
  • /beans: 用于調試 Bean 的創建和依賴關系。
  • /metrics: 查看應用的性能指標,如內存使用情況、GC 活動等。
  • /httptrace: 用于查看最近 HTTP 請求的詳細信息。
  • /mappings: 用于查看所有請求映射的路徑,方便調試路由問題。

這些接口開啟后會造成安全、性能問題。V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

所以推薦的配置如下。V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

開發環境:V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

management:  endpoints:    web:      exposure:        include: "*"  endpoint:    health:      show-details: always  # 顯示詳細健康信息,方便調試

endpoints 只是暴露外部是否可以訪問,實際的功能需要單獨開啟,health,info,metrics 三個接口是默認開啟的。V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

如果需要打開 beans,可以單獨開啟:V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

management:  logfile:    enabled: true           # 允許查看日志文件,方便調試  env:    enabled: true           # 允許查看環境變量配置  configprops:    enabled: true           # 允許查看配置屬性,幫助調試  beans:    enabled: true           # 允許查看 Bean 信息,調試依賴關系  heapdump:    enabled: true           # 啟用 Heap Dump,用于內存分析  threaddump:    enabled: true           # 啟用線程轉儲,用于線程分析  mappings:    enabled: true           # 允許查看所有請求映射,調試路由問題  httptrace:    enabled: true           # 啟用 HTTP 請求追蹤

而生產環境,需要將其關閉,只保留需要開啟的配置:V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

management:  endpoints:    web:      exposure:        include: "health,info,metrics"  endpoint:    health:      show-details: never   # 隱藏健康檢查的詳細信息,防止敏感數據泄露

日志

日志配置錯誤會導致磁盤被日志寫滿,另外日志級別過低,性能會急劇下降。V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

在以前還不是容器時代,我們常常使用日志文件存儲日志,再使用一些工具轉存走,有時候清理日志的腳本失效,導致磁盤被日志寫爆的場景非常多。V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

下面是一個在容器環境下 Spring Boot 默認日志庫的配置:V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

logging:  level:    root: INFO    org.springframework: WARN #這里放上特定包的日志配置  pattern:    console: "%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%thread] %-5level %logger{36} - %msg%n"  file:    enabled: false # 生產環境通常不直接寫入文件,而是由 K8s 日志收集系統處理  stdout:    enabled: true

在生產上我們一般將日志級別設置為 INFO,并關閉文件輸出,而是將日志輸出到 stdout 中,由容器捕獲。V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

在開發環境,我們通常把日志設置為 DEBUG,更加方便調試。V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

秘鑰和口令

正常情況下,大多數應用都不會把口令存放到配置文件中,敏感信息需要放到秘鑰管理系統中(Key Management System)。V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

例如,在 k8s 中,我們可以使用 Secrets 代替明文的 ConfigMap;云平臺往往提供了相關的 KMS 產品,例如 Alicloud KMS。V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

2.Mysql

這里給出一個 Mysql 和 Mybatis 的典型配置,并解釋一下關鍵配置的含義和避坑經驗。V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

spring:  datasource:    url: jdbc:mysql://localhost:3306/mydatabase?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&useSSL=false&serverTimezone=UTC&autoReconnect=true&rewriteBatchedStatements=true    username: your_username    password: your_password    driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver    hikari:      maximum-pool-size: 10      minimum-idle: 5      idle-timeout: 30000      max-lifetime: 1800000      connection-timeout: 30000mybatis:  mapper-locations: classpath*:mapper/*.xml  type-aliases-package: com.example.project.domain  configuration:    map-underscore-to-camel-case: true    log-impl: org.apache.ibatis.logging.stdout.StdOutImpl

連接字符串中的配置:V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

  • useUnicode:啟用了 Unicode 支持。
  • characterEncoding:字符編碼,最好在 useUnicode 配置后,characterEncoding 也明確配置一下,否則它會選擇一個默認的 Unicode 字符編碼。另外,我們現在用的更多的是 utf8mb4,它是 UTF8 的拓展字符集,可以處理更多特性,例如表情,最多占用 4 個字節的空間。
  • useSSL:如果啟用,需要證書,一般我們都沒有配置。
  • serverTimezone:關于時區,我們一般都不讓數據庫決策,而讓應用決定寫入數據的時區,這個問題我在以前的文章,《系統設計中需要考慮到的時間問題》,做過詳細說明。
  • autoReconnect:自動重連,如果不開啟的話,數據庫重啟了應用也必須重啟。
  • rewriteBatchedStatements:自動優化批量插入時的性能。

關于 driver-class-name,對于 MySQL Connector/J 8.0 以上,類名換成了 com.mysql.cj.jdbc.Driver,舊版本是 com.mysql.jdbc.Driver。V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

關于 hikari 配置的含義:V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

  • maximum-pool-size: 最大連接數,連接池中的最大連接數。
  • minimum-idle: 最小空閑連接數。
  • idle-timeout: 空閑連接被回收前的最大等待時間(毫秒)。
  • max-lifetime: 連接在池中的最長存活時間(毫秒)。
  • connection-timeout: 獲取連接的超時時間(毫秒)。

hikari 的配置只是建議值,hikari 配置邏輯是什么呢?一般是基于性能測試反復調整,但還是有一些規律。V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

這里有個坑,有時候為了優化性能,提高了最大連接數。但一般數據庫的連接數是有限制的,比如 1000。假設一個系統共同一個Mysql實例,系統共有 10 個服務,每個服務如果有 10 個容器,最大連接數最多就只能配置到 10 了,否則就會報沒有鏈接的錯誤(而且是偶爾出現這類問題)。V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

maximumPoolSize 通常設置為數據庫的并發連接限制的 50% 到 80% 之間,單個容器允許 10 個 Mysql 連接并不大,maximum-pool-size 可以在 10 - 50 之間調整。V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

connection-timeout 過短,在數據庫負載高或網絡不穩定的情況下,可能導致頻繁的連接超時,可以嘗試往長一點調整。V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

max-lifetime、minimum-idle 取決于負載情況,如果持續負載比較高,可以設置長一些,不用為數據庫節省資源,讓連接長時間保持。V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

關于 Mybatis 的 map-underscore-to-camel-case 配置有一個坑,這個配置的含義是把數據庫列名中的下劃線自動映射為 Java 對象中的駝峰命名。例如,user_name 列將映射為 userName 屬性。但有的時候,命名不規范,有些詞可能是一個詞組而沒有大寫,會導致匹配失敗。V8828資訊網——每日最新資訊28at.com

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