前言
微服务是一种拆分之后分而治之和分而动态强化之的思想;
把一股防御力量拆分为海、陆、空军;
- 在战时可以在敌人侵犯海域时强化海军力量, 可以在遇到空袭时强化空军力量, 可以在在敌人登陆时强化陆军力量,以对来犯之敌;
- 在和平时期还可以进行针对性管理;
为什么要将1个整体的应用程序,拆分成1堆无法再继续拆分的微服务呢?
架构化整为零之后,就可以针对某1个功能模块进行动态地弹性扩缩容和针对性的管理;
互联网早期,一般的网站应用流量较小,只需一个应用,将所有功能代码都部署在一起就可以,这样可以减少开发、部署和维护的成本。
比如说一个电商网站,里面会包含很多用户管理,商品管理,订单管理,物流管理等等很多模块,我们会把它们做成1个web项目,然后部署到1台Tomcat上。
1.2.缺点
还是以上面的电商为例子,用户访问量的增加可能影响的只是用户和订单模块,但是对消息模块的影响就比较小。
那么此时我们希望只多增加几个订单模块,而不增加消息模块,此时单体应用就做不到了,垂直应用就应运而生了。
所谓的垂直应用架构,就是将原来的一个应用拆成互不相干的几个应用,比如我们可以将上面电商的单体应用拆分成
-
电商系统(用户管理 商品管理 订单管理)
-
后台系统(用户管理 订单管理 客户管理)
-
CMS系统(广告管理 营销管理)
2.2.缺点
3.2.缺点
4.2.缺点
5.2.缺点
-
单一职责:微服务拆分粒度更小,每一个服务都对应唯一的业务能力,做到单一职责,避免重复业务开发
-
面向服务:微服务对外暴露业务接口
-
自治:团队独立(不同的团队负责不同的模块开发维护)、技术独立(可使用不同的编程语言实现不同的子模块)、数据独立(每个子模块使用不同的数据库)、部署独立(每个子模块可部署到不同的服务器上)
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这么多小服务,如何管理他们?服务治理(电话本)
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这么多小服务,他们之间如何通讯?(RPC/HTTP-->RestTemplate)
-
这么多小服务,客户端怎么访问他们?(服务网关)
三、实现微服务的方案
目前最知名的就是SpringCloud和SpringCloudAlibaba
-
SpringCloud:Spring基于NetFlix微服务组件进行封装,提供微服务一站式解决方案
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-
独立数据库:微服务数据独立,不要访问其它微服务的数据库
-
1.1.创建微服务
springcloud-demo:父工程,管理依赖
-
order-service:订单微服务,负责订单相关业务
-
/* Navicat Premium Data Transfer Source Server : local Source Server Type : MySQL Source Server Version : 50622 Source Host : localhost:3306 Source Schema : heima Target Server Type : MySQL Target Server Version : 50622 File Encoding : 65001 Date: 01/04/2021 14:57:18 */ create database cloud_order; use cloud_order; SET NAMES utf8mb4; SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 0; -- ---------------------------- -- Table structure for tb_order -- ---------------------------- DROP TABLE IF EXISTS `tb_order`; CREATE TABLE `tb_order` ( `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '订单id', `user_id` bigint(20) NOT NULL COMMENT '用户id', `name` varchar(100) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL COMMENT '商品名称', `price` bigint(20) NOT NULL COMMENT '商品价格', `num` int(10) NULL DEFAULT 0 COMMENT '商品数量', PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE, UNIQUE INDEX `username`(`name`) USING BTREE ) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT = 109 CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci ROW_FORMAT = Compact; -- ---------------------------- -- Records of tb_order -- ---------------------------- INSERT INTO `tb_order` VALUES (101, 1, 'Apple 苹果 iPhone 12 ', 699900, 1); INSERT INTO `tb_order` VALUES (102, 2, '雅迪 yadea 新国标电动车', 209900, 1); INSERT INTO `tb_order` VALUES (103, 3, '骆驼(CAMEL)休闲运动鞋女', 43900, 1); INSERT INTO `tb_order` VALUES (104, 4, '小米10 双模5G 骁龙865', 359900, 1); INSERT INTO `tb_order` VALUES (105, 5, 'OPPO Reno3 Pro 双模5G 视频双防抖', 299900, 1); INSERT INTO `tb_order` VALUES (106, 6, '美的(Midea) 新能效 冷静星II ', 544900, 1); INSERT INTO `tb_order` VALUES (107, 2, '西昊/SIHOO 人体工学电脑椅子', 79900, 1); INSERT INTO `tb_order` VALUES (108, 3, '梵班(FAMDBANN)休闲男鞋', 31900, 1); SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 1;
/* Navicat Premium Data Transfer Source Server : local Source Server Type : MySQL Source Server Version : 50622 Source Host : localhost:3306 Source Schema : heima Target Server Type : MySQL Target Server Version : 50622 File Encoding : 65001 Date: 01/04/2021 14:57:18 */ create database cloud_user; use cloud_user; SET NAMES utf8mb4; SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 0; -- ---------------------------- -- Table structure for tb_user -- ---------------------------- DROP TABLE IF EXISTS `tb_user`; CREATE TABLE `tb_user` ( `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT, `username` varchar(100) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL COMMENT '收件人', `address` varchar(255) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL COMMENT '地址', PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE, UNIQUE INDEX `username`(`username`) USING BTREE ) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT = 109 CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci ROW_FORMAT = Compact; -- ---------------------------- -- Records of tb_user -- ---------------------------- INSERT INTO `tb_user` VALUES (1, '柳岩', '湖南省衡阳市'); INSERT INTO `tb_user` VALUES (2, '文二狗', '陕西省西安市'); INSERT INTO `tb_user` VALUES (3, '华沉鱼', '湖北省十堰市'); INSERT INTO `tb_user` VALUES (4, '张必沉', '天津市'); INSERT INTO `tb_user` VALUES (5, '郑爽爽', '辽宁省沈阳市大东区'); INSERT INTO `tb_user` VALUES (6, '范兵兵', '山东省青岛市'); SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 1;
1.3.pom依赖
springcloud-demo
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"> <modelVersion>4.0.0</modelVersion> <groupId>com.itheima</groupId> <artifactId>springcloud-demo</artifactId> <packaging>pom</packaging> <version>1.0-SNAPSHOT</version> <modules> <module>order-service</module> <module>user-service</module> </modules> <!-- 继承springboot --> <parent> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId> <version>2.3.9.RELEASE</version> <relativePath/> </parent> <!-- 版本常量 --> <properties> <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding> <project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding> <java.version>1.8</java.version> <spring-cloud.version>Hoxton.SR10</spring-cloud.version> <mysql.version>5.1.47</mysql.version> <mybatis-plus.version>3.4.0</mybatis-plus.version> <spring-cloud-alibaba.version>2.2.5.RELEASE</spring-cloud-alibaba.version> </properties> <!-- 版本锁定 --> <dependencyManagement> <dependencies> <!-- 继承springCloud --> <dependency> <groupId>org.springframework.cloud</groupId> <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId> <version>${spring-cloud.version}</version> <type>pom</type> <scope>import</scope> </dependency> <!-- 继承springCloudAlibaba --> <dependency> <groupId>com.alibaba.cloud</groupId> <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId> <version>${spring-cloud-alibaba.version}</version> <type>pom</type> <scope>import</scope> </dependency> <!-- mysql驱动 --> <dependency> <groupId>mysql</groupId> <artifactId>mysql-connector-java</artifactId> <version>${mysql.version}</version> </dependency> <!--mybatisPlus 起步依赖--> <dependency> <groupId>com.baomidou</groupId> <artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId> <version>${mybatis-plus.version}</version> </dependency> </dependencies> </dependencyManagement> <!--依赖管理--> <dependencies> <dependency> <groupId>org.projectlombok</groupId> <artifactId>lombok</artifactId> </dependency> </dependencies> </project>
order-service
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"> <parent> <artifactId>springcloud-demo</artifactId> <groupId>com.itheima</groupId> <version>1.0-SNAPSHOT</version> </parent> <modelVersion>4.0.0</modelVersion> <artifactId>order-service</artifactId> <dependencies> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId> </dependency> <dependency> <groupId>mysql</groupId> <artifactId>mysql-connector-java</artifactId> </dependency> <dependency> <groupId>com.baomidou</groupId> <artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId> </dependency> </dependencies> <build> <plugins> <plugin> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId> </plugin> </plugins> </build> </project>
user-service
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"> <parent> <artifactId>springcloud-demo</artifactId> <groupId>com.itheima</groupId> <version>1.0-SNAPSHOT</version> </parent> <modelVersion>4.0.0</modelVersion> <artifactId>user-service</artifactId> <dependencies> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId> </dependency> <dependency> <groupId>mysql</groupId> <artifactId>mysql-connector-java</artifactId> </dependency> <dependency> <groupId>com.baomidou</groupId> <artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId> </dependency> </dependencies> <build> <plugins> <plugin> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId> </plugin> </plugins> </build> </project>
在服务调用关系中,会有2个不同的角色;
-
-
服务消费者:
注意:在微服务中服务提供者与服务消费者的角色并不是绝对的,而是相对于业务而言。
-
Apache的一个网络框架,网络请求做了完善的封装,api众多,但是代码复杂 。
-
OkHttp
高效的HTTP客户端,它能允许同一ip和端口的请求重用一个socket,这样能够降低网络连接的时间
-
RestTemplate
1.6.代码实现
1.6.1.注入RestTemplate对象
SpringBoot启动类就是1个配置类,因此可以在启动类中向IOC容器注入RestTemplate 对象
package com.itheima.order; import org.mybatis.spring.annotation.MapperScan; import org.springframework.boot.SpringApplication; import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication; import org.springframework.context.annotation.Bean; import org.springframework.web.client.RestTemplate; @MapperScan("com.itheima.order.mapper") @SpringBootApplication public class OrderApplication { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(OrderApplication.class, args); } //SpringBoot启动是,在Spring容器中放入1个restTemplate对象 @Bean public RestTemplate restTemplate() { return new RestTemplate(); } }
1.6.2.OrderService调用用户微服务
@Service public class OrderService { @Autowired private OrderMapper orderMapper; @Autowired private RestTemplate restTemplate; public Order findById(Long orderId) { // 1.查询订单 Order order = orderMapper.selectById(orderId); //2.调用user-service服务查询当前订单的用户信息 String url = "http://127.0.0.1:8081/user/" + order.getUserId(); User user = restTemplate.getForObject(url, User.class); //3.user封装到order对象 order.setUser(user); // 4.返回 return order; } }
RestTemplate
-
一旦服务提供者地址变化,就需要手工修改代码
-
一旦是多个服务提供者,无法实现负载均衡功能
-
一旦服务变得越来越多,人工维护调用关系困难
这时候就需要通过注册中心动态的实现服务治理;
-
服务注册:在服务治理框架中,都会构建1个注册中心(电话本),每个微服务单元向注册中心登记自己提供服务的详细信息。并在注册中心形成1张服务的清单,服务注册中心需要以心跳的方式去监测清单中的服务是否可用,如果不可用,需要在服务清单中剔除不可用的服务。
-
服务发现:
Eureka是SpringCloud技术栈中提供的用作微服务注册中心的组件,它可以实现微服务的自动注册、发现、状态监控。
-
Eureka-Server:就是服务注册中心(可以是一个集群),对外暴露自己的地址。
-
提供者:服务提供方,它启动后向Eureka注册自己信息(地址,服务名称等),并且定期进行服务续约(提供者定期通过http方式向Eureka刷新自己的状态)
-
注册中心一般都是集群架构,这里我使用单机;
<dependencies> <!--euraka服务端--> <dependency> <groupId>org.springframework.cloud</groupId> <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId> </dependency> </dependencies>
3.2.application.yml
server:
port: 8761
spring:
application:
name: eureka-server
eureka:
client:
# 注册中心的职责是维护服务实例,不需要去检索服务
fetch-registry: false
# 默认设置下,注册中心会将自己作为客户端来尝试注册自己,设置为false代表不向注册中心注册自己
register-with-eureka: false
3.3.EurekaApplication
package com.zhanggen; import org.springframework.boot.SpringApplication; import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication; import org.springframework.cloud.netflix.eureka.server.EnableEurekaServer; @SpringBootApplication @EnableEurekaServer// 开启注册中心功能 public class EurekaApplication { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(EurekaApplication.class,args); } }
4.注册微服务到注册中心
想要把1个微服务注册到Eureka注册中心需要设置微服务为Eureka的客户端;
4.1.
eureka:
client:
service-url:
defaultZone: http://localhost:8761/eureka
4.1.2.在主类上添加@EnableDiscoveryClient注解
# eureka服务器地址
eureka:
client:
service-url:
defaultZone: http://localhost:8761/eureka
@LoadBalanced
package com.zhanggen.order; import org.mybatis.spring.annotation.MapperScan; import org.springframework.boot.SpringApplication; import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication; import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient; import org.springframework.cloud.client.loadbalancer.LoadBalanced; import org.springframework.context.annotation.Bean; import org.springframework.web.client.RestTemplate; @MapperScan("com.zhanggen.order.mapper") @SpringBootApplication @EnableDiscoveryClient public class OrderApplication { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(OrderApplication.class, args); } //SpringBoot启动是,在Spring容器中放入1个restTemplate对象 @Bean @LoadBalanced public RestTemplate restTemplate() { return new RestTemplate(); } }
@Autowired private RestTemplate restTemplate; public Order findById(Long orderId) { // 1.查询订单 Order order = orderMapper.selectById(orderId); //2.调用user-service服务查询当前订单的用户信息 //String url = "http://127.0.0.1:8081/user/" + order.getUserId(); String url = "http://user-service/user/" + order.getUserId(); User user = restTemplate.getForObject(url, User.class); //3.user封装到order对象 order.setUser(user); // 4.返回 return order; }
负载均衡就是将负载(工作任务,访问请求)进行分摊到多个操作单元上进行执行。
根据负载均衡发生位置的不同,一般分为服务端负载均衡和客户端负载均衡。
服务端负载均衡:指的是发生在服务提供者一方,比如常见的nginx负载均衡。
我们在微服务架构中,调用关系中一般会选择客户端负载均衡,也就是在服务调用的一方来决定服务由哪个提供者执行。5.
5.1.客户端负载均衡测试
我将使用2个提供者(user-service),测试服务消费者(order-service)配置的客户端负载均衡是否配置生效?
5.1.1.启动微服务
内置负载均衡规则类 | 规则描述 |
---|---|
RoundRobinRule | 简单轮询, 服务列表来选择服务器。第一次到8081,第二次就到8082,第三次又到8081,第四次又到8082… |
AvailabilityFilteringRule | 可用过滤规则,其实它功能是先过滤掉不可用的Server实例,再选择并发连接最小的实例。 |
WeightedResponseTimeRule | 为每一个服务器计算一个==权重==范围区间,权重区间的宽度越大,而权重区间宽度越大被选中的概率就越大。 |
ZoneAvoidanceRule |
以区域可用的服务器为基础进行服务器的选择。使用Zone对服务器进行分类,这个Zone可以理解为一个机房、一个机架等。而后再对Zone内的多个服务做==轮询==。 |
BestAvailableRule | 忽略那些短路的服务器,并选择并发数较低的服务器。 |
RandomRule | ==随机==选择一个可用的服务器。 |
RetryRule |
SpringCloud允许通过定义IRule修改负载均衡规则,有两种方式:
注意配置客户端负载均衡的策略,需要在消费方配置;
配置实现的目的是服务消费方调用---->服务提供方时应采用什么负载均衡策略?
7.1.配置全局
package com.zhanggen.order; import com.netflix.loadbalancer.IRule; import com.netflix.loadbalancer.RandomRule; import org.mybatis.spring.annotation.MapperScan; import org.springframework.boot.SpringApplication; import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication; import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient; import org.springframework.cloud.client.loadbalancer.LoadBalanced; import org.springframework.context.annotation.Bean; import org.springframework.web.client.RestTemplate; @MapperScan("com.zhanggen.order.mapper") @SpringBootApplication @EnableDiscoveryClient public class OrderApplication { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(OrderApplication.class, args); } //SpringBoot启动是,在Spring容器中放入1个restTemplate对象 @Bean @LoadBalanced public RestTemplate restTemplate() { return new RestTemplate(); } //全局方式:向Spring容器中直接放入想要使用的策略对象 @Bean public IRule randomRule(){ return new RandomRule(); } }
7.1.配置局部
eureka: client: service-url: defaultZone: http://localhost:8761/eureka #当前微服务调用user-service微服务时,使用 com.netflix.loadbalancer.RandomRule负载均衡规则 user-service: ribbon: NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule
8.客户端负载均衡实现原理
我们在调用服务提供方的时候,发出的HTTP请求URL明明是http://user-service/user/1是怎么变成了http://localhost:8081/user/1的呢?
显然有人帮我们根据service名称,获取到了服务实例的ip和端口,它就是Ribbon组件的LoadBalancerInterceptor
。
9.饥渴
ribbon:
eager-load:
enabled: true # 开启饥饿加载
clients:
- user-service # 指定饥饿加载的服务名称
1.使用Nacos
下面我使用Nacos搭建1个注册中心,让order-service和user-service两个自动发现微服务客户端,来注册中心完成自动注册;
1.1.搭建Nacos服务端
在企业开发过程中,我们比较习惯使用Nacos提供的压缩包直接运行Nacos服务,而不是向Eureka那样使用源代码启动
- 进入安装路径的bin目录,通过cmd命令行输入
startup.cmd -m standalone
即可启动 - 访问http://127.0.0.1:8848/nacos/#/login管理页面,完成登录:
1.2.微服务配置
在微服务自动发现的客户端配置SpringBoot项目的支持Nacos客户端依赖,配置文件配置Nacos服务的地址;
1.2.1.pom文件
<!--nacos注册中心客户端依赖--> <dependency> <groupId>com.alibaba.cloud</groupId> <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId> </dependency>
1.2.2.application.yml
#Nacos注册中心的地址
cloud:
nacos:
discovery:
server-addr: localhost:8848
2.服务分级存储
1
-
-
127.0.0.1:8082
-
-
127.0.0.1:8081,在北京机房
-
127.0.0.1:8082,在北京机房
-
127.0.0.1:8083,在上海机房
我们可以把1个服务产生的多个实例,划分到多个不同的集群(逻辑管理单位)中;
这样设计的目的是为了使服务消费者调用服务提供者时,优先选择本地集群中的服务提供者;
避免服务消费者跨集群(区域)调用非本地集群的服务提供者,造成网络较高的网络延时;
2.1.配置服务消费者
服务消费者在Beijing集群中
Nacos注册中心的地址
cloud:
nacos:
discovery:
server-addr: localhost:8848
cluster-name: Beijing
user-service:
ribbon:
NFLoadBalancerRuleClassName: com.alibaba.cloud.nacos.ribbon.NacosRule
2.2.配置服务提供者
2个服务提供者也在Beijing集群中
cloud:
nacos:
discovery:
server-addr: localhost:8848
cluster-name: Beijing # 服务所在集群名称
1个服务提供者也在Shanghai集群中
-Dserver.port=8083 -Dspring.cloud.nacos.discovery.cluster-name=SH
2.3.测试
此时服务消费者在Beijing集群中,那么该服务在调用服务提供者时,会优先选择Beijing集群中的那2个服务提供者;
3.实例权重配置
Nacos支持权重配置来控制不同实例的访问频率,权重越大则访问频率越高。0 <= 权重值 <= 1
3.临时实例
-
临时实例(不关心去留的临时工): 如果检查不到该实例的心跳超过一定时间,会从服务列表剔除,默认的类型。
-
非临时实例(关心去留的正式工):如果如果检查不到该实例的心跳(实例宕机),不会从服务列表剔除,也可以叫永久实例。
3.1.配置
配置1个服务产生的实例为永久实例:
spring:
cloud:
nacos:
discovery:
ephemeral: false # 设置为非临时实例
3.2.临时实例和非临时实例的区别?
-
临时实例,健康检查失败,则直接可以从列表中删除。这种特性就比较适合那些需要应对流量突增的场景,服务可以进行弹性扩容。当流量过去之后,服务停掉即可自动注销了。
-
4.Nocos和Eureka的区别
Nacos和Eureka整体结构类似,服务注册、服务拉取、心跳等待,但是也存在一些差异:
Nacos | Eureka | 说明 | |
---|---|---|---|
注册中心 | 是 | 是 | 服务治理基本功能,负责服务中心化注册 |
配置中心 | 是 | 否 | Eureka需要配合Config实现配置中心,且不提供管理界面 |
动态刷新 | 是 | 否 | Eureka需要配合MQ实现配置动态刷新,Nacos采用Netty保持TCP长连接实时推送 |
可用区AZ | 是 | 是 | 对服务集群划分不同区域,实现区域隔离,并提供容灾自动切换 |
分组 | 是 | 否 | Nacos可用根据业务和环境进行分组管理 |
元数据 | 是 | 是 | 提供服务标签数据,例如环境或服务标识 |
权重 | 是 | 否 | Nacos默认提供权重设置功能,调整承载流量压力 |
健康检查 | 是 | 是 | Nacos支持由客户端或服务端发起的健康检查,Eureka是由客户端发起心跳 |
负载均衡 | 是 | 是 | 均提供负责均衡策略 |
管理界面 | 是 | 否 |