微服务Spring Cloud功能介绍

分布式：不同模块部署在不同服务器上 作用：分布式解决网站高并发带来问题

集群：多台服务器部署相同应用构成一个集群 作用：通过负载均衡设备共同对外提供服务

SOA：业务系统分解为多个组件，让每个组件都独立提供离散，自治，可复用的服务能力，通过服务的组合和编排来实现上层的业务流程 作用：简化维护,降低整体风险,伸缩灵活

微服务：架构设计概念,各服务间隔离（分布式也是隔离）,自治（分布式依赖整体组合）其它特性(单一职责,边界,异步通信,独立部署)是分布式概念的跟严格执行SOA到微服务架构的演进过程 作用：各服务可独立应用，组合服务也可系统应用

SpringCloud的基础功能：

• 服务治理： Spring Cloud Eureka
• 客户端负载均衡： Spring Cloud Ribbon
• 服务容错保护： Spring Cloud Hystrix
• 声明式服务调用： Spring Cloud Feign
• API网关服务：Spring Cloud Zuul
• 分布式配置中心： Spring Cloud Config

SpringCloud的高级功能：

• 消息总线： Spring Cloud Bus
• 消息驱动的微服务： Spring Cloud Stream
• 分布式服务跟踪： Spring Cloud Sleuth

Eureka

现在有A、B、C、D四个服务，它们之间会互相调用(而且IP地址很可能会发生变化)，一旦某个服务的IP地址变了，那服务中的代码要跟着变，手动维护这些静态配置(IP)非常麻烦！

创建一个E服务，将A、B、C、D四个服务的信息都注册到E服务上，E服务维护这些已经注册进来的信息

A、B、C、D四个服务都可以拿到Eureka(服务E)那份注册清单。A、B、C、D四个服务互相调用不再通过具体的IP地址，而是通过服务名来调用

Eureka专门用于给其他服务注册的称为Eureka Server(服务注册中心)，其余注册到Eureka Server的服务称为Eureka Client。

在Eureka Server一般我们会这样配置：

register-with-eureka: false #false表示不向注册中心注册自己。 fetch-registry: false #false表示自己端就是注册中心，我的职责就是维护服务实例，并不需要去检索服务

Eureka Client分为服务提供者和服务消费者。

• 但很可能，某服务既是服务提供者又是服务消费者。
• 作为单纯的服务消费者，无需对外提供服务，就不需要"注册"到Eureka-Server

Eureka的治理机制：

• 服务提供者
  • 服务注册：启动的时候会通过发送REST请求的方式将自己注册到Eureka Server上，同时带上了自身服务的一些元数据信息。
  • 服务续约：在注册完服务之后，服务提供者会维护一个心跳用来持续告诉Eureka Server: "我还活着 ” 、
  • 服务下线：当服务实例进行正常的关闭操作时，它会触发一个服务下线的REST请求给Eureka Server, 告诉服务注册中心：“我要下线了 ”。
• 服务消费者
  • 获取服务：当我们启动服务消费者的时候，它会发送一个REST请求给服务注册中心，来获取上面注册的服务清单
  • 服务调用：服务消费者在获取服务清单后，通过服务名可以获得具体提供服务的实例名和该实例的元数据信息。在进行服务调用的时候，优先访问同处一个Zone中的服务提供方。
• Eureka Server(服务注册中心)：
  • 失效剔除：默认每隔一段时间（默认为60秒） 将当前清单中超时（默认为90秒）没有续约的服务剔除出去。
  • 自我保护：。EurekaServer 在运行期间，会统计心跳失败的比例在15分钟之内是否低于85%(通常由于网络不稳定导致)。 Eureka Server会将当前的实例注册信息保护起来， 让这些实例不会过期，尽可能保护这些注册信息。

最后，我们就有了这张图：

优秀博文：

• Spring Cloud Eureka详解：https://blog.csdn.net/sunhuiliang85/article/details/76222517
• 《Spring Cloud Netflix》 -- 服务注册和服务发现-Eureka 的使用：https://zhuanlan.zhihu.com/p/26472547
• 微服务架构：Eureka参数配置项详解：https://www.cnblogs.com/fangfuhai/p/7070325.html

RestTemplate和Ribbon

通过Eureka服务治理框架，我们可以通过服务名来获取具体的服务实例的位置了(IP)。一般在使用SpringCloud的时候不需要自己手动创建HttpClient来进行远程调用。

可以使用Spring封装好的RestTemplate工具类，使用起来很简单：

// 传统的方式，直接显示写死IP是不好的！ //private static final String REST_URL_PREFIX = "http://localhost:8001";

// 服务实例名 private static final String REST_URL_PREFIX = "http://MICROSERVICECLOUD-DEPT";

/** * 使用 使用restTemplate访问restful接口非常的简单粗暴无脑。 (url, requestMap, * ResponseBean.class)这三个参数分别代表 REST请求地址、请求参数、HTTP响应转换被转换成的对象类型。 */ @Autowired private RestTemplate restTemplate;

@RequestMapping(value = "/consumer/dept/add") public boolean add(Dept dept) { return restTemplate.postForObject(REST_URL_PREFIX + "/dept/add", dept, Boolean.class); }

为了实现服务的高可用，我们可以将服务提供者集群，实现负载均衡

负载均衡又区分了两种类型：

• 客户端负载均衡(Ribbon)
  • 服务实例的清单在客户端，客户端进行负载均衡算法分配。
  • (从上面的知识我们已经知道了：客户端可以从Eureka Server中得到一份服务清单，在发送请求时通过负载均衡算法，在多个服务器之间选择一个进行访问)
• 服务端负载均衡(Nginx)
  • 服务实例的清单在服务端，服务器进行负载均衡算法分配

所以，我们的图可以画成这样：

Hystrix

如果我们在调用多个远程服务时，某个服务出现延迟，会怎么样？

在高并发的情况下，由于单个服务的延迟，可能导致所有的请求都处于延迟状态，甚至在几秒钟就使服务处于负载饱和的状态，资源耗尽，直到不可用，最终导致这个分布式系统都不可用，这就是“雪崩”。

针对上述问题， Spring Cloud Hystrix实现了断路器、线程隔离等一系列服务保护功能。

• Fallback(失败快速返回)：当某个服务单元发生故障（类似用电器发生短路）之后，通过断路器的故障监控（类似熔断保险丝）， 向调用方返回一个错误响应， 而不是长时间的等待。这样就不会使得线程因调用故障服务被长时间占用不释放，避免了故障在分布式系统中的蔓延。
• 资源/依赖隔离(线程池隔离)：它会为每一个依赖服务创建一个独立的线程池，这样就算某个依赖服务出现延迟过高的情况，也只是对该依赖服务的调用产生影响， 而不会拖慢其他的依赖服务。

Hystrix提供几个熔断关键参数：滑动窗口大小（20）、 熔断器开关间隔（5s）、错误率（50%）

• 每当20个请求中，有50%失败时，熔断器就会打开，此时再调用此服务，将会直接返回失败，不再调远程服务。
• 直到5s钟之后，重新检测该触发条件，判断是否把熔断器关闭，或者继续打开。

Hystrix还有请求合并、请求缓存这样强大的功能，在此我就不具体说明了，有兴趣的同学可继续深入学习~

Hystrix仪表盘：它主要用来实时监控Hystrix的各项指标信息。通过Hystrix Dashboard反馈的实时信息，可以帮助我们快速发现系统中存在的问题，从而及时地采取应对措施。

现在的服务是这样的：

除了可以开启单个实例的监控页面之外，还有一个监控端点 /turbine.stream是对集群使用的。 从端点的命名中，可以引入Turbine, 通过它来汇集监控信息，并将聚合后的信息提供给 HystrixDashboard 来集中展示和监控。

参考资料：

• Hystrix ，为什么说它是每个系统不可或缺的开源框架？https://zhuanlan.zhihu.com/p/34304136
• 深入理解Hystrix之文档翻译：https://zhuanlan.zhihu.com/p/28523060
• 谈谈我对服务熔断、服务降级的理解：https://blog.csdn.net/guwei9111986/article/details/51649240
• Hystrix几篇文章《青芒》：https://segmentfault.com/u/yedge/articles

Feign

为了简化我们的开发，Spring Cloud Feign出现了！它基于 Netflix Feign 实现，整合了 Spring Cloud Ribbon 与 Spring Cloud Hystrix, 除了整合这两者的强大功能之外，它还提供了声明式的服务调用(不再通过RestTemplate)。

Feign是一种声明式、模板化的HTTP客户端。在Spring Cloud中使用Feign, 我们可以做到使用HTTP请求远程服务时能与调用本地方法一样的编码体验，开发者完全感知不到这是远程方法，更感知不到这是个HTTP请求。

下面就简单看看Feign是怎么优雅地实现远程调用的：

服务绑定：

// value --->指定调用哪个服务 // fallbackFactory--->熔断器的降级提示 @FeignClient(value = "MICROSERVICECLOUD-DEPT", fallbackFactory = DeptClientServiceFallbackFactory.class) public interface DeptClientService {

// 采用Feign我们可以使用SpringMVC的注解来对服务进行绑定！ @RequestMapping(value = "/dept/get/{id}", method = RequestMethod.GET) public Dept get(@PathVariable("id") long id);

@RequestMapping(value = "/dept/list", method = RequestMethod.GET) public List<Dept> list();

@RequestMapping(value = "/dept/add", method = RequestMethod.POST) public boolean add(Dept dept); }

Feign中使用熔断器：

/** * Feign中使用断路器 * 这里主要是处理异常出错的情况(降级/熔断时服务不可用，fallback就会找到这里来) */ @Component // 不要忘记添加，不要忘记添加 public class DeptClientServiceFallbackFactory implements FallbackFactory<DeptClientService> { @Override public DeptClientService create(Throwable throwable) { return new DeptClientService() { @Override public Dept get(long id) { return new Dept().setDeptno(id).setDname("该ID：" + id + "没有没有对应的信息,Consumer客户端提供的降级信息,此刻服务Provider已经关闭") .setDb_source("no this database in MySQL"); }

@Override public List<Dept> list() { return null; }

@Override public boolean add(Dept dept) { return false; } }; } }

调用：

Zuul

基于上面的学习，我们现在的架构很可能会设计成这样：

这样的架构会有两个比较麻烦的问题：

1. 路由规则与服务实例的维护间题：外层的负载均衡(nginx)需要维护所有的服务实例清单(图上的OpenService)
2. 签名校验、 登录校验冗余问题：为了保证对外服务的安全性， 我们在服务端实现的微服务接口，往往都会有一定的权限校验机制，但我们的服务是独立的，我们不得不在这些应用中都实现这样一套校验逻辑，这就会造成校验逻辑的冗余。

还是画个图来理解一下吧：

每个服务都有自己的IP地址，Nginx想要正确请求转发到服务上，就必须维护着每个服务实例的地址！而这些服务实例的IP地址还有可能会变，服务之间的划分也很可能会变。

购物车和订单模块都需要用户登录了才可以正常访问，基于现在的架构，只能在购物车和订单模块都编写校验逻辑，这无疑是冗余的代码。

为了解决上面这些常见的架构问题，API网关的概念应运而生。在SpringCloud中了提供了基于Netfl ix Zuul实现的API网关组件Spring Cloud Zuul。

Spring Cloud Zuul是这样解决上述两个问题的：

• SpringCloud Zuul通过与SpringCloud Eureka进行整合，将自身注册为Eureka服务治理下的应用，同时从Eureka中获得了所有其他微服务的实例信息。外层调用都必须通过API网关，使得将维护服务实例的工作交给了服务治理框架自动完成。
• 在API网关服务上进行统一调用来对微服务接口做前置过滤，以实现对微服务接口的拦截和校验。

Zuul天生就拥有线程隔离和断路器的自我保护功能，以及对服务调用的客户端负载均衡功能。也就是说：Zuul也是支持Hystrix和Ribbon。

关于Zuul还有：

• 路由匹配(动态路由)
• 过滤器实现(动态过滤器)
• 默认会过滤掉Cookie与敏感的HTTP头信息(额外配置)

Zuul支持Ribbon和Hystrix，也能够实现客户端的负载均衡。我们的Feign不也是实现客户端的负载均衡和Hystrix的吗？既然Zuul已经能够实现了，那我们的Feign还有必要吗？

或者可以这样理解：

• zuul是对外暴露的唯一接口相当于路由的是controller的请求，而Ribbonhe和Fegin路由了service的请求
• zuul做最外层请求的负载均衡 ，而Ribbon和Fegin做的是系统内部各个微服务的service的调用的负载均衡

参考资料：

• 微服务与API网关（上）: 为什么需要API网关？：http://blog.didispace.com/hzf-ms-apigateway-1/
• 谈谈 API 网关：https://www.jianshu.com/p/b52a2773e75f
• 谈谈微服务中的 API 网关（API Gateway）：https://www.cnblogs.com/savorboard/p/api-gateway.html
• API网关性能比较：NGINX vs. ZUUL vs. Spring Cloud Gateway ：http://www.360doc.com/content/18/0208/05/46368139_728502763.shtml
• 谈API网关的背景、架构以及落地方案：http://www.infoq.com/cn/news/2016/07/API-background-architecture-floo
• zuul和nginx：https://zhuanlan.zhihu.com/p/37385481

SpringCloud Config

随着业务的扩展，我们的服务会越来越多，越来越多。每个服务都有自己的配置文件。

既然是配置文件，给我们配置的东西，那难免会有些改动的。

比如我们的Demo中，每个服务都写上相同的配置文件。万一我们有一天，配置文件中的密码需要更换了，那就得三个都要重新更改。

在分布式系统中，某一个基础服务信息变更，都很可能会引起一系列的更新和重启

Spring Cloud Config项目是一个解决分布式系统的配置管理方案。它包含了Client和Server两个部分，server提供配置文件的存储、以接口的形式将配置文件的内容提供出去，client通过接口获取数据、并依据此数据初始化自己的应用。

• 简单来说，使用Spring Cloud Config就是将配置文件放到统一的位置管理(比如GitHub)，客户端通过接口去获取这些配置文件。
• 在GitHub上修改了某个配置文件，应用加载的就是修改后的配置文件。

SpringCloud Config其他的知识：

• 在SpringCloud Config的服务端， 对于配置仓库的默认实现采用了Git，我们也可以配置SVN。
• 配置文件内的信息加密和解密
• 修改了配置文件，希望不用重启来动态刷新配置，配合Spring Cloud Bus 使用~

使用SpringCloud Config可能的疑问：application.yml和 bootstrap.yml区别

• https://www.cnblogs.com/BlogNetSpace/p/8469033.html

总结

SpringCloud系列文章参考资料：

• 史上最简单的 SpringCloud 教程 | 终章https://blog.csdn.net/forezp/article/details/70148833
• Spring Cloud基础教程《程序员DD》http://blog.didispace.com/Spring-Cloud%E5%9F%BA%E7%A1%80%E6%95%99%E7%A8%8B/
• Spring Cloud 系列文章《纯洁的微笑》：http://www.ityouknow.com/spring-cloud.html
• SpringCloud系列文章：https://www.cnblogs.com/woshimrf/tag/SpringCloud/
• SpringCloud系列文章《狂小白》：https://www.cnblogs.com/huangjuncong/tag/SpringCloud/
• SpringCloud官方文档：http://projects.spring.io/spring-cloud/
• Spring Cloud 中文文档：https://springcloud.cc/spring-cloud-dalston.html#_appendix_compendium_of_configuration_properties

参考书籍：

• 《SpringCloud 微服务实战》

SpringCloud GitHub Demo(看完文章的同学可以自己练手玩玩，写好了ReadMe了)：

• https://github.com/ZhongFuCheng3y/msc-Demo