微服务架构springcloud（微服务架构springcloud各组件）

本篇文章给大家谈谈微服务架构springcloud，以及微服务架构springcloud各组件对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。

本文目录一览：

• 1、Spring Cloud
• 2、Spring Cloud——微服务网关介绍
• 3、微服务框架之Spring Cloud简介
• 4、Spring Cloud微服务体系的组成

Spring Cloud

本文中我们主要介绍微服务开发框架——Spring Cloud。尽管Spring Cloud带有"Cloud"的字样，但它并不是云计算解决方案，而是Spring Boot的基础上构建的，用于快速构建分布式系统的通用模式的工具集。

Spring Cloud有以下特点:

由上图可知，Spring Cloud是以 英文单词+SR+数字 的形式命名版本号的。那么英文单词和SR分别表示什么呢？

因为Spring Cloud是一个综合项目，它包含很多子项目。由于子项目也维护着自己的版本号，Spring Cloud采用了这种命名方式，从而避免与子项目的版本混淆。其中英文单词如Edware是伦敦某地铁站名，它们按照字母顺序发行，可以将其理解为主版本的演进。SR表示"Service Release"，一般表示Bug修复。

版本兼容性如下

版本内容

可参考官方文档：

我的上一篇博客(微服务理论篇)中谈到，对单体应用进行服务拆分得到各个微服务，而这些服务又是相互独立的，那么我们如何知道各个微服务的健康状态、如何知道某个微服务的存在呢？由此、一个拥有服务发现的框架显得尤为重要。这也就是Eureka诞生的原因。

综上，Eureka通过心跳检查、客户端缓存等机制，确保了系统的高可用性、灵活性和可伸缩性。

通过使用Eureka已经实现了微服务的注册与发现。启动各个微服务时，Eureka Client会把自己升档的网络信息注册到Eureka Server上。似乎一切更美好了一些。然而，这样的架构依然有一些问题，如负载均衡隐笑销。一般来说，各个微服务都会部署多个实例。那么服务消费者要如何将请求分摊到多个服务提供实例上呢？

如果服务提供者相应非常慢，那么消费者对提供者的请求就会被强制等待，知道提供者响应或超时。在高负载场景下，如果不作任何处理，此类问题可能会导致服务消费者的资源耗竭甚至整个系统崩溃。

微服务架构的应用系统通常包含多个服务层。微服务之间通过网络进行通信，从而支撑起整个应用系统，因此，微服务之间难免存在依赖关系。而这种由于"基础服务故障"导致"级联故障"的现象称为雪崩效应。

如图所示，A最为服务提供者（基础服务），B为A的服务消费者，C和D是B的服务消费者。当A不可用引起了B的不可用，并将不可用像滚雪球一样放大到C和D时，雪崩效应就形成了。

那么Hystrix是如何容错的呢？

以下对该图做个简单讲解：

Zuul作为微服务架构中的微服务网关。微服务架构经过前几个组件的组合，已经有了基本的雏形了，那么我们为什么还要使用微服务网关呢？我们可以想象，一般情况下我们一个业务并不是只调用一个接口就可以完成一个业务需求灶游。

如果让客户端直接与各个微服务通信，会有以下问题：

如图，微服务网关封装了应用程序的内部结构，客户端只须跟网关交互，而无须直接调用特定微服务接口。同时，还有以下优点：

为什么要同一管理微服务配置？

对于传统的单体应用，常常使用配置文件管理所有配置。例如一个Spring Boot 项目开发的单体应用，可以将配置内容放到application.yml文件中。如果需要切换环境，可以设置多个Profile,并在启用应用时指定spring.profile.active={profile}。

而在微服务架构中，微服务的配置管理一般有以下需求：

Spring Cloud——微服务网关介绍

为了解决以上的问题，API网关应运而生，加入网关后应用架构变为下图所示。

当引入API网关后，在用户端与微服务之间建立了一道屏障，通过API网关对微服务提供了统一的访问入口，所有用户端的请求被API网关拦截，并在此基础上可以实现额外的功能：

OpenResty是一个强大的Web应用服务器，web开发人员可以使用Lua脚本语言调用Nginx支持的各种以C以及Lua模块。

在性能方面，OpenResty可以慧陪快速构造出足以胜任10K以上并发连接响应的超高性能Web应用系统。

在国内，360、阿里云、腾讯网、去哪儿、酷狗音乐、新浪等都是OpenResty的深度用户。

但OpenResty是一款独立的产品，与主流的注册中心，存在一定的兼容问题，需要架构师前亏蠢独立实现其服务注册、发现功能。

Zuul是Netflix开源的微服务网关，主要职责是对用户请求进行路由转发与过滤。早期Spring Cloud与Netflix合作，使用Zuul作为微服务架构网关首选产品。

Zuul是基于J2EE Servlet实现路由转发，网络通信采用同步方式。

zuul 是netflix开源的一个API Gateway 服务器，本质上是一个web servlet应用。

Zuul可以通过加载动态过滤机制，从而实现以下各项功能：

Zuul的核心是一系列的filters，其作用可以类比Servlet框架的Filter，或者AOP。工作原理如下图所示：

Zuul可以对Groovy过滤器进行动态的加载，编译，运行。

Zuul2.x设计更为先进，基于空橡Netty 非阻塞和支持长连接， 但是 SpringCloud 目前没有整合。 Zuul2.x 的性能较 Zuul1.x 有较大的提升。

Zuul2.x引入了Netty和RxJava，正如之前的 ZuulFilter 分为了 Pre、Post、Route、Error，Zuul2的Filter分为三种类型：

Spring 自己开发的新一代API网关产品，基于NIO异步处理，摒弃了Zuul基于Servlet同步通信的设计。

Spring Cloud Gateway 作为 Spring Cloud 生态系统中的网关，目标是替代 Netflix Zuul，其不仅提供统一的路由方式，并且基于 Filter 链的方式提供了网关基本的功能，例如：安全，监控/指标，和限流。

关键特征：

在性能方面，根据官方提供的基准测试， Spring Cloud Gateway 的 RPS（每秒请求数）是Zuul 的 1.6 倍。

Spring Cloud Gateway十分优秀，Spring Cloud Alibaba也默认选用该组件作为网关产品。

客户端向 Spring Cloud Gateway 发出请求。如果 Gateway Handler Mapping 中找到与请求相匹配的路由，将其发送到 Gateway Web Handler。Handler 再通过指定的过滤器链来将请求发送到我们实际的服务执行业务逻辑，然后返回。 过滤器之间用虚线分开是因为过滤器可能会在发送代理请求之前（“pre”）或之后（“post”）执行业务逻辑。

Spring Cloud Gateway 的特征：

参考：

微服务框架之Spring Cloud简介

在了解 Spring Cloud 之前先了解一下微服务架构需要考量的核心关键点，如下图：

对于以上等核心关键点的处理，不需要我们重复造车轮， Spring Cloud 已经帮我们集成了，它使用 Spring Boot 风格将一些比较成熟的微服务框架组合起来，屏蔽掉了复杂的配置和实现原理，为快速构建微服务架构的应用提供了一套基础设施工具和开发支持。

Spring Cloud 所提供的核心功能包含：

Spring Cloud架构图

Spring Cloud子项目

Spring Cloud 旗下的子项目大致可以分为两类：

如下派槐禅：

1. Spring Cloud 与 Spring Boot

Spring Boot 可以说是微服务架构的核心技术之一。通过在 Spring Boot 应用中添加 Spring MVC 依赖，就可以快速实现基于 REST 架构的服务接口，并且可以提供对 HTTP 标准动作的支持。而且 Spring Boot 默认提供 JackJson 序列化支持，可以让服务接口输入、输出支持 JSON 等。因此，当使用 Spring Cloud 进行微服务架构开发时，使用 Spring Boot 是一条必经之路。

2. Spring Cloud 与服务治理( Eureka )

服务治理是 Spring Cloud 的核心，在实现上其提供了两个选择，即 Consul 和 Netflix 的 Eureka 。

Eureka 提供了服务注册中心、服务发现客户端，以及注册服务的 UI 界面应用。

在 Eureka 的实现中，节点之间相互平等，有部分注册中心“挂掉”也不会对整个应用造成影响，即使集群只剩一个节点存活，也可以正常地治理服务。即使所有服务注册节点都宕机， Eureka 客户端中所缓存的服务实例列表信息，也可让服务消费者能够正常工作，从而保障微服务之间互相调用的健壮性和应用的弹性。

3. Spring Cloud 与客户端负载均衡( Ribbon )

Ribbon 默认与 Eureak 进行无缝整合，尘尘当客户端启动的时候，从 Eureka 服务器中获取一份服务注册列表并维护在本地，当服务消费者需明启要调用服务时， Ribbon 就会根据负载均衡策略选择一个合适的服务提供者实例并进行访问。

Spring Cloud 通过集成 Netflix 的 Feign 项目，为开发者提供了声明式服务调用，从而简化了微服务之间的调用处理方式。并且默认 Feign 项目集成了 Ribbon ，使得声明式调用也支持客户端负载均衡功能。

4. Spring Cloud 与微服务容错、降级( Hystrix )

为了给微服务架构提供更大的弹性，在 Spring Cloud 中，通过集成 Netflix 下子项目 Hystrix ，通过所提供的 @HystrixCommand 注解可以轻松为我们所开发的微服务提供容错、回退、降级等功能。此外， Hystrix 也默认集成到 Feign 子项目中。

Hystrix 是根据“断路器”模式而创建。当 Hystrix 监控到某服务单元发生故障之后，就会进入服务熔断处理，并向调用方返回一个符合预期的服务降级处理（ fallback ），而不是长时间的等待或者抛出调用异常，从而保障服务调用方的线程不会被长时间、不必要地占用，避免故障在应用中的蔓延造成的雪崩效应。

而 Hystrix 的仪表盘项目（ Dashboard ）可以监控各个服务调用所消耗的时间、请求数、成功率等，通过这种近乎实时的监控和告警，可以及时发现系统中潜在问题并进行处理。

5. Spring Cloud 与服务网关( Zuul )

Spring Cloud 通过集成 Netflix 中的 Zuul 实现 API 服务网关功能，提供对请求的路由和过滤两个功能

路由功能负责将外部请求转发到具体的微服务实例上，是实现外部访问统一入口的基础。

过滤器功能则负责对请求的处理过程进行干预，是实现请求校验、服务聚合等功能的基础。

通过 Zuul ，可以将细粒度的服务组合起来提供一个粗粒度的服务，所有请求都导入一个统一的入口，对外整个服务只需要暴露一个 API 接口，屏蔽了服务端的实现细节。通过 Zuul 的反向代理功能，可以实现路由寻址，将请求转发到后端的粗粒度服务上，并做一些通用的逻辑处理。此外， Zuul 默认会与 Eureka 服务器进行整合，自动从 Eureka 服务器中获取所有注册的服务并进行路由映射，实现 API 服务网关自动配置。

6. Spring Cloud 与消息中间件( Stream )

Spring Cloud 为简化基于消息的开发，提供了 Stream 子项目，通过建立消息应用抽象层，构建了消息收发、分组消费和消息分片等功能处理，将业务应用中的消息收发与具体消息中间件进行解耦，使微服务应用开发中可以非常方便地与 Kafka 和 RabbitMQ 等消息中间件进行集成。

Spring Cloud Bus 基于 Stream 进行扩展，可以作为微服务之间的事件、消息总线，用于服务集群中状态变化的传播。

比如 Spring Cloud Config 借助 Bus ，可以实现配置的动态刷新处理。

7. Spring Cloud 与分布式配置中心( Config )

针对微服务架构下的配置文件管理需求， Spring Cloud 提供了一个 Config 子项目。 Spring Cloud Config 具有中心化、版本控制、支持动态更新和语言独立等特性。

在 Config 子项目中将微服务应用分为两种角色：配置服务器（ Config Server ）和配置客户端（ Config Client ）。使用配置服务器集中地管理所有配置属性文件，配置服务中心可以将配置属性文件存储到 Git 、 SVN 等具有版本管理仓库中，也可以存放在文件系统中。默认采用 Git 的方式进行存储，因此可以很容易地对配置文件进行修改，并实现版本控制。

8. Spring Cloud 与微服务链路追踪( Sleuth )

Spring Cloud 中的 Sleuth 子项目为开发者提供了微服务之间调用的链路追踪。

Sleuth 核心思想就是通过一个全局的 ID 将分布在各微服务服务节点上的请求处理串联起来，还原了调用关系，并借助数据埋点，实现对微服务调用链路上的性能数据的采集。

因此，通过 Sleuth 可以很清楚地了解到一个用户请求经过了哪些服务、每个服务处理花费了多长时间，从而可以对用户的请求进行分析。此外，通过将采集的数据发送给 Zipkin 进行存储、统计和分析，从而可以实现可视化的分析和展示，帮助开发者对微服务实施优化处理。

9. Spring Cloud 与微服务安全( Security )

Spring Cloud Security 为我们提供了一个认证和鉴权的安全框架，实现了资源授权、令牌管理等功能，同时结合 Zuul 可以将认证信息在微服务调用过程中直接传递，简化了我们进行安全管控的开发。

Spring Cloud Security 默认支持 OAuth 2.0 认证协议，因此单点登录也可以非常容易实现，并且 OAuth2.0 所生成的令牌可以使用 JWT 的方式，进一步简化了微服务中的安全管理。

10. Spring Cloud 的其他子项目

[img]

Spring Cloud微服务体系的组成

Netflix Eureka是Spring Cloud服务注册发现的基础组件

Eureka提供RESTful风格(HTTP协议)的服务注册与发现

Eureka采用C/S架构,Spring Cloud内置客户端

启用应用,访问

Eureka客户端开发要点

maven依赖spring-cloud-starter-netflix-eureka-client application.yml

配置eureka.client.service-url.defaultZone

入口类增加@EnableEurekaClient

先启动注册中心,在启动客户端,访问 localhost:8761查看eureka注册中心,看到客户端注册

Eureka名词概念

Register - 服务注册, 向Eureka进行注册登辩陵册记

Renew - 服务续约,30秒/次心跳包健康检查.90秒未收到剔除服务

Fetch Registries - 获取服务注册列表,获取其他微服务地址

Cancel - 服务下线, 某个微服务通知注册中心汪罩暂停服务

Eviction - 服务剔除,90秒未续约,从服务注册表进行剔除

Eureka自我保护机制

Eureka在运行期去统计心跳失败率在15分钟之内是否低于 85%

如果低于 85%，会将这些实例保护起来，让这些实例不会被剔除

关闭自我保护:eureka.服务实例.

enable-self-preservation: false

PS: 如非网络特别不稳定,建议关闭

Eureka高可用配置步骤

服务提供者defaultZone指向其他的Eureka

客户端添加所有Eureka 服务实例 URL

Actuator自动为微服务创建一系列的用于监控的端点

Actuator在SpringBoot自带，SpringCloud进行扩展

pom.xml依赖spring-boot-starter-actuator

RestTemplate + @LoadBalanced 显式调用

OpenFeign 隐藏微服务间通信细节

Ribbon是RestTemplate与OpenFeign的通信基础

Feign是一个开源声明式WebService客户端，用于简携宏化服务通信

Feign采用“接口+注解”方式开发，屏蔽了网络通信的细节

OpenFeign是SpringCloud对Feign的增强，支持Spring MVC注解

1.新建Spring boot Web项目，application name 为 product-service

在pom.xml中引入依赖

spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery作用为向Nacos server注册服务。

spring-cloud-starter-openfeign作用为实现服务调用。

2.修改application.yml配置文件

3.在启动类上添加@EnableDiscoveryClient、@EnableFeignClients注解

4.编写OrderClient Interface

注：/api/v1/order/test 会在下面order-service声明。

OrderClient.java

5.编写Controller和service

ProductController.java

ProductService.java

1.OpenFeign开启通信日志

基于SpringBoot的logback输出,默认debug级别

设置项：feign.client.config.微服务id.loggerLevel

微服务id：default代表全局默认配置

2.通信日志输出格式

NONE: 不输出任何通信日志

BASIC: 只包含URL、请求方法、状态码、执行时间

HEADERS：在BASIC基础上，额外包含请求与响应头

FULL：包含请求与响应内容最完整的信息

3.OpenFeign日志配置项

LoggerLevel开启通信日志

ConnectionTimeout与ReadTimeout

利用httpclient或okhttp发送请求

1.OpenFeign通信组件

OpenFeign基于JDK原生URLConnection提供Http通信

OpenFeign支持Apache HttpClient与Square OkHttp

SpringCloud按条件自动加载应用通信组件

2.应用条件

Maven引入feign-okhttp或者feign-httpclient依赖

设置feign.[httpclient|okhttp].enabled=true

POST方式传递对象使用@RequestBody注解描述参数

GET方式将对象转换为Map后利用@RequestParam注解描述

雪崩效应:服务雪崩效应产生与服务堆积在同一个线程池中，因为所有的请求都是同一个线程池进行处理，这时候如果在高并发情况下，所有的请求全部访问同一个接口,这时候可能会导致其他服务没有线程进行接受请求，这就是服务雪崩效应效应。

服务熔断:熔断机制目的为了保护服务，在高并发的情况下，如果请求达到一定极限(可以自己设置阔值)如果流量超出了设置阈值，让后直接拒绝访问，保护当前服务。使用服务降级方式返回一个友好提示，服务熔断和服务降级一起使用。

1.Hystrix熔断器

Hystrix（豪猪）是Netflix开源的熔断器组件，用于为微服务提供熔断机制预防雪崩，保护整体微服务架构的健康

2.Hystrix功能

预防微服务由于故障，请求长时间等待导致Web容器线程崩溃

提供故障备选方案，通过回退（fallback)机制提供”服务降级”

提供监控仪表盘,实时监控运行状态

3.Hystrix 熔断器工作原理

服务的健康状况 = 请求失败数 / 请求总数.

熔断器开关由关闭到打开的状态转换是通过当前服务健康状况和设定阈值比较决定的.

当熔断器开关关闭时, 请求被允许通过熔断器. 如果当前健康状况高于设定阈值, 开关继续保持关闭. 如果当前健康状况低于

设定阈值, 开关则切换为打开状态.

当熔断器开关打开时, 请求被禁止通过.

当熔断器开关处于打开状态, 经过一段时间后, 熔断器会自动进入半开状态, 这时熔断器只允许一个请求通过. 当该请求调用

成功时, 熔断器恢复到关闭状态. 若该请求失败, 熔断器继续保持打开状态, 接下来的请求被禁止通过.

熔断器的开关能保证服务调用者在调用异常服务时, 快速返回结果, 避免大量的同步等待. 并且熔断器能在一段时间后继续侦测请求执行结果, 提供恢复服务调用的可能.

4.什么情况下会触发服务降级

FAILURE: 执行失败，抛出异常

TIMEOUT:执行超时（默认1秒）

SHORT_CIRCUITED:熔断器状态为Open

THREAD_POOL_REJECTED:线程池拒绝

SEMAPHORE_REJECTED:信号量拒绝

5.使用Hystrix步骤

1.引入pom文件依赖

6.OpenFeign与Hystrix整合

OpenFeign中使用Hystrix

OpenFeign内置Hystrix，feign.hystrix.enable开启即可

feign: hystrix: enabled: true

在@FeignClient增加fallback属性说明Fallback类

@FeignClient(name="message-service",fallback = MessageServiceFallback.class) public interface MessageService { @GetMapping("/sendsms") public CallbackResult sendSMS(@RequestParam("mobile") String mobile , @RequestParam("message") String message); }

Fallback类要实现相同接口，重写服务降级业务逻辑

@Component public class MessageServiceFallback implements MessageService { @Override public CallbackResult sendSMS(String mobile, String message) { return new CallbackResult("INVALID_SERVICE","消息服务暂时无法使用，短信发送失败"); } }

7.Hystrix超时设置

8.部署Hystrix Dashboard监控

Hystrix Client依赖hystrix-metrics-event-stream

Hystrix Client注册HystrixMetricsStreamServlet

监控微服务依赖spring-cloud-starter-netflix-hystrix-dashboard

监控微服务利用@EnableHystrixDashboard开启仪表盘

9.Hystrix熔断设置

产生熔断的条件:

当一个Rolling Window(滑动窗口）的时间内（默认：10秒），最近20次调用请求，请求错误率超过50%，则触发熔断5秒，期间快速失败。

TIPS: 如10秒内未累计到20次，则不会触发熔断

Hystrix熔断设置项:

统一访问出入口,微服务对前台透明

安全、过滤、流控等API管理功能

易于监控、方便管理

Netflix Zuul

Spring Cloud Gateway

Zuul 是Netflix开源的一个API网关, 核心实现是Servlet

Spring Cloud内置Zuul 1.x

Zuul 1.x 核心实现是Servlet，采用同步方式通信

Zuul 2.x 基于Netty Server，提供异步通信

认证和安全

性能监测

动态路由

负载卸载

静态资源处理

压力测试

Spring Cloud Gateway，是Spring“亲儿子”

Spring Cloud Gateway旨在为微服务架构提供一种简单而有效的统一的API路由管理方式

Gateway基于Spring 5.0与Spring WebFlux开发，采用Reactor响应式设计

1.使用三部曲

依赖spring-cloud-starter-netflix-zuul

入口增加 @EnableZuulProxy

application.yml 增加微服务映射

2.微服务映射

Spring Cloud Zuul内置Hystrix

服务降级实现接口：FallbackProvider

1.微服务网关流量控制

微服务网关是应用入口，必须对入口流量进行控制

RateLimit是Spring Cloud Zuul的限流组件

RateLimit采用“令牌桶”算法实现限流

2.什么是令牌桶

1.Zuul的执行过程

2.Http请求生命周期

1.需要实现ZuulFilter接口

shouldFilter() - 是否启用该过滤器

filterOrder() - 设置过滤器执行次序

filterType() - 过滤器类型:pre|routing|post

run() - 过滤逻辑

2.Zuul内置过滤器

3.Zuul+JWT跨域身份验证

1.Spring Cloud Config

2.携程 Apollo

3.阿里巴巴Nacos

1.依赖"spring-cloud-starter-config"

2.删除application.yml,新建bootstrap.yml

3.配置"配置中心"服务地址与环境信息

1、微服务依赖"spring-boot-starter-actuator";

2、动态刷新类上增加@RefreshScope注解

3、通过/actuator/refresh刷新配置

1、通过加入重试机制、提高应用启动的可靠性;

2、重试触发条件1:配置中心无法与仓库正常通信

3、重试触发条件2:微服务无法配置中心正常通信

关于微服务架构springcloud和微服务架构springcloud各组件的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。