开源数字货币交易所开发学习笔记（2）——SpringCloud

前言

码云（Gitee）上开源数字货币交易所源码CoinExchange的整体架构用了SpringCloud，对于经验丰富的Java程序员来说，可能很简单，但是对于我这种入门级程序员，还是有学习的必要的，今天就大概分享一下我学到的东西。

关于SpringCloud

Spring Cloud是一系列框架的有序集合。它利用Spring Boot的开发便利性巧妙地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，都可以用Spring Boot的开发风格做到一键启动和部署。Spring Cloud并没有重复制造轮子，它只是将各家公司开发的比较成熟、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，最终给开发者留出了一套简单易懂、易部署和易维护的分布式系统开发工具包。
以前我学习SSH框架的时候，有个非常头疼的问题，就是配置文件，往往一个小小的配置问题，我会花费大半天去解决，实在头疼。为了解决这个问题，SpringCloud横空出世，这个框架把一些约定俗成的配置都统一化了，这样对于程序员来说，不用刚开始过多的去配置！配置！配置！

关于整体架构

SpringCloud集成了很多优秀的“轮子”，这些轮子组合到一起，就变成了一个优秀的微服务架构，可以让整套系统实现分布式部署。它整合的各个模块之间关系可以通过下图看到：

Spring Cloud具有如下特点：

• 约定大于配置
• 适用于各种环境
• 隐藏了组件的复杂性，并提供声明式、无XML式的配置方式
• 开箱即用，快速启动
• 组件丰富，功能齐全

Spring Cloud核心子项目

1. Spring Cloud Netflix：核心组件，可以对多个Netflix OSS开源套件进行整合，包括以下几个组件：

• Eureka：服务治理组件，包含服务注册与发现
• Hystrix：容错管理组件，实现了熔断器
• Ribbon：客户端负载均衡的服务调用组件
• Feign：基于Ribbon和Hystrix的声明式服务调用组件
• Zuul：网关组件，提供智能路由、访问过滤等功能
• Archaius：外部化配置组件

2. Spring Cloud Config：配置管理工具，实现应用配置的外部化存储，支持客户端配置信息刷新、加密/解密配置内容等。

3. Spring Cloud Bus：事件、消息总线，用于传播集群中的状态变化或事件，以及触发后续的处理

4. Spring Cloud Security：基于spring security的安全工具包，为我们的应用程序添加安全控制

5. Spring Cloud Consul : 封装了Consul操作，Consul是一个服务发现与配置工具（与Eureka作用类似），与Docker容器可以无缝集成

关于Euraka

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。
Euraka有如下这些功能：

• Register：服务注册
  当Eureka客户端向Eureka Server注册时，它提供自身的元数据，比如IP地址、端口，运行状况指示符URL，主页等。

• Renew：服务续约
  Eureka客户会每隔30秒发送一次心跳来续约。 通过续约来告知Eureka Server该Eureka客户仍然存在，没有出现问题。 正常情况下，如果Eureka Server在90秒没有收到Eureka客户的续约，它会将实例从其注册表中删除。 建议不要更改续约间隔。

• Fetch Registries：获取注册列表信息
  Eureka客户端从服务器获取注册表信息，并将其缓存在本地。客户端会使用该信息查找其他服务，从而进行远程调用。该注册列表信息定期（每30秒钟）更新一次。每次返回注册列表信息可能与Eureka客户端的缓存信息不同， Eureka客户端自动处理。如果由于某种原因导致注册列表信息不能及时匹配，Eureka客户端则会重新获取整个注册表信息。 Eureka服务器缓存注册列表信息，整个注册表以及每个应用程序的信息进行了压缩，压缩内容和没有压缩的内容完全相同。Eureka客户端和Eureka 服务器可以使用JSON / XML格式进行通讯。在默认的情况下Eureka客户端使用压缩JSON格式来获取注册列表的信息。

• Cancel：服务下线
  Eureka客户端在程序关闭时向Eureka服务器发送取消请求。 发送请求后，该客户端实例信息将从服务器的实例注册表中删除。该下线请求不会自动完成，它需要调用以下内容：
  DiscoveryManager.getInstance().shutdownComponent()；

• Eviction 服务剔除
  在默认的情况下，当Eureka客户端连续90秒没有向Eureka服务器发送服务续约，即心跳，Eureka服务器会将该服务实例从服务注册列表删除，即服务剔除。

关于Ribbon

Ribbon是一个基于HTTP和TCP的客户端负载均衡工具，它基于Netflix Ribbon实现。通过Spring Cloud的封装，可以让我们轻松地将面向服务的REST模版请求自动转换成客户端负载均衡的服务调用。Spring Cloud Ribbon虽然只是一个工具类框架，它不像服务注册中心、配置中心、API网关那样需要独立部署，但是它几乎存在于每一个Spring Cloud构建的微服务和基础设施中。因为微服务间的调用，API网关的请求转发等内容，实际上都是通过Ribbon来实现的，包括后续我们将要介绍的Feign，它也是基于Ribbon实现的工具。所以，对Spring Cloud Ribbon的理解和使用，对于我们使用Spring Cloud来构建微服务非常重要。

负载均衡在系统架构中是一个非常重要，并且是不得不去实施的内容。因为负载均衡是对系统的高可用、网络压力的缓解和处理能力扩容的重要手段之一。我们通常所说的负载均衡都指的是服务端负载均衡，其中分为硬件负载均衡和软件负载均衡。硬件负载均衡主要通过在服务器节点之间按照专门用于负载均衡的设备，比如F5等；而软件负载均衡则是通过在服务器上安装一些用于负载均衡功能或模块等软件来完成请求分发工作，比如Nginx等。不论采用硬件负载均衡还是软件负载均衡，只要是服务端都能以类似下图的架构方式构建起来：

关于Feign（声明式REST调用）

Feign是一个声明式WebService客户端.使用Feign能让编写WebService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，只需要你创建一个接口，然后在上面添加注解即可。
Feign旨在使编写Java Htpp客户端变得更容易。
使用Ribbon+RestTemplate时，利用RestTemplate对http请求的封装处理，形成了一套模板化的调用方法。但是在实际开发中,由于对服务依赖的调用可能不止一处，往往一个接口会被多处调用，所以通常都会针对每个微服务自行封装一些客户端类来包装这些依赖服务的调用。所以，Feign在此基础上做了进一步封装，由他来帮助我们定义和实现依赖服务接口的定义。在Feign的实现下，我们只需要创建一个接口并使用注解的方式来配置它(以前是Dao接口上标注Mapper注解，现在是一个微服务接口上面标注一个Feign注解即可)，即可完成对服务提供方的接口绑定，简化了使用Spring cloud Ribbon时，自动封装服务调用客户端的开发量。

关于Hystrix（容错处理）

在微服务场景中，通常会有很多层的服务调用。如果一个底层服务出现问题，故障会被向上传播给用户。我们需要一种机制，当底层服务不可用时，可以阻断故障的传播。这就是断路器的作用。他是系统服务稳定性的最后一重保障。
在springcloud中断路器组件就是Hystrix。Hystrix也是Netflix套件的一部分。他的功能是，当对某个服务的调用在一定的时间内（默认10s，由metrics.rollingStats.timeInMilliseconds配置），有超过一定次数（默认20次，由circuitBreaker.requestVolumeThreshold参数配置）并且失败率超过一定值（默认50%，由circuitBreaker.errorThresholdPercentage配置），该服务的断路器会打开。返回一个由开发者设定的fallback。

关于Zuul（网关）

Zuul包含了对请求的路由和过滤两个最主要的功能:
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
提供=代理+路由+过滤三大功能

关于Spring Cloud Config（统一配置中心）

Spring Cloud Config为分布式系统外部化配置提供了服务端和客户端的支持，包括Config Server和Config Client两部分，其架构图如下图所示：

最后

SpringCloud的体系太庞大了，感觉学了几天也只是刚入门，把这套组合在一起的人简直不要太厉害！今天的分享就到这里了！