2022 年最新基于 Spring Cloud 的微服务架构分析，mysql 面试笔试题

Posted 2023-03-29 蒙娜丽莎的Java

Feign 的动态代理会根据在接口上的 @RequestMapping 等注解，来动态构造要请求的服务的地址

针对这个地址，发起请求、解析响应

Feign 是和 Ribbon 以及 Eureka 紧密协作的

首先 Ribbon 会从 Eureka Client 里获取到对应的服务注册表，也就知道了所有的服务都部署在了哪些机器上，在监听哪些端口

然后 Ribbon 就可以使用默认的 Round Rob
in 算法，从中选择一台机器

• Feign 就会针对这台机器，构造并发起请求

6. Config（分布式配置）

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配置管理工具包，让你可以把配置放到远程服务器，集中化管理集群配置，目前支持本地存储、Git 以及 Subversion。

注册中心与 API 网关的分析

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微服务网关更多是在前后端分离，或者说涉及到独立的类似手机 APP 等前端应用的时候使用的最多，即把内部各个微服务组件模块的 API 接口能力统一注册和接入到网关，对于 APP 也只需要访问网关暴露的接口即可，同时通过网关还可以进一步的实现安全隔离。

也就是说在这种场景下，网关更多的是实现了接口服务的代理和路由转发能力，更多的是向外的一种能力发布。

1. 一个独立的开发团队，为保证独立自治，以及内部多个微服务模块间的交互集成，最好启用独立的服务注册中心实现服务注册，发现能力。即开发团队内部多个微服务模块间的集成，不需要通过网关，只需要通过服务注册中心进行集成即可。

2. 开发团队需要暴露能力给外部，包括暴露能力给其它的开发团队，需要考虑将该 API 接口注册到外部的网关上。在这里建议是拆分两个独立网关，一个是内部 API 网关，一个是放置到 DMZ 区面对公网访问的 API 网关。对于服务如果同时涉及到内部和外部使用，则两边注册。建议不要通过两次网关去路由，一个是影响性能，一个是不方便后续问题排查。

3. 构建在开发团队之外的 API 网关必须具备负载均衡能力，可以配置多个 IP 地址。通过该 API 网关也最好具备和 Docker 容器扩展后的服务自动注册和地址加入扩展能力。

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Eureka 的竞品分析：Nacos、ZooKeeper、Etcd

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服务发现是一个古老的话题，当应用开始脱离单机运行和访问时，服务发现就诞生了。目前的网络架构是每个主机都有一个独立的 IP 地址，那么服务发现基本上都是通过某种方式获取到服务所部署的 IP 地址。DNS 协议是最早将一个网络名称翻译为网络 IP 的协议，在最初的架构选型中，DNS+LVS+nginx 基本可以满足所有的 RESTful 服务的发现，此时服务的 IP 列表通常配置在 Nginx 或者 LVS。后来出现了 RPC 服务，服务的上下线更加频繁，人们开始寻求一种能够支持动态上下线并且推送 IP 列表变化的注册中心产品。

Eureka

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• Spring Cloud Eureka 所选择的是 AP，采用的是去中心化结构，放弃了强一致性。也就是说 Eureka 集群中的各个结点都是平等的，没有主从的概念。通过互相注册的方式来进行消息同步和保证高可用。并且一个 Eureka Server 结点挂掉了，还有其他同等的结点来提供服务，并不会引发服务的中断

• Eureka 只能当注册中心，想搞配置中心的话，还得搭配 Spring Cloud Config+Spring Cloud Bus。其中后者支持 Rabbiimq 和 Kafka 两种模式。

• 使用 Java 语言来开发的，并且也是 Spring Cloud 的子项目，所以可以直接通过引入 jar 包的方式来集成 Eureka，这点非常方便

1. ZooKeeper

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这是一款经典的服务注册中心产品（虽然它最初的定位并不在于此），在很长一段时间里，它是国人在提起 RPC 服务注册中心时心里想到的唯一选择，这很大程度上与 Dubbo 在中国的普及程度有关。

• Apache Zookeeper 所选择的是 CP，也就是放弃了高可用性。Zookeeper 集群在进行消息同步的时候，必须有一半以上结点完成了同步才会返回；而当 Master 结点挂了或者集群中有过半的结点不能工作了，此时就会触发故障恢复，重新进行 Master 选举。在这个过程中，整个 Zookeeper 集群无法对外提供服务，从而实去了 A（可用性）

• 为了达到 C，Zookeeper 采用的是自己的 ZAB 协议。

2. Nacos

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Nacos 是阿里巴巴旗下的开源项目，在 2018 年开源，携带着阿里巴巴大规模服务生产经验，试图在服务注册和配置管理这个市场上，提供给用户一个新的选择。

• Nacos 一大特性是即支持 CP，也支持 AP。可以根据需要灵活选择。

• Nacos 除了注册中心之外，也能充当配置中心的作用。且配置中心可以按照 namespace，group 等维度来进行数据隔离，来达到不同环境之间配置隔离的功能。

值得一提的是，Nacos 作为配置中心的持久化机制可以依赖于 mysql 来完成（默认依赖于内置数据库）。只需要将 Nacos 目录下的 sql 脚本放到 mysql 中执行（会生成 11 个表），然后在 nacos 配置文件里面配一下 mysql 的账号密码即可。这样使用 mysql 作为数据源的方式相比于 nacos 内置数据库来说更容易管理

3. Consul

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Consul 是 HashiCorp 公司推出的一个开源工具。

• Consul 是用 Go 语言编写的，所以无法像 Eureka 那样直接引入 jar 包就能集成，它还需要去服务器中进行额外的安装。

• 除了注册中心的功能之外，Consul 还能起到配置中心的作用。

Consul 它保证的是 CP，使用 raft 协议，要求必须有过半的结点都写入成功才算是注册成功了，并且它也有 Master 和 Follower 的概念，在 Master 挂掉后，也需要自己内部进行

4. Etcd（待续）

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对比 SpringCloud，Kubernetes 也提供完整的分布式微服务管理框架，几乎所有组件都有对应的产品，其中 Etcd 也可以提供类似 Eureka 的注册中心。

在 Go 生态中，还可以选择基于 Etcd 作为注册中心，Etcd 是由 CoreOS 团队维护的、高可用分布式键值存储数据库，可用于为集群提供配置和服务发现功能，Google 开源的容器管理工具 Kuberbetes 就是基于 Etcd 的。

和 Consul 一样，Etcd 也是基于 Raft 协议作为分布式一致性算法来解决领导者选举和日志复制问题，同样也是基于 Go 语言编写。

Etcd 也支持代理模式（proxy），只不过在 Etcd 中，代理模式和 Consul 的客户端代理模式类似，安装在部署服务的节点上，用来转发请求到 Etcd 集群，本身不存储任何数据，Etcd 集群相当于 Consul 中以服务端模式运行的 Consul 集群，通常要求配置三个及以上节点（不要太多，3~5 就够了，以便可用性和性能上达到平衡），负责真正的请求处理 —— 服务注册与发现。

在目前最新版本的 Etcd v3 中，通过网关模式（gateway）取代了 V2 版本中的代理模式（proxy）。

从服务发现的实现原理上来说，Consul 和 Etcd 的基本设计思路是一致的，Etcd 更简单，Consul 则更像一个全栈的解决方案，功能比 Etcd 要更丰富，比如支持可视化的 Web UI 管理界面、支持多数据库中心、安全层面除了 HTTPS 外还支持 ACL、更加全面的健康检查功能、内置 DNS Server 等，这些都是 Etcd 所不具备的，但是更全面的功能往往意味着更高的复杂性，针对微服务的服务注册和发现场景，Etcd 完全够用了。

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Spring Cloud 全家桶的简介

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• Spring Cloud Config：配置管理工具包，让你可以把配置放到远程服务器，集中化管理集群配置，目前支持本地存储、Git 以及 Subversion。

• Spring Cloud Bus：事件、消息总线，用于在集群（例如，配置变化事件）中传播状态变化，可与 Spring Cloud Config 联合实现热部署。

• Eureka：云端服务发现，一个基于 REST 的服务，用于定位服务，以实现云端中间层服务发现和故障转移。

• Hystrix：熔断器，容错管理工具，旨在通过熔断机制控制服务和第三方库的节点,从而对延迟和故障提供更强大的容错能力。

• Zuul：Zuul 是在云平台上提供动态路由,监控,弹性,安全等边缘服务的框架。Zuul 相当于是设备和 Netflix 流应用的 Web 网站后端所有请求的前门。

• Archaius：配置管理 API，包含一系列配置管理 API，提供动态类型化属性、线程安全配置操作、轮询框架、回调机制等功能。

• Consul：封装了 Consul 操作，Consul 是一个服务发现与配置工具，与 Docker 容器可以无缝集成。

• Spring Cloud for Cloud Foundry：通过 Oauth2 协议绑定服务到 CloudFoundry，CloudFoundry 是 VMware 推出的开源 PaaS 云平台。

• Spring Cloud Sleuth：日志收集工具包，封装了 Dapper 和 log-based 追踪以及 Zipkin 和 HTrace 操作，为 Spring Cloud 应用实现了一种分布式追踪解决方案。

• Spring Cloud Data Flow：大数据操作工具，作为 Spring XD 的替代产品，它是一个混合计算模型，结合了流数据与批量数据的处理方式。

• Spring Cloud Security：基于 Spring Security 的安全工具包，为你的应用程序添加安全控制。

• Spring Cloud Zookeeper：操作 Zookeeper 的工具包，用于使用 Zookeeper 方式的服务发现和配置管理。

• Spring Cloud Stream：数据流操作开发包，封装了与 Redis、Rabbit、Kafka 等发送接收消息。

• Spring Cloud CLI：基于 Spring Boot CLI，可以让你以命令行方式快速建立云组件。

• Ribbon：提供云端负载均衡，有多种负载均衡策略可供选择，可配合服务发现和断路器使用。

• Turbine：Turbine 是聚合服务器发送事件流数据的一个工具，用来监控集群下 Hystrix 的 Metrics 情况。

• Feign：Feign 是一种声明式、模板化的 HTTP 客户端。

• Spring Cloud Task：提供云端计划任务管理、任务调度。

• Spring Cloud Connectors：便于云端应用程序在各种 PaaS 平台连接到后端，如：数据库和消息代理服务。

• Spring Cloud Cluster：提供 Leadership 选举，如：Zookeeper，Redis，Hazelcast，Consul 等常见状态模式的抽象和实现。

• Spring Cloud Starters：Spring Boot 式的启动项目，为 Spring Cloud 提供开箱即用的依赖管理。

本书适合具有一定 Java 基础和 Spring MVC 基础的人群以及希望往架构师方向发展的开发者阅读。

书籍教程结构

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本书共分四部分，从基础到实战，讲解了基于 Spring Cloud 的常用组件。

第一部分(基础篇):第 1~4 章

第二部分(实战篇):第 5~10 章

第三部分(高级篇):第 11~13 章

第四部分(部署篇):第 14~15 章

第一部分(基础篇)

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第 1 章微服务概述

我们要学习微服务架构，就要了解它，本章将带领大家初步了解微服务，为后面系统学习微服务架构奠定良好的基础。

第 2 章 Spring Boot 基础

本书以实战为导向，讲解了如何使用 Spring Cloud 开发微服务项目，而 Spring Cloud 基于 SpringBoot,所以本章先来初步了解如何使用 Spring Boot 搭建框架。

第 3 章 Spring Boot 核心原理

通过第 2 章的学习，读者应该对 Spring Boot 有了一个大致的认识，利用 Spring Boot 可以极大地简化应用程序的开发，这都归功于 Spring Boot 的四大核心原理:起步依赖、自动配置、Actuator 和 Spring Boot 命令行。本章中，我们将深入探讨 Spring Boot 的核心原理，以便读者能更好地学习和使用 Spring Boot。

第 4 章 Spring Cloud 概述

从本章开始，我们将正式踏上探索 Spring Cloud 秘密的旅程。学完本书后，读者将学会搭建一个完整的分布式架构，从而向架构师的目标靠近。

第二部分(实战篇)

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第 5 章 项目准备阶段

本章中，我 将开始 个大型实战项目一一博客网站。通过“以战代练”的方式来学习如何构建 Spring loud 微服务架构，让读者走出理论的丛林，在实践中玩转微服务架构。

第 6 章 公共模块封装

从本章开始，我们将学习框架的搭建。由于代码量巨大，本书不可能全部贴出，所以只展示一些核心代码。全部源码可以从本书配套源码中查看。

第 7 章 注册中心: Spring Cloud Netflix Eureka

通过前面的学习，我们可以总结出来，注册中心是整套微服务架构的核心，即系统的心脏，它能够帮助我们管理所有的微服务，精确定位到具体的服务就是通过注册中心来实现的。构建注册中心的好处也是不言而喻的，通过注册中心，我们可以实现服务的负载均衡。配置的统-管理。服务间的通信等。目前。我们可以采用多种技术实现注册中心，如 Eureka. ZooKeeper. Consul 等，本书采用 SpringCloud 默认集成的 Eureka 框架来构建注册中心。

第 8 章 配置中心: Spring Cloud Config

我们知道，一个微服务系统可能由成千上万的服务组成，每个服务都会有自己的配置，不同服务之间的有些配置是相同的，比如数据库。如果对于每个服务，我们都复制相同的配置，一旦该配置发生了变化，那么每个服务都需要修改，代价可想而知。Spring Cloud 已经考虑到了这一点, 它为我们提供了一整套解决方案， 那就是强大的 Spring CloudConfig。

第 9 章 服务网关: Spring Cloud Gateway

本将介绍的微服务的又一大组件一一服务网关。我们需要服务网关，还有一些很重要的因素，比如服务网关会对接口进行统一拦截并做合法性校验，一个服务可以启动多个端口，利用服务网关进行负载均衡处理等。目前市面上有很多产品可以实现服务网关这一功能， 如 Nginx. Apache. Zuul 以及 Spring CloudGateway 等。Spring Cloud 集成了 Zuul 和 Gateway,我们可以很方便地实现服务网关这一功能。

第 10 章 功能开发

通过前几章的学习，我们已经搭建好了博客网站的基本框架。本章我们将正式开始网站的功能开发。

第三部分(高级篇)

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第 11 章 服务间通信: Spring Cloud Netflix Ribbon 和 Spring Cloud OpenFeign

一个大型的 系统由多个微服务模块组成，我们一-般 可以通过内部接口调用的形式(服务 A 提供一个接口，服务 B 通过 HTTP 请求调用服务 A 的接口)实现各模块之间的通信。为了简化开发，SpringCloud 集成了 Spring Cloud Netlix Ribbon 和 Spring Cloud OpenFeign,两个组件都支持通过 HTTP 请求不同的服务。本书将简要介绍 Spring Cloud Netflix Ribbon,借此引出 Sping Cloud OpenFeign,并详细介绍其用法。

第 12 章 服务链路追踪: Spring Cloud Sleuth
【这里想说，因为自己也走了很多弯路过来的，所以才下定决心整理，收集过程虽不易，但想到能帮助到一部分自学java 的人，心里也是甜的！有需要的伙伴请点㊦方】↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓