带你走进微服务的世界 认识Spring Cloud

你能学到什么?

1.了解系统架构的演变

2.了解RPC与Http的区别

3.掌握HttpClient的简单使用

4.知道什么是SpringCloud

一. 了解系统架构的演变

随着互联网的发展以及业务的复杂度，单体应用越来越庞大,网站应用的规模不断扩大。我们在开发过程中,一个方法的代码不断增加,相同的代码肯定有的 ,我们都会进行拆分,达到可复用,需求的不断增加,同时也带来的是技术上的压力。系统架构因此也不断的演进、升级、迭代。从单一应用，到垂直拆分，到分布式服务，到SOA，以及现在火热的微服务架构，还有在Google带领下来势汹涌的Service Mesh服务网格

1.1.集中式架构

早期开发两三个人,以前的开发模式,SSH和SSM架构开发应用,将所有功能都部署在一起, 为了节约成本,部署见简单,用于简化增删改查工作量的数据访问框架(ORM)是影响项目开发的关键。

图片来源于网络

存在的问题：

• 所有功能集中在一个项目中, 代码耦合，开发维护困难
• 无法对不同模块进行针对性优化
• 无法水平扩展
• 单点容错率低，并发能力差

优点:

• 项目架构简单,前期开发的成本低,周期短,小型企业首先

1.2. 垂直拆分

当访问量逐渐增大，单一应用无法满足需求，此时为了应对更高的并发和业务需求，我们根据业务功能对系统进行拆分：

优点：

• 系统拆分实现了流量分担，解决了并发问题
• 可以针对不同模块进行优化
• 方便水平扩展，负载均衡，容错率提高
• 系统间相互独立, 不同的系统采用不同的技术实现

缺点：

• 系统间相互独立，会有很多重复开发工作，影响开发效率 目前这个问题已经可以解决 公共模块进行开发
• 服务之间相互调用，如果某个服务的端口或者ip地址发生改变，调用的系统得手动改变 -搭建集群之后，实现负载均衡比较复杂

1.3. 分布式服务

当垂直应用越来越多，应用之间交互不可避免，将核心业务抽取出来，作为独立的服务，逐渐形成稳定的服务中心，使前端应用能更快速的响应多变的市场需求。此时，用于提高业务复用及整合的分布式调用是关键。

优点： -将基础服务进行了抽取，系统间相互调用，提高了代码复用和开发效率 缺点： -系统间调用关系错综复杂，难以维护

1.4. 服务治理（SOA）

当服务越来越多，容量的评估，小服务资源的浪费等问题逐渐显现，此时需增加一个调度中心基于访问压力实时管理集群容量，提高集群利用率。此时，用于提高机器利用率的资源调度和治理中心(SOA)是关键, 早期是阿里的Dubbo

以前出现了什么问题？

• 服务越来越多，需要管理每个服务的地址
• 调用关系错综复杂，难以理清依赖关系
• 服务过多，服务状态难以管理，无法根据服务情况动态管理

服务治理要做什么？

• 服务注册中心，实现服务自动注册和发现，无需人为记录服务地址
• 服务自动订阅，服务列表自动推送，服务调用透明化，无需关心依赖关系
• 动态监控服务状态监控报告，人为控制服务状态

缺点：

• 服务间会有依赖关系，一旦某个环节出错会影响较大
• 服务关系复杂，运维、测试部署困难，不符合DevOps思想

1.5. 微服务

前面说的SOA，英文翻译过来是面向服务。微服务，似乎也是服务，都是对系统进行拆分。因此两者非常容易混淆，但其实有一些差别：有效的拆分应用，实现敏捷开发和部署

微服务的特点：

1.一些列的独立的服务共同组成系统 2.单独部署，跑在自己的进程中 3.每个服务为独立的业务开发 4.分布式管理 5.非常强调隔离性

• 单一职责：微服务中每一个服务都对应唯一的业务能力，做到单一职责
• 微：微服务的服务拆分粒度很小，例如一个用户管理就可以作为一个服务。每个服务虽小，但“五脏俱全”。
• 面向服务：面向服务是说每个服务都要对外暴露服务接口API。并不关心服务的技术实现，做到与平台和语言无关，也不限定用什么技术实现，只要提供Rest的接口即可。
• 自治：自治是说服务间互相独立，互不干扰
• 团队独立：每个服务都是一个独立的开发团队，人数不能过多。
• 技术独立：因为是面向服务，提供Rest接口，使用什么技术没有别人干涉
• 前后端分离：采用前后端分离开发，提供统一Rest接口，后端不用再为PC、移动端开发不同接口
• 数据库分离：每个服务都使用自己的数据源
• 部署独立，服务间虽然有调用，但要做到服务重启不影响其它服务。有利于持续集成和持续交付。每个服务都是独立的组件，可复用，可替换，降低耦合，易维护

二. 了解RPC与Http的区别

无论是微服务还是SOA，都面临着服务间的远程调用。那么服务间的远程调用方式有哪些呢？ 常见的远程调用方式有以下几种：

• PC：Remote Produce Call远程过程调用，类似的还有RMI。自定义数据格式，基于原生TCP通信，速度快，效率高。早期的webservice，现在热门的dubbo，都是RPC的典型
• Http：http其实是一种网络传输协议，基于TCP，规定了数据传输的格式。现在客户端浏览器与服务端通信基本都是采用Http协议。也可以用来进行远程服务调用。缺点是消息封装臃肿。 现在热门的Rest风格，就可以通过http协议来实现

2.1.认识RPC

RPC，即 Remote Procedure Call（远程过程调用），是一个计算机通信协议。 该协议允许运行于一台计算机的程序调用另一台计算机的子程序，而程序员无需额外地为这个交互作用编程。说得通俗一点就是：A计算机提供一个服务，B计算机可以像调用本地服务那样调用A计算机的服务。 通过上面的概念，我们可以知道，实现RPC主要是做到两点：

• 实现远程调用其他计算机的服务

要实现远程调用，肯定是通过网络传输数据。A程序提供服务，B程序通过网络将请求参数传递给A，A本地执行后得到结果，再

将结果返回给B程序。这里需要关注的有两点：

1.采用何种网络通讯协议？ 现在比较流行的RPC框架，都会采用TCP作为底层传输协议

2.数据传输的格式怎样？ 两个程序进行通讯，必须约定好数据传输格式。就好比两个人聊天，要用同一种语言，否则无法沟通。所以，我们必须定义好请求和响应的格式。另外，数据在网路中传输需要进行序列化，所以还需要约定统一的序列化的方式。

• 像调用本地服务一样调用远程服务 如果仅仅是远程调用，还不算是RPC，因为RPC强调的是过程调用，调用的过程对用户而言是应该是透明的，用户不应该关心调用的细节，可以像调用本地服务一样调用远程服务。所以RPC一定要对调用的过程进行封装

RPC调用流程图：

想要了解详细的RPC实现，给大家推荐一篇文章：自己动手实现RPC

rpc：远程过程调用，是一种协议，底层tcp。可以像调用本地方法一样调用远程方法 这里大家可以了解下Google的gRpc

2.2. 认识Http

Http协议：超文本传输协议，是一种应用层协议。规定了网络传输的请求格式、响应格式、资源定位和操作的方式等。但是底层采用什么网络传输协议，并没有规定，不过现在都是采用TCP协议作为底层传输协议。说到这里，大家可能觉得，Http与RPC的远程调用非常像，都是按照某种规定好的数据格式进行网络通信，有请求，有响应。没错，在这点来看，两者非常相似，但是还是有一些细微差别。

• RPC并没有规定数据传输格式，这个格式可以任意指定，不同的RPC协议，数据格式不一定相同。
• Http中还定义了资源定位的路径，RPC中并不需要
• 最重要的一点：RPC需要满足像调用本地服务一样调用远程服务，也就是对调用过程在API层面进行封装。Http协议没有这样的要求，因此请求、响应等细节需要我们自己去实现。
• 优点：RPC方式更加透明，对用户更方便。Http方式更灵活，没有规定API和语言，跨语言、跨平台
• 缺点：RPC方式需要在API层面进行封装，限制了开发的语言环境。

例如我们通过浏览器访问网站，就是通过Http协议。只不过浏览器把请求封装，发起请求以及接收响应，解析响应的事情都帮我们做了。如果是不通过浏览器，那么这些事情都需要自己去完成。

2.3.如何选择？

既然两种方式都可以实现远程调用，我们该如何选择呢？

• 速度来看，RPC要比http更快，虽然底层都是TCP，但是http协议的信息往往比较臃肿，不过可以采用gzip压缩。
• 难度来看，RPC实现较为复杂，http相对比较简单
• 灵活性来看，http更胜一筹，因为它不关心实现细节，跨平台、跨语言。

因此，两者都有不同的使用场景：

• 如果对效率要求更高，并且开发过程使用统一的技术栈，那么用RPC还是不错的。
• 如果需要更加灵活，跨语言、跨平台，显然http更合适

那么我们该怎么选择呢？

微服务，更加强调的是独立、自治、灵活。而RPC方式的限制较多，因此微服务框架中，一般都会采用基于Http的Rest风格服务。

三. HttpClient的简单使用

3.1. HttpClient

HttpClient是Apache公司的产品，是Http Components下的一个组件, 这里简单介绍下 发起get请求：

@Test    public void testGet() throws IOException {        HttpGet request = new HttpGet("http://www.baidu.com");        String response = this.httpClient.execute(request, new BasicResponseHandler());        System.out.println(response);    }

发起Post请求：

@Testpublic void testPost() throws IOException {    HttpPost request = new HttpPost("http://www.oschina.net/");    request.setHeader("User-Agent",                      "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/56.0.2924.87 Safari/537.36");    String response = this.httpClient.execute(request, new BasicResponseHandler());    System.out.println(response);}

假如自定义一个json返回值

@Testpublic void testGetPojo() throws IOException {    HttpGet request = new HttpGet("http://localhost:8080/hello");    String response = this.httpClient.execute(request, new BasicResponseHandler());    System.out.println(response);}

我们实际得到的是一个json字符串：

{    "id": 1,    "userName": "lihaodong",    "age": 21,    "sex": 2}

3.2. Spring的RestTemplate

Spring提供了一个RestTemplate模板工具类，对基于Http的客户端进行了封装，并且实现了对象与json的序列化和反序列化，非常方便。RestTemplate并没有限定Http的客户端类型，而是进行了抽象，目前常用的3种都有支持：

• HttpClient
• OkHttp
• JDK原生的URLConnection（默认的） 首先在项目中注册一个RestTemplate对象，可以在启动类位置注册：

@SpringBootApplicationpublic class HttpDemoApplication {
    public static void main(String[] args) {        SpringApplication.run(HttpDemoApplication.class, args);    }
    @Bean    public RestTemplate restTemplate() {        // 默认的RestTemplate，底层是走JDK的URLConnection方式。        return new RestTemplate();    }}

在测试类中直接@Autowired注入:

@RunWith(SpringRunner.class)@SpringBootTest(classes = HttpDemoApplication.class)public class HttpDemoApplicationTests {
    @Autowired    private RestTemplate restTemplate;
    @Test    public void httpGet() {        User user = this.restTemplate.getForObject("http://localhost:8080/hello", String.class);        System.out.println(user);    }}

通过RestTemplate的getForObject()方法，传递url地址及对象的字节码，RestTemplate会自动发起请求，接收响应，如果是对象的话, 帮我们对响应结果进行反序列化

学习完了Http客户端工具，接下来就可以正式学习微服务了

四. 初识SpringCloud

微服务是一种架构方式，最终肯定需要技术架构去实施。

微服务的实现方式很多，但是最火的莫过于Spring Cloud了。为什么？

• 后台硬：作为Spring家族的一员，有整个Spring全家桶靠山，背景十分强大。
• 技术强：Spring作为Java领域的前辈，可以说是功力深厚。有强力的技术团队支撑，一般人还真比不了
• 群众基础好：可以说大多数程序员的成长都伴随着Spring框架，试问：现在有几家公司开发不用Spring？SpringCloud spring的各个框架无缝整合，对大家来说一切都是熟悉的配方，熟悉的味道。
• 使用方便：相信大家都体会到了SpringBoot给我们开发带来的便利，而SpringCloud完全支持SpringBoot的开发，用很少的 配置就能完成微服务框架的搭建

4.1.简介

SpringCloud是Spring旗下的项目之一，官网地址:http://projects.spring.io/spring-cloud/

Spring最擅长的就是集成，把世界上最好的框架拿过来，集成到自己的项目中。

SpringCloud也是一样，它将现在非常流行的一些技术整合到一起，实现了诸如：配置管理，服务发现，智能路由，负载均衡，熔断器，控制总线，集群状态等等功能。其主要涉及的组件包括：

-Eureka：服务治理组件，包含服务注册中心，服务注册与发现机制的实现。（服务治理，服务注册/发现）

• 把所有的服务都注册Eureka，Eureka通过心跳机制监控服务。通过HTTP续约。
• Zuul：网关组件，提供智能路由，访问过滤功能
• 集成了Ribbon和Hystrix。保证对外服务的安全性。可以提高已有接口的复用性。
• Ribbon：客户端负载均衡的服务调用组件（客户端负载）
• Feign：服务调用，给予Ribbon和Hystrix的声明式服务调用组件 （声明式服务调用）隐藏url拼接参数
• Hystrix：容错管理组件，实现断路器模式，帮助服务依赖中出现的延迟和为故障提供强大的容错能力。(熔断、断路器，容错)

4.2. 版本问题

因为Spring Cloud不同其他独立项目，它拥有很多子项目的大项目。所以它是的版本是版本名+版本号 （如Angel.SR6）。 版本名：是伦敦的地铁名 版本号：SR（Service Releases）是固定的 ,大概意思是稳定版本。后面会有一个递增的数字。

SpringCloud的教程正式起航哈 下篇开始更