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一次性講明白Spring Cloud核心元件原理及作用

2021-09-27由 主流資訊前沿 發表于 體育

一、微服務簡介

微服務是最近的一兩年的時間裡是很火的一個概念。感覺不學習一下都快跟不上時代的步伐了,下邊做一下簡單的總結和介紹。

何為微服務?簡而言之,微服務架構風格這種開發方法,是以開發一組小型服務的方式來開發一個獨立的應用系統的。其中每個小型服務都執行在自己的程序中,並經常採用HTTP資源API這樣輕量的機制來相互通訊。這些服務圍繞業務功能進行構建,並能透過全自動的部署機制來進行獨立部署。這些微服務可以使用不同的語言來編寫,並且可以使用不同的資料儲存技術。對這些微服務我們僅做最低限度的集中管理。

一個微服務一般完成某個特定的功能,比如下單管理、客戶管理等等。每一個微服務都是微型六角形應用,都有自己的業務邏輯和介面卡。一些微服務還會發布API給其它微服務和應用客戶端使用。其它微服務完成一個Web UI,執行時,每一個例項可能是一個雲VM或者是Docker容器。

比如,一個前面描述系統可能的分解如下:

一次性講明白Spring Cloud核心元件原理及作用

總的來說,微服務的主旨是將一個原本獨立的系統拆分成多個小型服務,這些小型服務都在各自獨立的程序中執行,服務之間透過基於HTTP的RESTful API進行通訊協作,並且每個服務都維護著自身的資料儲存、業務開發、自動化測試以及獨立部署機制。

二、微服務的特徵

1、每個微服務可獨立執行在自己的程序裡;

2、一系列獨立執行的微服務共同構建起了整個系統;

3、每個服務為獨立的業務開發,一個微服務一般完成某個特定的功能,比如:訂單管理、使用者管理等;

4、微服務之間透過一些輕量的通訊機制進行通訊,例如透過REST API或者RPC的方式進行呼叫。

三、微服務的優缺點

1、易於開發和維護 2、啟動較快 3、區域性修改容易部署 4、技術棧不受限 5、按需伸縮 6、DevOps

四、常見微服務框架

1、服務治理框架

(1)Dubbo(http://dubbo。io/)、Dubbox(噹噹網對Dubbo的擴充套件)

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最近的好訊息是Dubbo已近重新開始進行運維啦!

(2)Netflix的Eureka、Apache的Consul等。

Spring Cloud Eureka是對Netflix的Eureka的進一步封裝。

2、分散式配置管理

(1)百度的Disconf

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2)360的QConf

(3)Spring Cloud元件中的Config

(3)淘寶的Diamond

3、批次任務框架

(1)Spring Cloud元件中的Task (2)LTS

4、服務追蹤框架

。。。

五、Spring Cloud全家桶元件

在介紹Spring Cloud 全家桶之前,首先要介紹一下Netflix ,Netflix 是一個很偉大的公司,在Spring Cloud專案中佔著重要的作用,Netflix 公司提供了包括Eureka、Hystrix、Zuul、Archaius等在內的很多元件,在微服務架構中至關重要,Spring在Netflix 的基礎上,封裝了一系列的元件,命名為:Spring Cloud Eureka、Spring Cloud Hystrix、Spring Cloud Zuul等,下邊對各個元件進行分別得介紹:

(1)Spring Cloud Eureka

我們使用微服務,微服務的本質還是各種API介面的呼叫,那麼我們怎麼產生這些介面、產生了這些介面之後如何進行呼叫那?如何進行管理哪?

答案就是Spring Cloud Eureka,我們可以將自己定義的API 介面註冊到Spring Cloud Eureka上,Eureka負責服務的註冊於發現,如果學習過Zookeeper的話,就可以很好的理解,Eureka的角色和 Zookeeper的角色差不多,都是服務的註冊和發現,構成Eureka體系的包括:服務註冊中心、服務提供者、服務消費者。

一次性講明白Spring Cloud核心元件原理及作用

上圖中描述了(圖片來源於網路):

1、兩臺Eureka服務註冊中心構成的服務註冊中心的主從複製叢集; 2、然後服務提供者向註冊中心進行註冊、續約、下線服務等; 3、服務消費者向Eureka註冊中心拉去服務列表並維護在本地(這也是客戶端發現模式的機制體現!); 4、然後服務消費者根據從Eureka服務註冊中心獲取的服務列表選取一個服務提供者進行消費服務。

(2)Spring Cloud Ribbon

在上Spring Cloud Eureka描述了服務如何進行註冊,註冊到哪裡,服務消費者如何獲取服務生產者的服務資訊,但是Eureka只是維護了服務生產者、註冊中心、服務消費者三者之間的關係,真正的服務消費者呼叫服務生產者提供的資料是透過Spring Cloud Ribbon來實現的。

在(1)中提到了服務消費者是將服務從註冊中心獲取服務生產者的服務列表並維護在本地的,這種客戶端發現模式的方式是服務消費者選擇合適的節點進行訪問服務生產者提供的資料,這種選擇合適節點的過程就是Spring Cloud Ribbon完成的。

Spring Cloud Ribbon客戶端負載均衡器由此而來。

(3)Spring Cloud Feign

上述(1)、(2)中我們已經使用最簡單的方式實現了服務的註冊發現和服務的呼叫操作,如果具體的使用Ribbon呼叫服務的話,你就可以感受到使用Ribbon的方式還是有一些複雜,因此Spring Cloud Feign應運而生。

Spring Cloud Feign 是一個宣告web服務客戶端,這使得編寫Web服務客戶端更容易,使用Feign 建立一個介面並對它進行註解,它具有可插拔的註解支援包括Feign註解與JAX-RS註解,Feign還支援可插拔的編碼器與解碼器,Spring Cloud 增加了對 Spring MVC的註解,Spring Web 預設使用了HttpMessageConverters, Spring Cloud 整合 Ribbon 和 Eureka 提供的負載均衡的HTTP客戶端 Feign。

簡單的可以理解為:Spring Cloud Feign 的出現使得Eureka和Ribbon的使用更為簡單。

(4)Spring Cloud Hystrix

我們在(1)、(2)、(3)中知道了使用Eureka進行服務的註冊和發現,使用Ribbon實現服務的負載均衡呼叫,還知道了使用Feign可以簡化我們的編碼。但是,這些還不足以實現一個高可用的微服務架構。

例如:當有一個服務出現了故障,而服務的呼叫方不知道服務出現故障,若此時呼叫放的請求不斷的增加,最後就會等待出現故障的依賴方 相應形成任務的積壓,最終導致自身服務的癱瘓。

Spring Cloud Hystrix正是為了解決這種情況的,防止對某一故障服務持續進行訪問。Hystrix的含義是:斷路器,斷路器本身是一種開關裝置,用於我們家庭的電路保護,防止電流的過載,當線路中有電器發生短路的時候,斷路器能夠及時切換故障的電器,防止發生過載、發熱甚至起火等嚴重後果。

(5)Spring Cloud Config

對於微服務還不是很多的時候,各種服務的配置管理起來還相對簡單,但是當成百上千的微服務節點起來的時候,服務配置的管理變得會複雜起來。

分散式系統中,由於服務數量巨多,為了方便服務配置檔案統一管理,實時更新,所以需要分散式配置中心元件。在Spring Cloud中,有分散式配置中心元件Spring Cloud Config ,它支援配置服務放在配置服務的記憶體中(即本地),也支援放在遠端Git倉庫中。在Cpring Cloud Config 元件中,分兩個角色,一是Config Server,二是Config Client。

Config Server用於配置屬性的儲存,儲存的位置可以為Git倉庫、SVN倉庫、本地檔案等,Config Client用於服務屬性的讀取。

一次性講明白Spring Cloud核心元件原理及作用

(6)Spring Cloud Zuul

我們使用Spring Cloud Netflix中的Eureka實現了服務註冊中心以及服務註冊與發現;而服務間透過Ribbon或Feign實現服務的消費以及均衡負載;透過Spring Cloud Config實現了應用多環境的外部化配置以及版本管理。為了使得服務叢集更為健壯,使用Hystrix的融斷機制來避免在微服務架構中個別服務出現異常時引起的故障蔓延。

一次性講明白Spring Cloud核心元件原理及作用

先來說說這樣架構需要做的一些事兒以及存在的不足:

1、首先,破壞了服務無狀態特點。為了保證對外服務的安全性,我們需要實現對服務訪問的許可權控制,而開放服務的許可權控制機制將會貫穿並汙染整個開放服務的業務邏輯,這會帶來的最直接問題是,破壞了服務叢集中REST API無狀態的特點。從具體開發和測試的角度來說,在工作中除了要考慮實際的業務邏輯之外,還需要額外可續對介面訪問的控制處理。

2、其次,無法直接複用既有介面。當我們需要對一個即有的叢集內訪問介面,實現外部服務訪問時,我們不得不透過在原有介面上增加校驗邏輯,或增加一個代理呼叫來實現許可權控制,無法直接複用原有的介面。 面對類似上面的問題,我們要如何解決呢?下面進入本文的正題:服務閘道器!

為了解決上面這些問題,我們需要將許可權控制這樣的東西從我們的服務單元中抽離出去,而最適合這些邏輯的地方就是處於對外訪問最前端的地方,我們需要一個更強大一些的均衡負載器,它就是本文將來介紹的:服務閘道器。

服務閘道器是微服務架構中一個不可或缺的部分。透過服務閘道器統一向外系統提供REST API的過程中,除了具備服務路由、均衡負載功能之外,它還具備了許可權控制等功能。Spring Cloud Netflix中的Zuul就擔任了這樣的一個角色,為微服務架構提供了前門保護的作用,同時將許可權控制這些較重的非業務邏輯內容遷移到服務路由層面,使得服務叢集主體能夠具備更高的可複用性和可測試性。

(7)Spring Cloud Bus

在(5)Spring Cloud Config中,我們知道的配置檔案可以透過Config Server儲存到Git等地方,透過Config Client進行讀取,但是我們的配置檔案不可能是一直不變的,當我們的配置檔案放生變化的時候如何進行更新哪?

一種最簡單的方式重新一下Config Client進行重新獲取,但Spring Cloud絕對不會讓你這樣做的,Spring Cloud Bus正是提供一種操作使得我們在不關閉服務的情況下更新我們的配置。

Spring Cloud Bus官方意義:訊息匯流排。

當然動態更新服務配置只是訊息匯流排的一個用處,還有很多其他用處。

一次性講明白Spring Cloud核心元件原理及作用

六、總結

Spring Cloud 的元件還不止這些,透過上邊的口水話的介紹,應該可以大致有一定的瞭解,但是每一個元件的功能遠不止上述介紹的那些,每一個元件還有很多其他的功能點,這裡的介紹希望能夠帶大家入個門,不要對微服務這個這麼大的概念有所畏懼。

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