什么是SpringCloud?

Posted 2021-02-21 小辣椒

 

 

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 一、什么是SpringCloud?

SpringCloud是实现微服务结构的一种方式，它将现在非常流行的一些技术整合到一起，实现了诸如：配置管理，服务发现，智能路由，负载均衡，熔断器，控制总线，集群状态等功能；协调分布式环境中各个系统，为各类服务提供模板性配置。其主要涉及的组件包括：

Eureka：注册中心

Zuul、Gateway：服务网关

Ribbon：负载均衡

Feign：服务调用

Hystrix或Resilience4j：熔断器

 

      1.Eureka注册中心 ：实现服务治理（服务注册与发现）。

      2.负载均衡Ribbon ：主要提供客户侧的软件负载均衡算法。

      3.熔断器Hystrix：保护系统，控制故障范围。

      4.服务调用Feign：服务间的调用

      5.Spring Cloud Gateway网关：api网关，路由，负载均衡等多种作用。

      6.Spring Cloud Config分布式配置中心 ：配置管理

      7.Spring Cloud Bus服务总线 

 

二、各组件介绍

1.Eureka注册中心 

1.1.Eureka做什么？

Eureka就好比是滴滴，负责管理、记录服务提供者的信息。服务调用者无需自己寻找服务，而是把自己的需求告诉Eureka，然后Eureka会把符合你需求的服务告诉你。

同时，服务提供方与Eureka之间通过 “心跳” 机制进行监控，当某个服务提供方出现问题，Eureka自然会把它从服务列表中剔除。这就实现了服务的自动注册、发现、状态监控。

1.2.原理图 

基本架构：

Eureka：就是服务注册中心（可以是一个集群），对外暴露自己的地址

提供者：启动后向Eureka注册自己信息（地址，提供什么服务）

消费者：向Eureka订阅服务，Eureka会将对应服务的所有提供者地址列表发送给消费者，并且定期更新

心跳(续约)：提供者定期通过http方式向Eureka刷新自己的状态 

1.3.

坐标：

1 <dependency> 
2       <groupId>org.springframework.cloud</groupId> 
3       <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId> 
4 </dependency>

启动类：

1 //声明当前应用为eureka服务 
2 @EnableEurekaServer 
3 @SpringBootApplication 
4 public class EurekaServerApplication {
5      public static void main(String[] args) { 
6          SpringApplication.run(EurekaServerApplication.class); 
7      } 
8 }

客户端注册服务到集群 ：

1 eureka: 
2     client: 
3         service-url: # EurekaServer地址,多个地址以\',\'隔开 
4         defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka,http://127.0.0.1:10087/eureka

 

2.负载均衡Ribbon 

2.1.负载均衡，英文名称为Load Balance，其含义就是指将负载（工作任务）进行平衡、分摊到多个操作单元上进行运行，例如FTP服务器、Web服务器、企业核心应用服务器和其它主要任务服务器等，从而协同完成工作任务。

2.2.负载均衡要干什么事情？

服务端负载

需要做三个事情：

1.接收请求

2.选择服务器地址

3.转发/执行请求（转发还是执行可以参考网关）

客户端负载

1.选择服务器地址

2.发请求

 

负载均衡就是分发请求流量到不同的服务器。
负载均衡一般分为两种:
1、 服务器端负载均衡（nginx）

 

2、 客户端负载均衡（Ribbon）

2.3、负载均衡架构

 

 2.4.开启负载均衡 

因为Eureka中已经集成了Ribbon，所以我们无需引入新的依赖。

在RestTemplate的配置方法上添加 @LoadBalanced 注解：

1 @Bean 
2 @LoadBalanced public RestTemplate restTemplate() { 
3       return new RestTemplate(); 
4 }

3.熔断器Hystrix

 3.1.Hystrix的作用是什么呢？具体要保护什么呢？

        Hystrix是Netflflix开源的一个延迟和容错库，用于隔离访问远程服务、第三方库，防止出现级联失败。

        在高并发领域，在分布式系统中，可能因为一个小小的功能扛不住压力，宕机了，导致其他服务也跟随宕机，最终导致整个系统宕机，所以在SpringCloud中采用Hystrix进行处理。

        微服务I 发生异常，请求阻塞，用户请求就不会得到响应，则tomcat的这个线程不会释放，于是越来越多的用户请求到来，越来越多的线程会阻塞。服务器支持的线程和并发数有限，请求一直阻塞，会导致服务器资源耗尽，从而导致所有其它服务都不可用，形成雪崩效应。

         Hystrix解决雪崩问题的手段主要是服务降级，包括：

         线程隔离

         服务熔断

 

3.2.线程隔离

        Hystrix为每个依赖服务调用分配一个小的线程池，如果线程池已满调用将被立即拒绝，默认不采用排队，加速失败判定时间。用户的请求将不再直接访问服务，而是通过线程池中的空闲线程来访问服务。

       用户的请求将不再直接访问服务，而是通过线程池中的空闲线程来访问服务，如果线程池已满，或者请求超时，则会进行降级处理，什么是服务降级？

服务降级：优先保证核心服务，而非核心服务不可用或弱可用。

       用户的请求故障时，不会被阻塞，更不会无休止的等待或者看到系统崩溃，至少可以看到一个执行结果（例如返回友好的提示信息） 。服务降级虽然会导致请求失败，但是不会导致阻塞，而且最多会影响这个依赖服务对应的线程池中的资源，对其它服务没有响应。

      触发Hystrix服务降级的情况：线程池已满、请求超时

 

3.3.服务熔断

熔断原理

       在服务熔断中，使用的熔断器，也叫断路器，其英文单词为：Circuit Breaker

熔断机制与家里使用的电路熔断原理类似；当如果电路发生短路的时候能立刻熔断电路，避免发生灾难。在分布式系统中应用服务熔断后；服务调用方可以自己进行判断哪些服务反应慢或存在大量超时，可以针对这些服务进行主动熔断，防止整个系统被拖垮。

       Hystrix的服务熔断机制，可以实现弹性容错；当服务请求情况好转之后，可以自动重连。通过断路的方式，将后续请求直接拒绝，一段时间（默认5秒）之后允许部分请求通过，如果调用成功则回到断路器关闭状态，否则继续打开，拒绝请求的服务。

 

4.Feign

 

 

5.Spring Cloud Gateway网关

 5.1.

Spring Cloud Gateway组件的核心是一系列的过滤器，通过这些过滤器可以将客户端发送的请求转发（路由）到对应的微服务。 Spring Cloud Gateway是加在整个微服务最前沿的防火墙和代理器，隐藏微服务结点IP端口信息，从而加强安全保护。Spring Cloud Gateway本身也是一个微服务，需要注册到Eureka服务注册中心。

Spring Cloud Gateway基于Filter链提供网关基本功能：安全、监控／埋点、限流等。

网关的核心功能是：过滤和路由

 5.2.Gateway加入后的架构

 

不管是来自于客户端（PC或移动端）的请求，还是服务内部调用。一切对服务的请求都可经过网关，然后再由网关来实现 鉴权、动态路由等等操作。Gateway就是我们服务的统一入口。

 5.3.核心概念

路由（route）： 路由信息的组成：由一个ID、一个目的URL、一组断言工厂、一组Filter组成。如果路由断言为真，说明请求URL和配置路由匹配。

断言（Predicate）： Spring Cloud Gateway中的断言函数输入类型是Spring 5.0框架中的ServerWebExchange。Spring Cloud Gateway的断言函数允许开发者去定义匹配来自于Http Request中的任何信息比如请求头和参数。

过滤器（Filter）： 一个标准的Spring WebFilter。 Spring Cloud Gateway中的Filter分为两种类型的Filter，分别是Gateway Filter和Global Filter。过滤器Filter将会对请求和响应进行修改处理 。

 

 

 

6.Spring Cloud Config分布式配置中心 

7.Spring Cloud Bus服务总线