SpringCloud

Spring Cloud 为最常见的分布式系统模式提供了一种简单且易于接受的编程模型，帮助开发人员构建有弹性的、可靠的、协调的应用程序。Spring Cloud 构建于 Spring Boot 之上，使得开发者很容易入手并快速应用于生产中。

可以理解为它是微服务系统架构的一站式解决方案，在平时我们构建微服务的过程中需要做如服务发现注册、配置中心、消息总线、负载均衡、断路器、数据监控等操作，而 Spring Cloud 为我们提供了一套简易的编程模型，使我们能在 Spring Boot 的基础上轻松地实现微服务项目的构建。

SpringCloud的基础功能：

• 服务治理(注册中心)：Spring  Cloud Eureka
• 客户端负载均衡：Spring Cloud Ribbon
• 服务容错保护(熔断/限流)：Spring  Cloud Hystrix  
• 声明式服务调用：Spring  Cloud Feign
• API网关服务：Spring Cloud Zuul
• 分布式配置中心：Spring Cloud Config

SpringCloud的高级功能：

• 消息总线：Spring Cloud Bus
• 消息驱动的微服务：Spring Cloud Stream
• 分布式服务跟踪：Spring Cloud Sleuth

Eureka

服务治理：多个服务它们之间会互相调用(而且IP地址很可能会发生变化)，一旦某个服务的IP地址变了，那服务中的代码要跟着变，手动维护这些静态配置(IP)非常麻烦！

Eureka的治理机制：

• 服务提供者
  • 服务注册：启动的时候会通过发送REST请求的方式将自己注册到Eureka Server上，同时带上了自身服务的一些元数据信息。
  • 服务续约：在注册完服务之后，服务提供者会维护一个心跳用来持续告诉Eureka Server:  "我还活着 ” 、
  • 服务下线：当服务实例进行正常的关闭操作时，它会触发一个服务下线的REST请求给Eureka Server, 告诉服务注册中心：“我要下线了 ”。
• 服务消费者
  • 获取服务：当我们启动服务消费者的时候，它会发送一个REST请求给服务注册中心，来获取上面注册的服务清单
  • 服务调用：服务消费者在获取服务清单后，通过服务名可以获得具体提供服务的实例名和该实例的元数据信息。在进行服务调用的时候，优先访问同处一个Zone中的服务提供方。
• Eureka Server(服务注册中心)：
  • 失效剔除：默认每隔一段时间（默认为60秒） 将当前清单中超时（默认为90秒）没有续约的服务剔除出去。
  • 自我保护：。EurekaServer 在运行期间，会统计心跳失败的比例在15分钟之内是否低于85%(通常由于网络不稳定导致)。Eureka Server会将当前的实例注册信息保护起来， 让这些实例不会过期，尽可能保护这些注册信息。

Ribbon和RestTemplate

在使用SpringCloud进行远程调用时不需要自己手动创建HttpClient，可以使用封装好的RestTemplate工具类，使用起来很简单。

而请求时有多个服务提供方，Ribbon就是为了合理摊分用户的请求(负载均衡)而出现的，默认的负载均衡策略是轮询，在Ribbon中还可以配置重试机制。

负载均衡又区分了两种类型：

• 客户端负载均衡(Ribbon)
  • 服务实例的清单在客户端，客户端进行负载均衡算法分配。
  • 客户端可以从Eureka Server中得到一份服务清单，在发送请求时通过负载均衡算法，在多个服务器之间选择一个进行访问
• 服务端负载均衡/集中式负载均衡(Nginx)
  • 服务实例的清单在服务端，服务器进行负载均衡算法分配

Hystrix

在高并发的情况下，由于单个服务的延迟，可能导致所有的请求都处于延迟状态，甚至在几秒钟就使服务处于负载饱和的状态，资源耗尽，直到不可用，最终导致这个分布式系统都不可用，这就是“雪崩”。

针对上述问题， Spring Cloud Hystrix实现了断路器、线程隔离等一系列服务保护功能。

• Fallback(失败快速返回)：当某个服务单元发生故障（类似用电器发生短路）之后，通过断路器的故障监控（类似熔断保险丝）， 向调用方返回一个错误响应， 而不是长时间的等待。这样就不会使得线程因调用故障服务被长时间占用不释放，避免了故障在分布式系统中的蔓延。
• 资源/依赖隔离(线程池隔离)：它会为每一个依赖服务创建一个独立的线程池，这样就算某个依赖服务出现延迟过高的情况，也只是对该依赖服务的调用产生影响， 而不会拖慢其他的依赖服务。

Hystrix提供几个熔断关键参数：滑动窗口大小（20）、 熔断器开关间隔（5s）、错误率（50%）

• 每当20个请求中，有50%失败时，熔断器就会打开，此时再调用此服务，将会直接返回失败，不再调远程服务。
• 直到5s钟之后，重新检测该触发条件，判断是否把熔断器关闭，或者继续打开。

Hystrix还有请求合并、请求缓存等强大的功能。

Hystrix仪表盘：它主要用来实时监控Hystrix的各项指标信息。通过Hystrix Dashboard反馈的实时信息，可以帮助我们快速发现系统中存在的问题，从而及时地采取应对措施。

Feign

Ribbon和Hystrix作为基础工具类框架广泛地应用在各个微服务的实现中，我们会发现对这两个框架的使用几乎是同时出现的。为了简化我们的开发，Spring Cloud Feign出现了！它基于 Netflix Feign 实现，整合了 Spring Cloud Ribbon 与 Spring Cloud Hystrix, 除了整合这两者的强大功能之外，它还提供了声明式的服务调用(不再通过RestTemplate)。

Zuul

没有网关的架构会面临这两个问题：

1. 路由规则与服务实例的维护间题：每个服务都有自己的IP地址，外层的负载均衡(nginx)想要正确请求转发到服务上，就必须维护着每个服务实例的地址！更灾难的是这些服务实例的IP地址还有可能会变，服务之间的划分也很可能会变。
2. 签名校验、 登录校验冗余问题：为了保证对外服务的安全性， 我们在服务端实现的微服务接口，往往都会有一定的权限校验机制，但我们的服务是独立的，我们不得不在这些应用中都实现这样一套校验逻辑，这就会造成校验逻辑的冗余。

SpringCloud Gateway

spring-cloud-Gateway是spring-cloud的一个子项目。而zuul则是netflix公司的项目，只是spring将zuul集成在spring-cloud中使用而已。因为zuul2.0连续跳票和zuul1的性能表现不是很理想，所以催生了spring团队开发了Gateway项目。

Zuul：

使用的是阻塞式的 API，不支持长连接，比如 websockets。

底层是servlet，Zuul处理的是http请求

没有提供异步支持，流控等均由hystrix支持。

依赖包spring-cloud-starter-netflix-zuul。

Gateway：

Spring Boot和Spring Webflux提供的Netty底层环境，不能和传统的Servlet容器一起使用，也不能打包成一个WAR包。

依赖spring-boot-starter-webflux和/ spring-cloud-starter-gateway

提供了异步支持，提供了抽象负载均衡，提供了抽象流控，并默认实现了RedisRateLimiter。

二、相同点：

1、底层都是servlet

2、两者均是web网关，处理的是http请求

三、不同点：

1、内部实现：

　　gateway对比zuul多依赖了spring-webflux，在spring的支持下，功能更强大，内部实现了限流、负载均衡等，扩展性也更强，但同时也限制了仅适合于Spring Cloud套件

　　zuul则可以扩展至其他微服务框架中，其内部没有实现限流、负载均衡等。

2、是否支持异步

　　zuul仅支持同步

　　gateway支持异步。理论上gateway则更适合于提高系统吞吐量（但不一定能有更好的性能），最终性能还需要通过严密的压测来决定

3、框架设计的角度

　　gateway具有更好的扩展性，并且其已经发布了2.0.0的RELESE版本，稳定性也是非常好的

4、性能

　　WebFlux 模块的名称是 spring-webflux，名称中的 Flux 来源于 Reactor 中的类 Flux。Spring webflux 有一个全新的非堵塞的函数式 Reactive Web 框架，可以用来构建异步的、非堵塞的、事件驱动的服务，在伸缩性方面表现非常好。使用非阻塞API。 Websockets得到支持，并且由于它与Spring紧密集成，所以将会是一个更好的 开发 体验。

　　Zuul 1.x，是一个基于阻塞io的API Gateway。Zuul已经发布了Zuul 2.x，基于Netty，也是非阻塞的，支持长连接，但Spring Cloud暂时还没有整合计划。

Config

随着业务的扩展，我们的服务会越来越多，每个服务都有自己的配置文件。既然是配置文件，给我们配置的东西，那难免会有些改动的。分布式系统一般有多服务，如果挨个去改会很麻烦。

Spring Cloud Config项目是一个解决分布式系统的配置管理方案。它包含了Client和Server两个部分，server提供配置文件的存储、以接口的形式将配置文件的内容提供出去，client通过接口获取数据、并依据此数据初始化自己的应用。

• 在SpringCloud Config的服务端， 对于配置仓库的默认实现采用了Git，我们也可以配置SVN。
• 配置文件内的信息加密和解密
• 修改了配置文件，希望不用重启来动态刷新配置，配合Spring  Cloud Bus 使用。

其它

Spring Cloud Bus

用于传播集群状态变化的消息总线，使用轻量级消息代理链接分布式系统中的节点，可以用来动态刷新集群中的服务配置。

Spring Cloud Security

安全工具包，对Zuul代理中的负载均衡OAuth2客户端及登录认证进行支持。

Spring Cloud Sleuth

Spring Cloud应用程序的分布式请求链路跟踪，支持使用Zipkin、HTrace和基于日志（例如ELK）的跟踪。

Spring Cloud Stream

轻量级事件驱动微服务框架，可以使用简单的声明式模型来发送及接收消息，主要实现为Apache Kafka及RabbitMQ。

Spring Cloud Task

用于快速构建短暂、有限数据处理任务的微服务框架，用于向应用中添加功能性和非功能性的特性。