微服务框架之Spring Cloud简介

Posted 2023-04-26

参考技术A

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：

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，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

spring cloud微服务分布式云架构 - Spring Cloud简介

Spring Cloud是一系列框架的有序集合。利用Spring Boot的开发模式简化了分布式系统基础设施的开发，如服务发现、注册、配置中心、消息总线、负载均衡、断路器、数据监控等（这里只简单的列了一部分），都可以用Spring Boot的开发风格做到一键启动和部署。Spring Cloud将目前比较成熟、经得起实际考验的服务框架组合起来，通过Spring Boot风格进行再封装，屏蔽掉了复杂的配置和实现原理，最终整合出一套简单易懂、易部署和易维护的分布式系统架构平台。

Spring Cloud组成
Spring Cloud的子项目，大致可分成两类：

一类是对现有成熟框架Spring Boot的封装和抽象，也是数量最多的项目；

第二类是开发了一部分分布式系统的基础设施的实现，如Spring Cloud Stream就是kafka, ActiveMQ这样的角色。开发人员进行微服务的实践，第一类子项目就已经足够使用，?更多资源球911708498 如：

Spring Cloud Netflix
　　是对Netflix开发的一套分布式服务框架的封装，包括服务的发现和注册，负载均衡、断路器、REST客户端、请求路由等。

Spring Cloud Config
　　将配置信息中央化保存, 配置Spring Cloud Bus可以实现动态修改配置文件。

Spring Cloud Bus
　　分布式消息队列，是对Kafka, MQ的封装。

Spring Cloud Security
　　对Spring Security的封装，并能配合Netflix使用。

Spring Cloud Zookeeper
　　对Zookeeper的封装，使之能配置其它Spring Cloud的子项目使用。

Spring Cloud Eureka

? ? ? Spring Cloud Eureka 是 Spring Cloud Netflix 微服务套件中的一部分，它基于Netflix Eureka 做了二次分装，主要负责完成微服务架构中的服务治理功能。

Spring Cloud未来
Spring Cloud为未来互联网企业提供分布式基础设施解决方案。同时，随着近几年微服务架构和Docker容器概念的火爆，也会让Spring Cloud在未来越来越“云”化的软件开发风格中立有一席之地，尤其是在目前五花八门的分布式解决方案中提供了标准化的、全站式的技术方案，有效推进服务端软件系统技术水平提升。

从现在开始，我这边会将近期研发的spring cloud微服务云架构的搭建过程和精髓记录下来，帮助更多有兴趣研发spring cloud框架的朋友，大家来一起探讨spring cloud架构的搭建过程及如何运用于企业项目。?