Spring Cloud微服務(wù)架構(gòu)簡(jiǎn)介

最近閱讀了周立的《Spring Cloud與Docker》收獲挺大的，抽了一點(diǎn)時(shí)間對(duì)書中的內(nèi)容做了總結(jié)。方便大家快速了解什么是Spring Cloud，Spring Cloud主要的功能及Spring Cloud服務(wù)治理。如下博客的內(nèi)容都出自這本書。
什么是微服務(wù)

微服務(wù)架構(gòu)風(fēng)格是一種將一個(gè)單一應(yīng)用程序開發(fā)為一組小型服務(wù)的方法，每個(gè)服務(wù)運(yùn)行在自己的進(jìn)程中，服務(wù)間通信采用輕量級(jí)通信機(jī)制（通常用HTTP資源API）。這些服務(wù)圍繞業(yè)務(wù)能力構(gòu)建并且可通過全自動(dòng)部署機(jī)制獨(dú)立部署。這些服務(wù)共用一個(gè)最小型的集中式的管理，服務(wù)可用不同的語言開發(fā)，使用不同的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)。
微服務(wù)架構(gòu)應(yīng)該具備以下特性：

• 每個(gè)微服務(wù)可獨(dú)立運(yùn)行在自己的進(jìn)程里。

• 一系列獨(dú)立運(yùn)行的微服務(wù)共同構(gòu)建起整個(gè)系統(tǒng)。

• 每個(gè)服務(wù)為獨(dú)立的業(yè)務(wù)開發(fā)，一個(gè)微服務(wù)只關(guān)注某個(gè)特定的功能，例如訂單管理，用戶管理等。

• 微服務(wù)之間通過一些輕量的通信機(jī)制進(jìn)行通信，例如通過RESTful API進(jìn)行調(diào)用。

• 可以使用不同的語言與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)

• 全自動(dòng)部署機(jī)制

微服務(wù)架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)
易于開發(fā)和維護(hù)

• 一個(gè)微服務(wù)只會(huì)關(guān)注一個(gè)特定的業(yè)務(wù)功能，所以它業(yè)務(wù)清晰，代碼量較少。

單個(gè)微服務(wù)啟動(dòng)較快

• 單個(gè)微服務(wù)代碼量較少，所以啟動(dòng)會(huì)比較快。

局部修改容易部署

• 單體應(yīng)用只要有修改，就得重新部署整個(gè)應(yīng)用，微服務(wù)解決了這樣的問題。

技術(shù)棧不受限

• 在微服務(wù)架構(gòu)中，可以結(jié)合項(xiàng)目業(yè)務(wù)及團(tuán)隊(duì)的特點(diǎn)，合理地選擇技術(shù)棧。

按需伸縮

• 可根據(jù)需求，實(shí)現(xiàn)細(xì)粒度的擴(kuò)展。

微服務(wù)架構(gòu)面臨的挑戰(zhàn)
運(yùn)維要求高

• 更多的服務(wù)意味著更多的運(yùn)維投入。

分布式固有的復(fù)雜性

• 使用微服務(wù)架構(gòu)是分布式系統(tǒng)。對(duì)于一個(gè)分布式系統(tǒng)，系統(tǒng)容錯(cuò)，網(wǎng)絡(luò)延遲，分布式事務(wù)等都會(huì)帶來巨大的挑戰(zhàn)。

接口調(diào)整成本高

• 微服務(wù)之間通過接口進(jìn)行通信。如果修改某一個(gè)微服務(wù)的API，可能所有使用了該接口的微服務(wù)都需要做調(diào)整。

重復(fù)勞動(dòng)

• 很多服務(wù)可能都會(huì)使用到相同的功能，而這個(gè)功能并沒有達(dá)到分解為一個(gè)微服務(wù)的程度，這個(gè)時(shí)候，可能各個(gè)服務(wù)都會(huì)開發(fā)這一功能，從而導(dǎo)致代碼重復(fù)。

微服務(wù)整體架構(gòu)圖

服務(wù)注冊(cè)于發(fā)現(xiàn)

各個(gè)服務(wù)在啟動(dòng)時(shí)，將自己的網(wǎng)絡(luò)地址等信息注冊(cè)到服務(wù)發(fā)現(xiàn)組件中，服務(wù)發(fā)現(xiàn)組件會(huì)存儲(chǔ)這些信息。

服務(wù)消費(fèi)者可以從服務(wù)發(fā)現(xiàn)組件查詢服務(wù)提供者的網(wǎng)絡(luò)地址，并使用該地址調(diào)用服務(wù)提供者的接口。

各個(gè)微服務(wù)與服務(wù)發(fā)現(xiàn)組件使用一定機(jī)制（例如心跳）通信。服務(wù)發(fā)現(xiàn)組件如長(zhǎng)時(shí)間無法與某為服務(wù)實(shí)例通信，就會(huì)注銷該實(shí)例。

微服務(wù)網(wǎng)絡(luò)地址發(fā)生變更（例如實(shí)例增減或者IP端口發(fā)生變化等）時(shí)，會(huì)重新注冊(cè)到服務(wù)發(fā)現(xiàn)組件。使用這種方式，服務(wù)消費(fèi)者就無須人工修改提供者的網(wǎng)絡(luò)地址了。

Fegion實(shí)現(xiàn)聲明式REST調(diào)用
REST（Representational State Transfer ），用中文翻譯為"具象狀態(tài)傳輸"(也有："代表性狀態(tài)傳輸")。是由 Roy Thomas Fielding博士 在2000年就讀加州大學(xué)歐文分校期間在學(xué)術(shù)論文中提出的一個(gè)術(shù)語。REST 定義了一組體系架構(gòu)原則，您可以根據(jù)這些，包括使用不同語言編寫的客戶端如何通過 HTTP 處理和傳輸資源狀態(tài)。Feign是一個(gè)聲明式的WebService客戶端。使用Feign能讓編寫WebService客戶端更加簡(jiǎn)單，它的使用方法是定義一個(gè)接口，然后在接口上添加注解，同時(shí)也支持JAX-RS標(biāo)準(zhǔn)的注解。Feign也支持可插拔式的編碼器和×××。SpringCloud對(duì)Feign進(jìn)行了封裝，使其支持SpringMVC標(biāo)準(zhǔn)注解和HttpMessageConverters。Feign可以與Eureka和Ribbon組合使用以支持負(fù)載均衡。

使用Hystrix實(shí)現(xiàn)微服務(wù)的容錯(cuò)處理
Hystrix是由Netflix開源的一個(gè)延遲和容錯(cuò)庫，用于隔離訪問遠(yuǎn)程系統(tǒng)，服務(wù)或者第三方庫，防止級(jí)聯(lián)失敗，從而提升系統(tǒng)的可用性和容錯(cuò)性。Hystrix主要通過以下幾點(diǎn)實(shí)現(xiàn)延遲和容錯(cuò)。
包裹請(qǐng)求：使用HystrixCommand包裹對(duì)依賴的調(diào)用邏輯，每個(gè)命令在獨(dú)立線程中執(zhí)行。這使用到了設(shè)計(jì)模式中的“命令模式”。

• 跳閘機(jī)制：當(dāng)某服務(wù)的錯(cuò)誤率超過一定閾值時(shí)，Hystrix可以自動(dòng)或者手動(dòng)跳閘，停止請(qǐng)求該服務(wù)一段時(shí)間。
• 資源隔離：Hystrix為每個(gè)依賴都維護(hù)了一個(gè)小型的線程池（或者信號(hào)量）。如果該線程池已滿，發(fā)往該依賴的請(qǐng)求就被立即拒絕，而不是排隊(duì)等候，從而加速失敗判定。
• 監(jiān)控：Hystrix可以近乎實(shí)時(shí)地監(jiān)控運(yùn)行指標(biāo)和配置變化，例如成功，失敗，超時(shí)以及被拒絕的請(qǐng)求等。
• 回退機(jī)制：當(dāng)請(qǐng)求失敗，超時(shí)，被拒絕，或當(dāng)斷路器打開時(shí)，執(zhí)行回退邏輯?；赝诉壿嬁捎砷_發(fā)人員自行提供，例如返回一個(gè)缺省值。
• 自我修復(fù)：斷路器打開一段時(shí)間后，會(huì)自動(dòng)進(jìn)入“半開”狀態(tài)。

如果沒有容錯(cuò)處理，“基礎(chǔ)服務(wù)故障”導(dǎo)致“級(jí)聯(lián)故障”從而形成右邊的雪崩效應(yīng)

使用Zuul構(gòu)建微服務(wù)網(wǎng)關(guān)
Zuul是Netflix開源的微服務(wù)網(wǎng)關(guān)，它可以和Eureka，Ribbon，Hystrix等組件配合使用。Zuul的核心是一系列的過濾器，這些過濾器可以完成以下功能。

• 身份認(rèn)證與安全
• 動(dòng)態(tài)路由
• 壓力測(cè)試
• 負(fù)載分配
• 靜態(tài)響應(yīng)處理
• 多區(qū)域彈性

Zuul大部分功能是通過過濾器實(shí)現(xiàn)的，如右圖所示。

使用Spring CloudConfig統(tǒng)一管理微服務(wù)配置
Spring Cloud Config支持在Git, SVN和本地存放配置文件，使用Git或者SVN存儲(chǔ)庫可以很好地支持版本管理，Spring默認(rèn)配置是使用Git存儲(chǔ)庫。具有如下優(yōu)點(diǎn)：
集中管理配置：一個(gè)使用微服務(wù)架構(gòu)的應(yīng)用系統(tǒng)可能會(huì)包含成百上千個(gè)微服務(wù)，因此幾種管理配置是非常有必要的。
不同環(huán)境不同配置：例如，數(shù)據(jù)源配置在不同的環(huán)境（開發(fā)，測(cè)試，預(yù)發(fā)布，生產(chǎn)等）中是不同的。
運(yùn)行期間可動(dòng)態(tài)調(diào)整：例如可根據(jù)各個(gè)微服務(wù)的負(fù)載情況，動(dòng)態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)源連接池大小或熔斷閾值，并且在調(diào)整配置是不停止微服務(wù)。
配置修改后可自動(dòng)更新。如配置內(nèi)容發(fā)生變化，微服務(wù)能夠自動(dòng)更新配置。

Spring Cloud服務(wù)治理
注冊(cè)中心監(jiān)控

容錯(cuò)處理監(jiān)控

微服務(wù)健康檢查

微服務(wù)調(diào)用追蹤