SpringCloud—初识微服务

什么是微服务？

 

微服务（MicroServices）最初是由 Martin Fowler 于 2014 年发表的论文 《MicroServices》 中提出的名词，它一经提出就成为了技术圈的热门话题。

原文：Microservices

汉化：微服务（Microservices）——Martin Flower - 船长&CAP - 博客园

微服务，我们可以从字面上去理解，即“微小的服务”，下面我们从“服务”和“微小”两个方面进行介绍。

1) 所谓“服务”，其实指的是项目中的功能模块，它可以帮助用户解决某一个或一组问题，在开发过程中表现为 IDE（集成开发环境，例如 Eclipse 或 IntelliJ IDEA）中的一个工程或 Moudle。

2) “微小”则强调的是单个服务的大小，主要体现为以下两个方面：

• 微服务体积小，复杂度低：一个微服务通常只提供单个业务功能的服务，即一个微服务只专注于做好一件事，因此微服务通常代码较少，体积较小，复杂度也较低。
• 微服务团队所需成员少：一般情况下，一个微服务团队只需要 8 到 10 名人员（开发人员 2 到 5 名）即可完成从设计、开发、测试到运维的全部工作。

微服务架构

微服务架构是一种系统架构的设计风格。与传统的单体式架构（ALL IN ONE）不同，微服务架构提倡将一个单一的应用程序拆分成多个小型服务，这些小型服务都在各自独立的进程中运行，服务之间使用轻量级通信机制（通常是 HTTP RESTFUL API）进行通讯。
 
通常情况下，这些小型服务都是围绕着某个特定的业务进行构建的，每一个服务只专注于完成一项任务并把它做好 ，即“专业的人做专业的事”。
 
每个服务都能够独立地部署到各种环境中，例如开发环境、测试环境和生产环境等，每个服务都能独立启动或销毁而不会对其他服务造成影响。
 
这些服务之间的交互是使用标准的通讯技术进行的，因此不同的服务可以使用不同数据存储技术，甚至使用不同的编程语言。 

微服务架构VS单体架构 

不同点	微服务架构	单体架构
团队规模	微服务架构可以将传统模式下的单个应用拆分为多个独立的服务，每个微服务都可以单独开发、部署和维护。每个服务从设计、开发到维护所需的团队规模小，团队管理成本小。	单体架构的应用程序通常需要一个大型团队，围绕一个庞大的应用程序工作，团队管理的成本大。
数据存储方式	不同的微服务可以使用不同的数据存储方式，例如有的用 Redis，有的使用 MySQL。	单一架构的所有模块共享同一个公共数据库，存储方式相对单一。
部署方式	微服务架构中每个服务都可以独立部署，也可以独立于其他服务进行扩展。如果部署得当，基于微服务的架构可以帮助企业提高应用程序的部署效率。	采用单体架构的应用程序的每一次功能更改或 bug 修复都必须对整个应用程序重新进行部署。
开发模式	在采用微服务架构的应用程序中，不同模块可以使用不同的技术或语言进行开发，开发模式更加灵活。	在采用单体架构的应用程序中，所有模块使用的技术和语言必须相同，开发模式受限。
故障隔离	在微服务架构中，故障被隔离在单个服务中，避免系统的整体崩溃。	在单体架构中，当一个组件出现故障时，故障很可能会在进程中蔓延，导致系统全局不可用。
项目结构	微服务架构将单个应用程序拆分为多个独立的小型服务，每个服务都可以独立的开发、部署和维护，每个服务都能完成一项特定的业务需求。	单体架构的应用程序，所有的业务逻辑都集中在同一个工程中

微服务优缺点

优点

• 单一职责原则；
• 每个服务足够内聚，足够小，代码容易理解，这样能聚焦一个指定的业务功能或业务需求；
• 开发简单，开发效率高，一个服务可能就是专一的只干一件事；
• 微服务能够被小团队单独开发，这个团队只需2-5个开发人员组成；
• 微服务是松耦合的，是有功能意义的服务，无论是在开发阶段或部署阶段都是独立的；
• 微服务能使用不同的语言开发；
• 易于和第三方集成，微服务允许容易且灵活的方式集成自动部署，通过持续集成工具，如jenkins，Hudson，bamboo；
• 微服务易于被一个开发人员理解，修改和维护，这样小团队能够更关注自己的工作成果，无需通过合作才能体现价值；
• 微服务允许利用和融合最新技术；
• 微服务只是业务逻辑的代码，不会和HTML，CSS，或其他的界面混合;
• 每个微服务都有自己的存储能力，可以有自己的数据库，也可以有统一的数据库；

缺点

• 开发人员要处理分布式系统的复杂性；
• 多服务运维难度，随着服务的增加，运维的压力也在增大；
• 系统部署依赖问题；
• 服务间通信成本问题；
• 数据一致性问题；
• 系统集成测试问题；
• 性能和监控问题；

微服务技术栈

| **微服务技术条目**          | 落地技术                                             |
| -------------------- | ------------------------------------------------ |
| 服务开发                 | SpringBoot、Spring、SpringMVC等                     |
| 服务配置与管理              | Netfix公司的Archaius、阿里的Diamond等                    |
| 服务注册与发现              | Eureka、Consul、Zookeeper等                         |
| 服务调用                 | Rest、PRC、gRPC                                    |
| 服务熔断器                | Hystrix、Envoy等                                   |
| 负载均衡                 | Ribbon、Nginx等                                    |
| 服务接口调用(客户端调用服务的简化工具) | Fegin等                                           |
| 消息队列                 | Kafka、RabbitMQ、ActiveMQ等                         |
| 服务配置中心管理             | SpringCloudConfig、Chef等                          |
| 服务路由(API网关)          | Zuul等                                            |
| 服务监控                 | Zabbix、Nagios、Metrics、Specatator等                |
| 全链路追踪                | Zipkin、Brave、Dapper等                             |
| 数据流操作开发包             | SpringCloud Stream(封装与Redis，Rabbit，Kafka等发送接收消息) |
| 时间消息总栈               | SpringCloud Bus                                  |
| 服务部署                 | Docker、OpenStack、Kubernetes等                     |

微服务框架

微服务架构是一种系统架构风格和思想，想要真正地搭建一套微服务系统，则需要微服务框架的支持。随着微服务的流行，很多编程语言都相继推出了它们的微服务框架，下面我们就来简单列举下。

Java 微服务框架

市面上的 Java 微服务框架主要有以下 5 种：

• Spring Cloud：它能够基于 REST 服务来构建服务，帮助架构师构建出一套完整的微服务技术生态链。
• Dropwizard：用于开发高性能和 Restful 的 Web 服务，对配置、应用程序指标、日志记录和操作工具都提供了开箱即用的支持。
• Restlet： 该框架遵循 RST 架构风格，可以帮助 Java 开发人员构建微服务。
• Spark：最好的 Java 微服务框架之一，该框架支持通过 Java 8 和 Kotlin 创建微服务架构的应用程序。
• Dubbo：由阿里巴巴开源的分布式服务治理框架。

Go 语言微服务框

Go 语言中的微服务框架较少，使用的较多的是 GoMicro，它是一个 RPC 框架，具有负载均衡、服务发现、同步通信、异步通讯和消息编码等功能。

Phyton 微服务框架

Phyton 中的微服务框架主要有 Flask、Falcon、Bottle、Nameko 和 CherryPy 等。 

NodeJS微服务框架

Molecular 是一种使用 NodeJS 构建的事件驱动架构，该框架内置了服务注册表、动态服务发现、负载均衡、容错功能和内置缓存等组件。 

SpringCloud是什么

 Spring Cloud 是一款基于 Spring Boot 实现的微服务框架。Spring Cloud 源自 Spring 社区，主要由 Pivotal 和 Netflix 两大公司提供技术迭代和维护。

随着微服务的火爆流行，国内外各大互联网公司都相继分享了他们在微服务架构中，针对不同场景出现的各种问题的解决方案和开源框架。

• 服务治理：阿里巴巴开源的 Dubbo 和当当网在其基础上扩展出来的 DubboX、Netflix 的 Eureka 以及 Apache 的 Consul 等。
• 分布式配置管理：百度的 Disconf、Netflix 的 Archaius、360 的 QConf、携程的 Apollo 以及 Spring Cloud 的 Config 等。
• 批量任务：当当网的 Elastic-Job、LinkedIn 的 Azkaban 以及 Spring Cloud 的 Task 等。
• 服务跟踪：京东的 Hydra、Spring Cloud 的 Sleuth 以及 Twitter 的 Zipkin 等。
• ……

以上这些微服务框架或解决方案都具有以下 2 个特点：

• 对于同一个微服务问题，各互联网公司给出的解决方案各不相同。
• 一个微服务框架或解决方案都只能解决微服务中的某一个或某几个问题，对于其他问题则无能为力。

这种情况下，搭建一套微分布式微服务系统，就需要针对这些问题从诸多的解决方案中做出选择，这使得我们不得不将大量的精力花费在前期的调研、分析以及实验上。

Spring Cloud 被称为构建分布式微服务系统的“全家桶”，它并不是某一门技术，而是一系列微服务解决方案或框架的有序集合。它将市面上成熟的、经过验证的微服务框架整合起来，并通过 Spring Boot 的思想进行再封装，屏蔽调其中复杂的配置和实现原理，最终为开发人员提供了一套简单易懂、易部署和易维护的分布式系统开发工具包。

Spring Cloud 中包含了 spring-cloud-config、spring-cloud-bus 等近 20 个子项目，提供了服务治理、服务网关、智能路由、负载均衡、断路器、监控跟踪、分布式消息队列、配置管理等领域的解决方案。

Spring Cloud 并不是一个拿来即可用的框架，它是一种微服务规范，共有以下 2 代实现：

• 第一代实现：Spring Cloud Netflix 
• 第二代实现：Spring Cloud Alibaba 

这里我们介绍的 Spring Cloud 特指 Spring Cloud 的第一代实现。

Spring Cloud 常用组件

Spring Cloud 包括 Spring Cloud Gateway、Spring Cloud Config、Spring Cloud Bus 等近 20 个服务组件，这些组件提供了服务治理、服务网关、智能路由、负载均衡、熔断器、监控跟踪、分布式消息队列、配置管理等领域的解决方案。

Spring Cloud 的常用组件如下表所示。

Spring Cloud 组件	描述
Spring Cloud Netflix Eureka	Spring Cloud Netflix 中的服务治理组件，包含服务注册中心、服务注册与发现机制的实现。
Spring Cloud Netflix Ribbon	Spring Cloud  Netflix 中的服务调用和客户端负载均衡组件。
Spring Cloud Netflix Hystrix	人称“豪猪哥”，Spring Cloud Netflix 的容错管理组件，为服务中出现的延迟和故障提供强大的容错能力。
Spring Cloud Netflix Feign	基于 Ribbon 和 Hystrix 的声明式服务调用组件。
Spring Cloud Netflix Zuul	Spring Cloud Netflix 中的网关组件，提供了智能路由、访问过滤等功能。
Spring Cloud Gateway	一个基于 Spring 5.0，Spring Boot 2.0 和 Project Reactor 等技术开发的网关框架，它使用 Filter 链的方式提供了网关的基本功能，例如安全、监控/指标和限流等。
Spring Cloud Config	Spring Cloud 的配置管理工具，支持使用 Git 存储配置内容，实现应用配置的外部化存储，并支持在客户端对配置进行刷新、加密、解密等操作。
Spring Cloud Bus	Spring Cloud 的事件和消息总线，主要用于在集群中传播事件或状态变化，以触发后续的处理，例如动态刷新配置。
Spring Cloud Stream	Spring Cloud 的消息中间件组件，它集成了 Apache Kafka 和 RabbitMQ 等消息中间件，并通过定义绑定器作为中间层，完美地实现了应用程序与消息中间件之间的隔离。通过向应用程序暴露统一的 Channel 通道，使得应用程序不需要再考虑各种不同的消息中间件实现，就能轻松地发送和接收消息。
Spring Cloud Sleuth	Spring Cloud 分布式链路跟踪组件，能够完美的整合 Twitter 的 Zipkin。

注：Netflix 是美国的一个在线视频网站，它是公认的大规模生产级微服务的杰出实践者，微服务界的翘楚。Netflix 的开源组件已经在其大规模分布式微服务环境中经过了多年的生产实战验证，成熟且可靠。

Spring Boot 和 Spring Cloud 的区别与联系

Spring Boot 和 Spring Cloud 都是 Spring 大家族的一员，它们在微服务开发中都扮演着十分重要的角色，两者之间既存在区别也存在联系。

1. Spring Boot 和 Spring Cloud 分工不同

Spring Boot 是一个基于 Spring 的快速开发框架，它能够帮助开发者迅速搭 Web 工程。在微服务开发中，Spring Boot 专注于快速、方便地开发单个微服务。

Spring Cloud 是微服务架构下的一站式解决方案。Spring Cloud 专注于全局微服务的协调和治理工作。换句话说，Spring Cloud 相当于微服务的大管家，负责将 Spring Boot 开发的一个个微服务管理起来，并为它们提供配置管理、服务发现、断路器、路由、微代理、事件总线、决策竞选以及分布式会话等服务。

2. Spring Cloud 是基于 Spring Boot 实现的

Spring Cloud 是基于 Spring Boot 实现的。与 Spring Boot 类似，Spring Cloud 也为提供了一系列 Starter，这些 Starter 是 Spring Cloud 使用 Spring Boot 思想对各个微服务框架进行再封装的产物。它们屏蔽了这些微服务框架中复杂的配置和实现原理，使开发人员能够快速、方便地使用 Spring Cloud 搭建一套分布式微服务系统。

3. Spring Boot 和 Spring Cloud 依赖项数量不同

Spring Boot 属于一种轻量级的框架，构建 Spring Boot 工程所需的依赖较少。

Spring Cloud 是一系列微服务框架技术的集合体，它的每个组件都需要一个独立的依赖项（Starter POM），因此想要构建一套完整的 Spring  Cloud 工程往往需要大量的依赖项。

4. Spring Cloud 不能脱离 Spring Boot 单独运行

Spring Boot 不需要 Spring Cloud，就能直接创建可独立运行的工程或模块。

Spring Cloud 是基于 Spring Boot 实现的，它不能独立创建工程或模块，更不能脱离 Spring Boot 独立运行。

注意：虽然 Spring Boot 能够用于开发单个微服务，但它并不具备管理和协调微服务的能力，因此它只能算是一个微服务快速开发框架，而非微服务框架。

 Dubbo 和 SpringCloud对比

 

最大区别：Spring Cloud 抛弃了Dubbo的RPC通信，采用的是基于HTTP的REST方式

严格来说，这两种方式各有优劣。虽然从一定程度上来说，后者牺牲了服务调用的性能，但也避免了上面提到的原生RPC带来的问题。而且REST相比RPC更为灵活，服务提供方和调用方的依赖只依靠一纸契约，不存在代码级别的强依赖，这个优点在当下强调快速演化的微服务环境下，显得更加合适。

Dubbo的定位是一款RPC框架，而SpringCloud的目标是微服务架构下的一站式解决方案

 Spring Cloud 版本选择

SpringCloud没有采用数字编号的方式命名版本号，而是采用了伦敦地铁站的名称，同时根据字母表的顺序来对应版本时间顺序，比如最早的Realse版本：Angel，第二个Realse版本：Brixton，然后是Camden、Dalston、Edgware，目前最新的是Hoxton SR4 CURRENT GA通用稳定版。

在使用 Spring Boot + Spring Cloud 进行微服务开发时，我们需要根据项目中 Spring Boot 的版本来决定 Spring Cloud 版本，否则会出现许多意想不到的错误。

Spring Boot 与 Spring Cloud 的版本对应关系如下表（参考自Spring Cloud 官网）。

 

自学参考书：

• SpringCloud Netflix 中文文档：Spring Cloud Netflix 中文文档 参考手册 中文版
• SpringCloud 中文API文档(官方文档翻译版)：Spring Cloud Dalston 中文文档 参考手册 中文版
• SpringCloud中国社区：http://springcloud.cn/
• SpringCloud中文网：https://springcloud.cc

 常见面试题

1.1 什么是微服务？

1.2 微服务之间是如何独立通讯的？

1.3 SpringCloud 和 Dubbo有那些区别？

1.4 SpringBoot 和 SpringCloud，请谈谈你对他们的理解

1.5 什么是服务熔断？什么是服务降级？

1.6 微服务的优缺点分别是什么？说下你在项目开发中遇到的坑

1.7 你所知道的微服务技术栈有哪些？列举一二

1.8 Eureka和Zookeeper都可以提供服务注册与发现的功能，请说说两者的区别

…

本篇文章参考：狂神说SpringCloud学习笔记-KuangStudy-文章 

Spring Cloud是什么