Java面试-spring cloud

Posted 2021-04-23 sam的程序世界

微服务的优缺点分别是什么?说下你在项目开发中碰到的坑

优点

每一个服务足够内聚,代码容易理解

开发效率提高,一个服务只做一件事

微服务能够被小团队单独开发

微服务是松耦合的,是有功能意义的服务

可以用不同的语言开发,面向接口编程

易于与第三方集成

微服务只是业务逻辑的代码,不会和html,CSS或者其他界面组合

开发中,两种开发模式

前后端分离

全栈工程师

可以灵活搭配,连接公共库/连接独立库

缺点

分布式系统的负责性

多服务运维难度,随着服务的增加,运维的压力也在增大

系统部署依赖

服务间通信成本

数据一致性

系统集成测试

性能监控

 

什么是Spring Cloud？

Spring cloud流应用程序启动器是基于Spring Boot的Spring集成应用程序，提供与外部系统的集成。Spring cloud Task，一个生命周期短暂的微服务框架，用于快速构建执行有限数据处理的应用程序。

 

SpringBoot和SpringCloud

SpringBoot专注于快速方便的开发单个个体的微服务

SpringCloud是关注全局的微服务协调整理治理框架,整合并管理各个微服务,为各个微服务之间提供,配置管理,服务发现,断路器,路由,事件总线等集成服务

SpringBoot不依赖于SpringCloud,SpringCloud依赖于SpringBoot,属于依赖关系

SpringBoot专注于快速,方便的开发单个的微服务个体,SpringCloud关注全局的服务治理框架

SpringCloud和Dubbo

1.区别

服务的调用方式Dubbo使用的是RPC远程调用,而SpringCloud使用的是 Rest API,其实更符合微服务官方的定义

服务的注册中心来看,Dubbo使用了第三方的ZooKeeper作为其底层的注册中心,实现服务的注册和发现,SpringCloud使用Spring Cloud Netflix Eureka实现注册中心,当然SpringCloud也可以使用ZooKeeper实现,但一般我们不会这样做

服务网关,Dubbo并没有本身的实现,只能通过其他第三方技术的整合,而SpringCloud有Zuul路由网关,作为路由服务器,进行消费者的请求分发,SpringCloud还支持断路器,与git完美集成分布式配置文件支持版本控制,事务总线实现配置文件的更新与服务自动装配等等一系列的微服务架构要素

 

2.技术选型

目前国内的分布式系统选型主要还是Dubbo毕竟国产,而且国内工程师的技术熟练程度高,并且Dubbo在其他维度上的缺陷可以由其他第三方框架进行集成进行弥补

而SpringCloud目前是国外比较流行,当然我觉得国内的市场也会慢慢的偏向SpringCloud,就连刘军作为Dubbo重启的负责人也发表过观点,Dubbo的发展方向是积极适应SpringCloud生态,并不是起冲突

3.Rest和RPC对比

其实如果仔细阅读过微服务提出者马丁福勒的论文的话可以发现其定义的服务间通信机制就是Http Rest

RPC最主要的缺陷就是服务提供方和调用方式之间依赖太强,我们需要为每一个微服务进行接口的定义,并通过持续继承发布,需要严格的版本控制才不会出现服务提供和调用之间因为版本不同而产生的冲突

而REST是轻量级的接口,服务的提供和调用不存在代码之间的耦合,只是通过一个约定进行规范,但也有可能出现文档和接口不一致而导致的服务集成问题,但可以通过swagger工具整合,是代码和文档一体化解决,所以REST在分布式环境下比RPC更加灵活

这也是为什么当当网的DubboX在对Dubbo的增强中增加了对REST的支持的原因

4.文档质量和社区活跃度

SpringCloud社区活跃度远高于Dubbo,毕竟由于梁飞团队的原因导致Dubbo停止更新迭代五年,而中小型公司无法承担技术开发的成本导致Dubbo社区严重低落,而SpringCloud异军突起,迅速占领了微服务的市场,背靠Spring混的风生水起

Dubbo经过多年的积累文档相当成熟,对于微服务的架构体系各个公司也有稳定的现状

你所知道的微服务技术栈有哪些?请列举一二

 

维度(SpringCloud)

服务开发：SpringBoot、Spring、SpringMVC

服务配置与管理：Netfilx公司的Archaiusm,阿里的Diamond

服务注册与发现：Eureka,ZooKeeper

服务调用：Rest,RPC,gRPC

服务熔断器：Hystrix

服务负载均衡：Ribbon,nginx

服务接口调用：Feign

消息队列：Kafka,RabbitMq,ActiveMq

服务配置中心管理：SpringCloudConfing

服务路由(API网关)：Zuul

事件消息总线：SpringCloud Bus

 

负载平衡的意义什么？

在计算中，负载平衡可以改善跨计算机，计算机集群，网络链接，中央处理单元或磁盘驱动器等多种计算资源的工作负载分布。负载平衡旨在优化资源使用，最大化吞吐量，最小化响应时间并避免任何单一资源的过载。使用多个组件进行负载平衡而不是单个组件可能会通过冗余来提高可靠性和可用性。负载平衡通常涉及专用软件或硬件，例如多层交换机或域名系统服务器进程。

 

微服务之间是如何独立通讯的

远程过程调用（Remote Procedure Invocation）

也就是我们常说的服务的注册与发现

直接通过远程过程调用来访问别的service。

优点：

简单，常见,因为没有中间件代理，系统更简单

缺点：

只支持请求/响应的模式，不支持别的，比如通知、请求/异步响应、发布/订阅、发布/异步响应

降低了可用性，因为客户端和服务端在请求过程中必须都是可用的

二、消息

使用异步消息来做服务间通信。服务间通过消息管道来交换消息，从而通信。

优点:

把客户端和服务端解耦，更松耦合

提高可用性，因为消息中间件缓存了消息，直到消费者可以消费

支持很多通信机制比如通知、请求/异步响应、发布/订阅、发布/异步响应

缺点:

消息中间件有额外的复杂性

 

springcloud如何实现服务的注册和发现

 

这一过程是springcloud自动实现 只需要在main方法添加@EnableDisscoveryClient  同一个服务修改端口就可以启动多个实例

调用方法：传递服务名称通过注册中心获取所有的可用实例 通过负载均衡策略调用（ribbon和feign）对应的服务

Eureka和ZooKeeper都可以提供服务注册与发现的功能,请说说两个的区别

1.Eureka取CAP中的AP，注重可用性。Zookepper取CAP理论中的CP强调高的一致性

ZooKeeper在选举期间注册服务瘫痪,虽然服务最终会恢复,但是选举期间不可用的

Eureka各个节点是平等关系,只要有一台Eureka就可以保证服务可用,而查询到的数据并不是最新的

自我保护机制会导致

Eureka不再从注册列表移除因长时间没收到心跳而应该过期的服务

Eureka仍然能够接受新服务的注册和查询请求,但是不会被同步到其他节点(高可用)

当网络稳定时,当前实例新的注册信息会被同步到其他节点中(最终一致性)

Eureka可以很好的应对因网络故障导致部分节点失去联系的情况,而不会像ZooKeeper一样使得整个注册系统瘫痪

2.ZooKeeper有Leader和Follower角色,Eureka各个节点平等

3.ZooKeeper采用过半数存活原则,Eureka采用自我保护机制解决分区问题

4.Eureka本质上是一个工程,而ZooKeeper只是一个进程

 

eureka自我保护机制

当 Eureka Server 节点在短时间内丢失了过多实例的连接时（比如网络故障或频繁的启动关闭客户端），那么这个节点就会进入自我保护模式，一旦进入到该模式，Eureka server 就会保护服务注册表中的信息，不再删除服务注册表中的数据（即不会注销任何微服务），当网络故障恢复后，该 Ereaka Server 节点就会自动退出自我保护模式（我的 Eureka Server 已经几个月了，至今未自动退出该模式）

 

什么是服务熔断?什么是服务降级

在复杂的分布式系统中,微服务之间的相互调用,有可能出现各种各样的原因导致服务的阻塞,在高并发场景下,服务的阻塞意味着线程的阻塞,导致当前线程不可用,服务器的线程全部阻塞,导致服务器崩溃,由于服务之间的调用关系是同步的,会对整个微服务系统造成服务雪崩

为了解决某个微服务的调用响应时间过长或者不可用进而占用越来越多的系统资源引起雪崩效应就需要进行服务熔断和服务降级处理。

所谓的服务熔断指的是某个服务故障或异常一起类似显示世界中的“保险丝"当某个异常条件被触发就直接熔断整个服务，而不是一直等到此服务超时。

服务熔断就是相当于我们电闸的保险丝,一旦发生服务雪崩的,就会熔断整个服务,通过维护一个自己的线程池,当线程达到阈值的时候就启动服务降级,如果其他请求继续访问就直接返回fallback的默认值

Eureka

使用：

1、添加pom依赖

2、配置文件添加相关配置

3、启动类添加注解@EnableDiscoveryClient

 

什么是Ribbon?

ribbon是一个负载均衡客户端，可以很好的控制htt和tcp的一些行为。Feign默认集成了ribbon。

使用：

1、添加pom依赖

2、配置文件添加相关配置

3、启动类添加注解@EnableEurekaServer

4、向程序的ioc注入一个bean: restTemplate;并通过@LoadBalanced注解表明这个restRemplate开启负载均衡的功能

5、写一个测试类HelloService，通过之前注入ioc容器的restTemplate来消费service-hi服务的“/hi”接口

 

源码

Ribbon的负载均衡，主要通过LoadBalancerClient来实现的，而LoadBalancerClient具体交给了ILoadBalancer来处理，ILoadBalancer通过配置IRule、IPing等信息，并向EurekaClient获取注册列表的信息，并默认10秒一次向EurekaClient发送“ping”,进而检查是否更新服务列表，最后，得到注册列表后，ILoadBalancer根据IRule的策略进行负载均衡。

而RestTemplate 被@LoadBalance注解后，能过用负载均衡，主要是维护了一个被@LoadBalance注解的RestTemplate列表，并给列表中的RestTemplate添加拦截器，进而交给负载均衡器去处理。

什么是Feign？它的优点是什么？

Feign是一个声明式的伪Http客户端，它使得写Http客户端变得更简单。使用Feign，只需要创建一个接口并注解。它具有可插拔的注解特性，可使用Feign 注解和JAX-RS注解。Feign支持可插拔的编码器和解码器。Feign默认集成了Ribbon，并和Eureka结合，默认实现了负载均衡的效果。

简而言之：

Feign 采用的是基于接口的注解

Feign 整合了ribbon，具有负载均衡的能力

整合了Hystrix，具有熔断的能力

 

使用：

1、添加pom依赖

2、配置文件添加相关配置

3、启动类添加注解@EnableFeignClients

4、定义一个接口，使用注解@ FeignClient（“服务名”），来指定调用哪个服务

源码实现过程

首先通过@EnableFeignCleints注解开启FeignCleint

根据Feign的规则实现接口，并加@FeignCleint注解

程序启动后，会进行包扫描，扫描所有的@ FeignCleint的注解的类，并将这些信息注入到ioc容器中。

当接口的方法被调用，通过jdk的代理，来生成具体的RequesTemplate

RequesTemplate在生成Request

Request交给Client去处理，其中Client可以是HttpUrlConnection、HttpClient也可以是Okhttp

最后Client被封装到LoadBalanceClient类，这个类结合类Ribbon做到了负载均衡。

 

Ribbon和Feign的区别：

Ribbon和Feign都是用于调用其他服务的，不过方式不同。

1.启动类使用的注解不同，Ribbon用的是@RibbonClient，Feign用的是@EnableFeignClients。

2.服务的指定位置不同，Ribbon是在@RibbonClient注解上声明，Feign则是在定义抽象方法的接口中使用@FeignClient声明。

3.调用方式不同，Ribbon需要自己构建http请求，模拟http请求然后使用RestTemplate发送给其他服务，步骤相当繁琐。

Feign则是在Ribbon的基础上进行了一次改进，采用接口的方式，将需要调用的其他服务的方法定义成抽象方法即可，

不需要自己构建http请求。不过要注意的是抽象方法的注解、方法签名要和提供服务的方法完全一致。

 

什么是Spring Cloud Bus？

Spring Cloud Bus 将分布式的节点用轻量的消息代理连接起来。它可以用于广播配置文件的更改或者服务之间的通讯，也可以用于监控。

如果修改了配置文件，发送一次请求，所有的客户端便会重新读取配置文件

使用：

1、添加依赖

2、配置rabbitmq

 

什么是zuul?

Zuul的主要功能是路由转发和过滤器。路由功能是微服务的一部分，比如／api/user转发到到user服务，/api/shop转发到到shop服务。zuul默认和Ribbon结合实现了负载均衡的功能。

使用：

1、添加pom依赖

2、配置文件添加相关配置

3、启动类添加注解@EnableZuulProxy

 

在zuul中， 整个请求的过程是这样的，首先将请求给zuulservlet处理，zuulservlet中有一个zuulRunner对象，该对象中初始化了RequestContext：作为存储整个请求的一些数据，并被所有的zuulfilter共享。zuulRunner中还有 FilterProcessor，FilterProcessor作为执行所有的zuulfilter的管理器。FilterProcessor从filterloader 中获取zuulfilter，而zuulfilter是被filterFileManager所加载，并支持groovy热加载，采用了轮询的方式热加载。有了这些filter之后，zuulservelet首先执行的Pre类型的过滤器，再执行route类型的过滤器，最后执行的是post 类型的过滤器，如果在执行这些过滤器有错误的时候则会执行error类型的过滤器。执行完这些过滤器，最终将请求的结果返回给客户端。

 

什么是Hystrix？它如何实现容错？

Hystrix是一个延迟和容错库，旨在隔离远程系统，服务和第三方库的访问点，当出现故障是不可避免的故障时，停止级联故障并在复杂的分布式系统中实现弹性。

通常对于使用微服务架构开发的系统，涉及到许多微服务。这些微服务彼此协作。

使用：

1、添加pom依赖

2、启动类使用注解@EnableHystrix

3、在Service方法上加上@HystrixCommand注解。该注解对该方法创建了熔断器的功能，并指定了fallbackMethod熔断方法

 

springcloud断路器的作用

当一个服务调用另一个服务由于网络原因或者自身原因出现问题时 调用者就会等待被调用者的响应 当更多的服务请求到这些资源时

导致更多的请求等待 这样就会发生连锁效应（雪崩效应） 断路器就是解决这一问题

断路器有完全打开状态：一定时间内 达到一定的次数无法调用 并且多次检测没有恢复的迹象 断路器完全打开，那么下次请求就不会请求到该服务

半开：短时间内 有恢复迹象 断路器会将部分请求发给该服务 当能正常调用时 断路器关闭

关闭：当服务一直处于正常状态 能正常调用 断路器关闭

 

Spring Cloud Config

在分布式系统中，由于服务数量巨多，为了方便服务配置文件统一管理，实时更新，所以需要分布式配置中心组件。在Spring Cloud中，有分布式配置中心组件spring cloud config ，它支持配置服务放在配置服务的内存中（即本地），也支持放在远程Git仓库中。在spring cloud config 组件中，分两个角色，一是config server，二是config client。

使用：

1、添加pom依赖

2、配置文件添加相关配置

3、启动类添加注解@EnableConfigServer

 

Spring Cloud Gateway

Spring Cloud Gateway是Spring Cloud官方推出的第二代网关框架，取代Zuul网关。网关作为流量的，在微服务系统中有着非常作用，网关常见的功能有路由转发、权限校验、限流控制等作用。

使用了一个RouteLocatorBuilder的bean去创建路由，除了创建路由RouteLocatorBuilder可以让你添加各种predicates和filters，predicates断言的意思，顾名思义就是根据具体的请求的规则，由具体的route去处理，filters是各种过滤器，用来对请求做各种判断和修改。

 

架构：

在微服务架构中，需要几个基础的服务治理组件，包括服务注册与发现、服务消费、负载均衡、断路器、智能路由、配置管理等，由这几个基础组件相互协作，共同组建了一个简单的微服务系统

在Spring Cloud微服务系统中，一种常见的负载均衡方式是，客户端的请求首先经过负载均衡（zuul、Ngnix），再到达服务网关（zuul集群），然后再到具体的服。，服务统一注册到高可用的服务注册中心集群，服务的所有的配置文件由配置服务管理，配置服务的配置文件放在git仓库，方便开发人员随时改配置。

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