SpringCloud学习笔记3：Spring Cloud Netflix 组件（五大神兽）

Posted 2021-06-28 Vincent9847

一、Spring Cloud Netflix有哪些组件？

• eureka (提供服务注册与发现功能)
• ribbon（提供负载均衡功能）
• Feign（整合了ribbon和Hystrix，具有负载均衡和熔断限流等功能）
• Hystrix （提供了熔断限流，合并请求等功能）
• Zuul （提供了智能路由的功能）
• Hystrix Dashboard （提供了服务监控的功能，提供了数据监控和友好的图形化界面）
• Hystrix Turbine （Hystrix Turbine将每个服务Hystrix Dashboard数据进行了整合。也是监控系统的功能）
• spring cloud config （提供了统一配置的功能）
• Spring Cloud Bus （提供了配置实时更新的功能）
• 五大神兽（eureka、ribbon、Hystrix 、Zuul 、config ）

二、服务注册-Eureka

1.什么是Spring Cloud Eureka？

• Spring-Cloud Euraka是Spring Cloud集合中一个组件，它是对Euraka的集成，用于服务注册和发现。Eureka是Netflix中的一个开源框架。它和 zookeeper、Consul一样，都是用于服务注册管理的，同样，Spring-Cloud 还集成了Zookeeper和Consul。
• 在项目中使用Spring Cloud Euraka的原因是它可以利用Spring Cloud Netfilix中其他的组件，如zull等，因为Euraka是属于Netfilix的。

2.Eureka 的介绍

      Eureka由多个instance(服务实例)组成，这些服务实例可以分为两种：Eureka Server和Eureka Client。为了便于理解，我们将Eureka client再分为Service Provider和Service Consumer。

• Eureka Server 提供服务注册和发现
• Service Provider 服务提供方，将自身服务注册到Eureka，从而使服务消费方能够找到
• Service Consumer服务消费方，从Eureka获取注册服务列表，从而能够消费服务

3.Eureka与Zookeeper比较

CAP原理：

• P:Partition tolerance,网络分区容错。类似多机房部署，保证服务稳定性。
• A: Availability，可用性。
• C:Consistency ，一致性。

CAP定理：CAP三个属性对于分布式系统不能同时做到。如AP/CP/AC。再来看Zookeepr区别：

• Zookeeper是CP，分布式协同服务，突出一致性。对ZooKeeper的的每次请求都能得到一致的数据结果，但是无法保证每次访问服务可用性。如请求到来时，zookeer正在做leader选举，此时不能提供服务，即不满足A可用性。
• Eureka是AP，高可用与可伸缩的Service发现服务，突出可用性。相对于Zookeeper而言，可能返回数据没有一致性，但是保证能够返回数据，服务是可用的。

4.自我保护机制

保护模式，是Eureka 提供的一个特性，在默认的情况下，这个属性是打开的，而且也建议线上都使用这个特性。

• 如果Eureka Server在一定时间内没有接收到某个微服务实例的心跳，Eureka Server将会注销该实例（默认90秒）。但是当网络分区故障发生时，微服务与Eureka Server之间无法正常通信，此时会触发Eureka Server进入保护模式，进入自我保护模式后，将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。

三、Ribbon负载均衡

1.什么是Ribbon？

     Spring Cloud Ribbon是基于Netflix Ribbon实现的一套客户端负载均衡的工具。简单的说，Ribbon是Netflix发布的开源项目，主要功能是提供客户端的软件负载均衡算法，将NetFlix的中间层服务连接在一起。Ribbon的客户端组件提供一系列完整的配置项如：连接超时、重试等等。简单的说，就是在配置文件中列出LoadBalancer(简称LB:负载均衡）后面所有的机器，Ribbon会自动的帮助你基于某种规则（如简单轮询，随机连接等等）去连接这些机器。我们也很容易使用Ribbon实现自定义的负载均衡算法！

算法有： 轮询、随机、权重...

四、Hystrix 熔断降级

• 分布式系统面临的问题

复杂分布式体系结构中的应用程序有数十个依赖关系，每个依赖关系在某些时候将不可避免的失败！

• 服务雪崩

      多个微服务之间调用的时候，假设微服务A调用微服务B和微服务C,微服务B和微服务C又调用其他的微服务，这就是所谓的“扇出”、如果扇出的链路上某个微服务的调用响应时间过长或者不可用，对微服务A的调用就会占用越来越多的系统资源，进而引起系统崩溃，所谓的“雪崩效应”。
      对于高流量的应用来说，单一的后端依赖可能会导致所有服务器上的所有资源都在几秒中内饱和。比失败更糟糕的是，这些应用程序还可能导致服务之间的延迟增加，备份队列，线程和其他系统资源紧张，导致整个系统发生更多的级联故障，这些都表示需要对故障和延迟进行隔离和管理，以便单个依赖关系的失败，不能取消整个应用程序或系统。

1.什么是Hystrix？

      Hystrix [hɪst'rɪks]，中文含义是豪猪，因其背上长满棘刺，从而拥有了自我保护的能力。本文所说的Hystrix是Netflix开源的一款容错框架，同样具有自我保护能力。为了实现容错和自我保护，下面我们看看Hystrix如何设计和实现的。

Hystrix设计目标：

• 对来自依赖的延迟和故障进行防护和控制——这些依赖通常都是通过网络访问的
• 阻止故障的连锁反应
• 快速失败并迅速恢复
• 回退并优雅降级
• 提供近实时的监控与告警

Hystrix遵循的设计原则：

• 防止任何单独的依赖耗尽资源（线程）
• 过载立即切断并快速失败，防止排队
• 尽可能提供回退以保护用户免受故障
• 使用隔离技术（例如隔板，泳道和断路器模式）来限制任何一个依赖的影响
• 通过近实时的指标，监控和告警，确保故障被及时发现
• 通过动态修改配置属性，确保故障及时恢复
• 防止整个依赖客户端执行失败，而不仅仅是网络通信

Hystrix如何实现这些设计目标？

• 使用命令模式将所有对外部服务（或依赖关系）的调用包装在HystrixCommand或HystrixObservableCommand对象中，并将该对象放在单独的线程中执行；
• 每个依赖都维护着一个线程池（或信号量），线程池被耗尽则拒绝请求（而不是让请求排队）。
• 记录请求成功，失败，超时和线程拒绝。
• 服务错误百分比超过了阈值，熔断器开关自动打开，一段时间内停止对该服务的所有请求。
• 请求失败，被拒绝，超时或熔断时执行降级逻辑。
• 近实时地监控指标和配置的修改。

2.资源隔离

资源隔离主要指对线程的隔离。Hystrix提供了两种线程隔离方式：线程池和信号量。

3.熔断

熔断机制是对雪崩效应的一种微服务链路保护机制。

      现实生活中，可能大家都有注意到家庭电路中通常会安装一个保险盒，当负载过载时，保险盒中的保险丝
会自动熔断，以保护电路及家里的各种电器，这就是熔断器的一个常见例子。Hystrix中的熔断器(Circuit 
Breaker)也是起类似作用，Hystrix在运行过程中会向每个commandKey对应的熔断器报告成功、失败、超时和拒
绝的状态，熔断器维护并统计这些数据，并根据这些统计信息来决策熔断开关是否打开。如果打开，熔断后续请
求，快速返回。隔一段时间（默认是5s）之后熔断器尝试半开，放入一部分流量请求进来，相当于对依赖服务进行
一次健康检查，如果请求成功，熔断器关闭。

4.回退降级

      降级，通常指务高峰期，为了保证核心服务正常运行，需要停掉一些不太重要的业务，或者某些服务不可
用时，执行备用逻辑从故障服务中快速失败或快速返回，以保障主体业务不受影响。Hystrix提供的降级主要是为
了容错，保证当前服务不受依赖服务故障的影响，从而提高服务的健壮性。要支持回退或降级处理，可以重写
HystrixCommand的getFallBack方法HystrixObservableCommand的resumeWithFallback方法。

Hystrix在以下几种情况下会走降级逻辑：

• 执行construct()或run()抛出异常
• 熔断器打开导致命令短路
• 命令的线程池和队列或信号量的容量超额，命令被拒绝
• 命令执行超时

五、Zuul 智能路由

1.什么是API网关？

在微服务架构中，通常会有多个服务提供者。设想一个电商系统，可能会有商品、订单、支付、用户等多个类型的服务，而每个类型的服务数量也会随着整个系统体量的增大也会随之增长和变更。作为UI端，在展示页面时可能需要从多个微服务中聚合数据，而且服务的划分位置结构可能会有所改变。网关就可以对外暴露聚合API，屏蔽内部微服务的微小变动，保持整个系统的稳定性。

2.什么是Zuul

Zuul是Spring Cloud全家桶中的微服务API网关。

所有从设备或网站来的请求都会经过Zuul到达后端的Netflix应用程序。作为一个边界性质的应用程序，Zuul提供了动态路由、监控、弹性负载和安全功能。Zuul底层利用各种filter实现如下功能：

• 认证和安全 识别每个需要认证的资源，拒绝不符合要求的请求。
• 性能监测 在服务边界追踪并统计数据，提供精确的生产视图。
• 动态路由 根据需要将请求动态路由到后端集群。
• 压力测试 逐渐增加对集群的流量以了解其性能。
• 负载卸载 预先为每种类型的请求分配容量，当请求超过容量时自动丢弃。
• 静态资源处理 直接在边界返回某些响应。

六、Config 统一配置

1.分布式系统面临的－配置文件的问题

• 微服务意味着要将单体应用中的业务拆分成一个个子服务，每个服务的粒度相对较小，因此系统中会出现大量的服务，由于每个服务都需要必要的配置信息才能运行，所以一套集中式的，动态的配置管理设施是必不可少的。
• SpringCloud提供了ConfigServer来解决这个问题，我们每一个微服务自己带着一个application.yml,那上百的的配置文件要修改起来，岂不是要发疯！

Spring Cloud Config为微服务架构中的微服务提供集中化的外部配置支持，配置服务器为各个不同微服务应用的所有环节提供了一个中心化的外部配置。

2.Spring Cloud Config分为服务端和客户端两部分

• 服务端也称为分布式配置中心，它是一个独立的微服务应用，用来连接配置服务器并为客户端提供获取配置信息，加密，解密信息等访问接口。
• 客户端则是通过指定的配置中心来管理应用资源，以及与业务相关的配置内容，并在启动的时候从配置中心获取和加载配置信息。配置服务器默认采用git来存储配置信息，这样就有助于对环境配置进行版本管理。并且可以通过git客户端工具来方便的管理和访问配置内容。