一 什么是微服务
微服务就是把一个原本臃肿的项目按照功能模块进行拆分,形成多个功能较为独立和单一的服务,这些服务联合起来可以完成原来整个大服务的功能。
二 为什么要微服务化
一个服务包含太多功能,当某个部分出现故障,或是需要维护重启时,所有功能模块都会受到影响。
如果服务过大,部署时需要的时间也很长,也会对用户体验造成较大影响。
微服务化后,对单个小服务的维护不会对其他服务造成影响,且部署时间大大缩短,极大的降低了维护成本和提高了用户体验。
三 微服务和分布式的区别
微服务和分布式在某些方面很相似,比如都会通过多个服务模块来完成一件事情,可能都有多个实例运行在多台机器上。
但是,他们是有本质的区别的。微服务各个服务实例之间做的事情不同,而分布式的服务实例做的事情相同,只是各个实例处理的数据不同而已。而且,微服务并不要求各个实例一定要运行在不同的机器上,而分布式则是使用多台机器的算力来加快服务的执行。
四 spring-cloud与微服务的关系
微服务是一种项目架构方式,是一种概念,spring-cloud是对这种技术的一种实现方式。微服务有很多种实现方式,不只spring-cloud一种,我们也可以不借助任何框架自己来实现。
五 spring-cloud
spring-cloud是封装了多种框架的集合,是基于spring-boot来进行开发的。我们进行spring-cloud开发的时候,就是创建spring-boot项目,分别引入不同的框架实现对应的功能,这些框架各司其职,为微服务的正常运行保驾护航。那么,目前为止,spring-cloud微服务项目架构主要包含哪些框架呢,他们各自的作用和使用场景又是什么样子的呢?下面我们一一来看。
1. Eureka
Eureka 是Netflix的子模块之一,也是一个核心的模块,Eureka 里有2个组件,一个是EurekaServer(一个独立的项目) ,用于定位服务以实现中间层服务器的负载平衡和故障转移,另一个便是EurekaClient(我们的微服务) 它是用于与Server交互的,可以使得交互变得非常简单:只需要通过服务标识符即可拿到服务。
Eureka 采用了 C-S 的设计架构。Eureka Server 作为服务注册功能的服务器,它是服务注册中心。
而系统中的其他微服务,使用 Eureka 的客户端连接到 Eureka Server并维持心跳连接。这样系统的维护人员就可以通过 Eureka Server 来监控系统中各个微服务是否正常运行。SpringCloud 的一些其他模块(比如Zuul)就可以通过 Eureka Server 来发现系统中的其他微服务,并执行相关的逻辑。
Spring Cloud 封装了 Netflix 公司开发的 Eureka 模块来实现服务注册和发现。
Eureka Server可以搭建成集群做高可用,搭建的原则是,集群中的每个Eureka Server都可以看到所有的微服务,这样,即使集群种只有一个Eureka Server在工作,服务仍然可用。
集群服务要适应CAP(Consistency ,Availability,Partition tolerance:大多数分布式系统都分布在多个子网络。每个子网络就叫做一个区(partition)。分区容错的意思是,区间通信可能失败。比如,一台服务器放在本地,另一台服务器放在外地(可能是外省,甚至是外国),这就是两个区,它们之间可能无法通信。),由于分区容错的特性,Consistency 和 Availability可能不能做到同时满足,Eureka遵循的是AP原则。
2. Ribbon + IRule
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客户端组件提供一系列完善的配置项,如连接超时,重试等。简单的说,就是在配置文件中列出Load Balancer(简称LB)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)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。
客户端负载均衡,是指在客户端来进行选择连接哪个服务,客户端去向Eureka Server获取了所有的微服务信息,因此可以自己做出选择。nginx是服务端负载均衡,客户端连接的时候不会自己去选择,这个任务交给了nginx,即服务端去进行。
IRule是Ribbon对于负载均衡策略实现的接口, 实现这个接口,就能定义负载均衡策略。
框架中内置了多种默认实现:
我们也可以通过实现这个接口来自定义负载均衡算法。
3. Feign
Feign是一个声明式WebService客户端。使用Feign能让编写Web Service客户端更加简单, 它的使用方法是定义一个接口,然后在上面添加注解,同时也支持JAX-RS标准的注解。Feign也支持可拔插式的编码器和解码器。Spring Cloud对Feign进行了封装,使其支持了Spring MVC标准注解和HttpMessageConverters。Feign可以与Eureka和Ribbon组合使用以支持负载均衡。Feign旨在使编写Java Http客户端变得更容易。
Feign集成了Ribbon,引入了Feign的依赖后,就不需要单独再引入Ribbon。
4. Hystrix
Hystrix是一个用于处理分布式系统的延迟和容错的开源库,在分布式系统里,许多依赖不可避免的会调用失败,比如超时、异常等,Hystrix能够保证在一个依赖出问题的情况下,不会导致整体服务失败,避免级联故障,以提高分布式系统的弹性。
“断路器”本身是一种开关装置,当某个服务单元发生故障之后,通过断路器的故障监控(类似熔断保险丝),向调用方返回一个符合预期的、可处理的备选响应(FallBack),而不是长时间的等待或者抛出调用方无法处理的异常,这样就保证了服务调用方的线程不会被长时间、不必要地占用,从而避免了故障在分布式系统中的蔓延,乃至雪崩。
针对服务时效,可以做的防御措施有:服务限流、超时监控、服务熔断、服务降级。这些都可以由Hystrix来实现。
熔断,就好像我们生活中的跳闸一样, 比如说你的电路出故障了,为了防止出现大型事故,直接切断了你的电源以免意外继续发生。把这个概念放在我们程序上也是如此, 当一个微服务调用多次出现问题时(默认是10秒内20次当然 这个也能配置),Hystrix就会采取熔断机制,不再继续调用你的方法(会在默认5秒钟内和电器短路一样,5秒钟后会试探性的先关闭熔断机制,但是如果这时候再失败一次{之前是20次} 那么又会重新进行熔断) 而是直接调用降级方法,这样就一定程度上避免了服务雪崩的问题。
限流, 就是限制你某个微服务的使用量(可用线程)
Hystrix通过线程池的方式来管理你的微服务调用,他默认是使用一个线程池(大小为10) 管理你的所有微服务,你可以给某个微服务开辟新的线程池。threadPoolKey 就是在线程池唯一标识, hystrix 会拿你这个标识去计数,看线程占用是否超过了, 超过了就会直接降级该次调用。
Feign 默认是支持hystrix的, 但是在Spring - cloud Dalston 版本之后就默认关闭了, 因为不一定业务需求要用的到,所以现在要使用首先得打开他。
5. Zuul
Zuul主要是对请求进行路由和过滤。
其中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。而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.
Zuul和Eureka进行整合,将Zuul自身注册为Eureka服务治理下的应用,同时从Eureka中获得其他微服务的消息,也即以后的访问微服务都是通过Zuul跳转后获得。
注意:Zuul服务最终还是会注册进Eureka
过滤器(filter)是Zuul的核心组件 Zuul大部分功能都是通过过滤器来实现的。 Zuul中定义了4种标准过滤器类型,这些过滤器类型对应于请求的典型生命周期。
PRE:这种过滤器在请求被路由之前调用。可利用这种过滤器实现身份验证、在 集群中选择请求的微服务、记录调试信息等。
ROUTING:这种过滤器将请求路由到微服务。这种过滤器用于构建发送请求,并使用 Apache HttpCIient或 Netfilx Ribbon请求微服务 。
POST:这种过滤器在路由到微服务以后执行。这种过滤器可用来为响应添加标准 的 HTTP Header、收集统计信息和指标、将响应从微服务发送给客户端等。
ERROR:在其他阶段发生错误时执行该过滤器。
如果要编写一个过滤器,则需继承ZuulFilter类实现其中方法。
Zuul默认是整合了Hystrix和Ribbon的, 提供降级回退。引入了Zuul之后,就不需要再单独引入Hystrix和Ribbon了。
6. HystrixDashbord
Hystrix(注意是单纯的Hystrix) 提供了对于微服务调用状态的监控, 但是,需要结合spring-boot-actuator 模块一起使用。提供了一个可视化的监控界面,方便开发者监控服务状态信息。
7. Spring-Cloud-Config
把所有的微服务配置通过某个平台:比如 github, gitlib 或者其他的git仓库进行集中化管理(当然,也可以放在本地),方便开发者维护配置文件。
8. spring -cloud -sleuth
对于一个大型的微服务架构系统,会有哪些常见问题?
spring Cloud Sleuth为 spring Cloud提供了分布式跟踪的解决方案,它大量借用了Google Dapper、 Twitter Zipkin和 Apache HTrace的设计。
Spring Cloud Sleuth可以追踪10种类型的组件:async、Hystrix,messaging,websocket,rxjava,scheduling,web(Spring MVC Controller,Servlet),webclient(Spring RestTemplate)、Feign、Zuul。
9. Zipkin
sleuth对于分布式链路的跟踪仅仅是一些数据的记录, 这些数据我们人为来读取和处理难免会太麻烦了,所以我们一般吧这种数据上交给Zipkin Server 来统一处理。所以,sleuth一般是整合Zipkin一起使用。