SpringCloud 微服务架构详解

SpringCloud Alibaba

1.1、单体 分布式 集群

单体：也称单机结构，将一个项目全都部署在一台服务器上面，整个项目的所有服务资源都由这一台服务器提供。

分布式：随着项目越来越庞大，单体式中的服务器处理能力有限，所以就将项目服务和MySQL服务分别存储在两台或两台以上的服务器上，可通过合理部署项目对服务器硬件定制化。

集群：在分布式结构中，可能存在单点故障问题，此时就对服务进行备份提供相同的服务，这样就构成了一个“集群”，集群中每一个服务器都是一个节点；为了让这些节点都能有相同的工作量，不至于累的累死闲的闲死，负载均衡器就起作用了。

名称	优点	缺点
单体	开发、部署、测试简单	单机处理能力有限，业务增长到一定程度硬件资源无法满足业务需求
分布式	根据项目配置服务器硬件，资源合理化	存在单点故障问题，一旦服务器宕机就无法提供服务
集群	结局了单机故障问题，负载均衡	实现起来相对复杂，集群一旦庞大就不好维护各个节点

1.2、系统架构的演变

单体应用架构 -> 垂直应用架构 -> 分布式架构 -> SOA架构 -> 微服务架构

1.2.1、单体应用架构

互联网早期，应用比较小业务简单，将所有功能代码部署在一起，减少开发、部署和维护的成本。

优点：

• 项目架构简单，小型项目的话，开发成本低
• 项目部署在一个节点上，维护方便

缺点：

• 全部功能集成在一个工程中，对于大型项目来讲不易开发和维护
• 项目模块之间紧密耦合，单点容错率低
• 无法针对于不同模块进行针对性优化和水平扩展

1.2.2、垂直应用架构

​ 随着访问量的增大，单体结构只能通过添加节点来应对，但发现不是所有的模块都有很大的访问量，还是以上面的电商为例子， 用户访问量的增加可能影响的只是用户和订单模块， 但是对消息模块的影响就比较小. 那么此时我们希望只多增加几个订单模块， 而不增加消息模块. 此时单体应用就做不到了， 垂直应用就应运而生了.

​ 所谓的垂直应用架构，就是将原来的一个应用拆成互不相干的几个应用，以提升效率。比如我们可以将上面电商的单体应用拆分成:

• 电商系统(用户管理 商品管理 订单管理)
• 后台系统(用户管理 订单管理 客户管理)
• CMS系统(广告管理 营销管理)

优点：

• 系统拆分实现流量分担，解决了并发问题，并且可以针对不同模块进行优化和水平扩展
• 一个系统的问题不会影响到其他系统，提高容错率

缺点：

• 系统之间相互独立，无法进行相互调用
• 系统之间相互独立，会有重复的开发任务

1.2.3、分层架构

但垂直应用越来越多，重复的业务代码就会越来越多。我们考虑将重复的代码抽出来，这就形成了表现层和服务层两部分结合成的分层架构。业务层中包含业务逻辑；表现层只需要处理页面交互。

优点：

• 抽取公共的功能为服务层，提高代码复用性

缺点：

• 系统间耦合度变高，嗲用关系错综复杂，难以维护

1.2.4、SOA架构

在分布式的发展下，小服务资源的浪费问题逐渐显现，增加一个调度中心对集群进行实时管理，用户资源调度和治理中心，强调面向服务

优点：

• 使用注册中心解决了服务之间调用关系的自动调节

缺点：

• 服务之间会有依赖关系，一旦某个环节出错会影响较大（服务雪崩）
• 服务关系复杂，运维、测试部署困难

1.2.5、微服务架构

微服务架构在某种程度上是面向服务的架构SOA继续发展的下一步，它更加强调服务于“彻底拆分”。

优点：

• 服务原子化拆分，独立打包，部署升级，保证每个微服务清晰的任务划分，利于扩展
• 微服务之间采用RESTful等轻量级Http协议相互调用

缺点：

• 分布式系统开发的技术成本高（容错、分布式事务等）

1.3、微服务架构介绍

微服务架构：简单来说就是对单体应用进一步拆分成更小的服务，每个服务都是一个可以独立运行的项目。

1.4、Spring Cloud 介绍

​ Spring Cloud 是一系列框架的集合。利用 Spring Boot 开发简化了分布式系统的开发，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；Spring Cloud 讲各公司成熟经得起考验的框架组合起来，最终开发出一套简单易懂、易部署和易维护的分布式系统开发工具。

​ SpringBoot 专注于快速方便的开发单个个体微服务；而SpringCloud关注全局微服务协调整理治理框架，它将SpringBoot开发的一个个单体微服务整合并管理起来，为各个微服务之间提供配置管理、服务发现、断路器、路由、事件总线、分布式系统、等等集成服务。总的来说：SpringBoot专注于快捷、方便的开发单个微服务个体、SpringCloud关注全局的服务治理组件的集合。

服务治理 Nacos Discovery

2.1、什么是服务治理

服务治理：微服务架构中最核心最基础的模块，用户实现各个微服务的自动化注册与发现

服务注册：每个服务单元先注册中心登记自己服务的详细信息。服务注册中心以心跳的方式去检测清单中的服务是否可用，剔除掉不可用的服务。

服务发现：服务调用方向服务注册中心咨询服务，实现对具体服务实例的访问。

2.2、常见注册中心

• Zookeeper：是一个分布式服务框架，主要用来解决分布式应用中一些数据管理问题，如：状态同步服务，集群管理。
• Eureka：主要作用就是做服务注册与发现。
• Consul：主要面向分布式，服务化的系统提供服务注册、服务发现和配置管理功能。
• Nacos：是一个易于构建云原生应用的动态服务发现，配置管理和服务管理平台。

2.3、Nacos简介

nacos致力于发现、配置、管理微服务，快速实现动态服务发现服务配置、服务元数据以及流量管理。

核心功能：

• 服务注册：发送REST请求向Nacos Server注册自己的服务
• 服务心跳：通过心跳机制维护Nacos Server，说明服务一直处于可用状态，防止被剔除，默认5s发送一次心跳
• 服务同步:集群之间会相互同步服务实例，用来保证服务信息一致性
• 服务发现：服务消费者获取Nacos Server上面注册的服务清单，缓存到Nacos Client本地会在Nacos Client开启一个定时任务的拉取服务最新的注册表信息更新到本地缓存。
• 服务健康检查：开启一个定时任务来检查服务实例的健康情况，超过15s没有心跳的实例会将它的healthy属性设置为false，实例超过30s没有心跳。直接剔除该实例，如果被剔除的实例回复心跳则重新注册

2.4、Nacos实战入门

2.4.1、安装Nacos

下载地址: https://github.com/alibaba/nacos/releases 
下载zip格式的安装包，然后进行解压缩操作,上课使用的Nacos Server版本是1.3.2

2.4.2、启动Nacos

# 进入bin目录
cd bin
#在cmd中启动
startup.cmd -m standalone

2.4.3、访问Nacos

打开浏览器输入http://localhost:8848/nacos，即可访问服务， 默认密码是nacos/nacos

2.5、在项目中如何使用

2.5.1、在pom.xml中添加Nacos依赖

<dependency>
	<groupId>com.alibaba.cloudgroupId>
	<artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discoveryartifactId>
dependency>

2.5.2、在启动类上面贴**@EnableDiscoveryClient**注解

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class ProductServer {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ProductServer.class,args);
    }
}

2.5.3、在application.yml中添加Nacos的服务地址

spring:
  cloud: 
    nacos: 
      discovery: 
        server-addr: localhost:8848

远程调用负载均衡 Ribbon

负载均衡：就是将负载进行分摊到多个操作单元上进行操作，根据发生的位置不同，分为服务端负载均衡和客户端负载均衡。

在微服务中我们一般使用客户端负载均衡，也就是在服务调用的一方决定由那个服务提供。