基于 Spring Cloud 的微服務(wù)架構(gòu)分析

-? ? ?前言? ? -

-? ? ?核心組件剖析? ? -

1. Eureka（注冊中心）

• Eureka服務(wù)端：也稱服務(wù)注冊中心，同其他服務(wù)注冊中心一樣，支持高可用配置。如果Eureka以集群模式部署，當(dāng)集群中有分片出現(xiàn)故障時，那么Eureka就轉(zhuǎn)入自我保護(hù)模式。它允許在分片故障期間繼續(xù)提供服務(wù)的發(fā)現(xiàn)和注冊，當(dāng)故障分片恢復(fù)運行時，集群中其他分片會把它們的狀態(tài)再次同步回來
• Eureka客戶端：主要處理服務(wù)的注冊與發(fā)現(xiàn)。客戶端服務(wù)通過注解和參數(shù)配置的方式，嵌入在客戶端應(yīng)用程序的代碼中，在應(yīng)用程序運行時，Eureka客戶端想注冊中心注冊自身提供的服務(wù)并周期性地發(fā)送心跳來更新它的服務(wù)租約。同時，它也能從服務(wù)端查詢當(dāng)前注冊的服務(wù)信息并把它們緩存到本地并周期性地刷新服務(wù)狀態(tài)

2. Zuul（服務(wù)網(wǎng)關(guān)）

3. Ribbon（負(fù)載均衡）

• 服務(wù)提供者只需要啟動多個服務(wù)實例并且注冊到一個注冊中心或是多個相關(guān)聯(lián)的服務(wù)注冊中心
• 服務(wù)消費者直接通過調(diào)用被@LoadBalanced注解修飾過的RestTemplate來實現(xiàn)面向服務(wù)的接口調(diào)用

4. Hystrix（熔斷保護(hù)器）

5. Feign（REST轉(zhuǎn)換器）

• 首先，對某個接口定義了@FeignClient注解，F(xiàn)eign就會針對這個接口創(chuàng)建一個動態(tài)代理
• 接著調(diào)用接口的時候，本質(zhì)就是調(diào)用Feign創(chuàng)建的動態(tài)代理
• Feign的動態(tài)代理會根據(jù)在接口上的@RequestMapping等注解，來動態(tài)構(gòu)造要請求的服務(wù)的地址
• 針對這個地址，發(fā)起請求、解析響應(yīng)

• 首先Ribbon會從Eureka Client里獲取到對應(yīng)的服務(wù)注冊表，也就知道了所有的服務(wù)都部署在了哪些機器上，在監(jiān)聽哪些端口
• 然后Ribbon就可以使用默認(rèn)的Round Robin算法，從中選擇一臺機器
• Feign就會針對這臺機器，構(gòu)造并發(fā)起請求

6. Config（分布式配置）

-? ? ?注冊中心與 API 網(wǎng)關(guān)? ?-

1. 一個獨立的開發(fā)團(tuán)隊，為保證獨立自治，以及內(nèi)部多個微服務(wù)模塊間的交互集成，最好啟用獨立的服務(wù)注冊中心實現(xiàn)服務(wù)注冊，發(fā)現(xiàn)能力。即開發(fā)團(tuán)隊內(nèi)部多個微服務(wù)模塊間的集成，不需要通過網(wǎng)關(guān)，只需要通過服務(wù)注冊中心進(jìn)行集成即可。
2. 開發(fā)團(tuán)隊需要暴露能力給外部，包括暴露能力給其它的開發(fā)團(tuán)隊，需要考慮將該API接口注冊到外部的網(wǎng)關(guān)上。在這里建議是拆分兩個獨立網(wǎng)關(guān)，一個是內(nèi)部API網(wǎng)關(guān)，一個是放置到DMZ區(qū)面對公網(wǎng)訪問的API網(wǎng)關(guān)。對于服務(wù)如果同時涉及到內(nèi)部和外部使用，則兩邊注冊。建議不要通過兩次網(wǎng)關(guān)去路由，一個是影響性能，一個是不方便后續(xù)問題排查。
3. 構(gòu)建在開發(fā)團(tuán)隊之外的API網(wǎng)關(guān)必須具備負(fù)載均衡能力，可以配置多個IP地址。通過該API網(wǎng)關(guān)也最好具備和Docker容器擴展后的服務(wù)自動注冊和地址加入擴展能力。

Eureka 的競品分析：Nacos、ZooKeeper、Etcd

Eureka

• Spring Cloud Eureka所選擇的是AP，采用的是去中心化結(jié)構(gòu)，放棄了強一致性。也就是說Eureka集群中的各個結(jié)點都是平等的，沒有主從的概念。通過互相注冊的方式來進(jìn)行消息同步和保證高可用。并且一個Eureka Server結(jié)點掛掉了，還有其他同等的結(jié)點來提供服務(wù)，并不會引發(fā)服務(wù)的中斷
• Eureka只能當(dāng)注冊中心，想搞配置中心的話，還得搭配Spring Cloud Config+Spring Cloud Bus。其中后者支持Rabbiimq和Kafka兩種模式。
• 使用Java語言來開發(fā)的，并且也是Spring Cloud的子項目，所以可以直接通過引入jar包的方式來集成Eureka，這點非常方便

1. ZooKeeper

• Apache Zookeeper所選擇的是CP，也就是放棄了高可用性。Zookeeper集群在進(jìn)行消息同步的時候，必須有一半以上結(jié)點完成了同步才會返回；而當(dāng)Master結(jié)點掛了或者集群中有過半的結(jié)點不能工作了，此時就會觸發(fā)故障恢復(fù)，重新進(jìn)行Master選舉。在這個過程中，整個Zookeeper集群無法對外提供服務(wù)，從而實去了A（可用性）
• 為了達(dá)到C，Zookeeper采用的是自己的ZAB協(xié)議。

2. Nacos

• Nacos一大特性是即支持CP，也支持AP。可以根據(jù)需要靈活選擇。
• Nacos除了注冊中心之外，也能充當(dāng)配置中心的作用。且配置中心可以按照namespace，group等維度來進(jìn)行數(shù)據(jù)隔離，來達(dá)到不同環(huán)境之間配置隔離的功能。

值得一提的是，Nacos作為配置中心的持久化機制可以依賴于Mysql來完成（默認(rèn)依賴于內(nèi)置數(shù)據(jù)庫）。只需要將Nacos目錄下的sql腳本放到mysql中執(zhí)行（會生成11個表），然后在nacos配置文件里面配一下mysql的賬號密碼即可。這樣使用mysql作為數(shù)據(jù)源的方式相比于nacos內(nèi)置數(shù)據(jù)庫來說更容易管理

3. Consul

• Consul是用Go語言編寫的，所以無法像Eureka那樣直接引入jar包就能集成，它還需要去服務(wù)器中進(jìn)行額外的安裝。
• 除了注冊中心的功能之外，Consul還能起到配置中心的作用。
  Consul它保證的是CP，使用raft協(xié)議，要求必須有過半的結(jié)點都寫入成功才算是注冊成功了，并且它也有Master和Follower的概念，在Master掛掉后，也需要自己內(nèi)部進(jìn)行

4. Etcd（待續(xù)）

-? ? ?一圖詳解Spring Cloud全家桶? ? -

• Spring Cloud Config：配置管理工具包，讓你可以把配置放到遠(yuǎn)程服務(wù)器，集中化管理集群配置，目前支持本地存儲、Git 以及 Subversion。
• Spring Cloud Bus：事件、消息總線，用于在集群（例如，配置變化事件）中傳播狀態(tài)變化，可與 Spring Cloud Config 聯(lián)合實現(xiàn)熱部署。
• Eureka：云端服務(wù)發(fā)現(xiàn)，一個基于 REST 的服務(wù)，用于定位服務(wù)，以實現(xiàn)云端中間層服務(wù)發(fā)現(xiàn)和故障轉(zhuǎn)移。
• Hystrix：熔斷器，容錯管理工具，旨在通過熔斷機制控制服務(wù)和第三方庫的節(jié)點,從而對延遲和故障提供更強大的容錯能力。
• Zuul：Zuul 是在云平臺上提供動態(tài)路由,監(jiān)控,彈性,安全等邊緣服務(wù)的框架。Zuul 相當(dāng)于是設(shè)備和 Netflix 流應(yīng)用的 Web 網(wǎng)站后端所有請求的前門。
• Archaius：配置管理 API，包含一系列配置管理 API，提供動態(tài)類型化屬性、線程安全配置操作、輪詢框架、回調(diào)機制等功能。
• Consul：封裝了 Consul 操作，Consul 是一個服務(wù)發(fā)現(xiàn)與配置工具，與 Docker 容器可以無縫集成。
• Spring Cloud for Cloud Foundry：通過 Oauth2 協(xié)議綁定服務(wù)到 CloudFoundry，CloudFoundry 是 VMware 推出的開源 PaaS 云平臺。
• Spring Cloud Sleuth：日志收集工具包，封裝了 Dapper 和 log-based 追蹤以及 Zipkin 和 HTrace 操作，為 Spring Cloud 應(yīng)用實現(xiàn)了一種分布式追蹤解決方案。
• Spring Cloud Data Flow：大數(shù)據(jù)操作工具，作為 Spring XD 的替代產(chǎn)品，它是一個混合計算模型，結(jié)合了流數(shù)據(jù)與批量數(shù)據(jù)的處理方式。
• Spring Cloud Security：基于 Spring Security 的安全工具包，為你的應(yīng)用程序添加安全控制。
• Spring Cloud Zookeeper：操作 Zookeeper 的工具包，用于使用 Zookeeper 方式的服務(wù)發(fā)現(xiàn)和配置管理。
• Spring Cloud Stream：數(shù)據(jù)流操作開發(fā)包，封裝了與 Redis、Rabbit、Kafka 等發(fā)送接收消息。
• Spring Cloud CLI：基于 Spring Boot CLI，可以讓你以命令行方式快速建立云組件。
• Ribbon：提供云端負(fù)載均衡，有多種負(fù)載均衡策略可供選擇，可配合服務(wù)發(fā)現(xiàn)和斷路器使用。
• Turbine：Turbine 是聚合服務(wù)器發(fā)送事件流數(shù)據(jù)的一個工具，用來監(jiān)控集群下 Hystrix 的 Metrics 情況。
• Feign：Feign 是一種聲明式、模板化的 HTTP 客戶端。
• Spring Cloud Task：提供云端計劃任務(wù)管理、任務(wù)調(diào)度。
• Spring Cloud Connectors：便于云端應(yīng)用程序在各種 PaaS 平臺連接到后端，如：數(shù)據(jù)庫和消息代理服務(wù)。
• Spring Cloud Cluster：提供 Leadership 選舉，如：Zookeeper，Redis，Hazelcast，Consul 等常見狀態(tài)模式的抽象和實現(xiàn)。
• Spring Cloud Starters：Spring Boot 式的啟動項目，為 Spring Cloud 提供開箱即用的依賴管理。