2021年最新基于Spring Cloud的微服务架构分析

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Eureka 的竞品分析：Nacos、ZooKeeper、Etcd

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服务发现是一个古老的话题，当应用开始脱离单机运行和访问时，服务发现就诞生了。目前的网络架构是每个主机都有一个独立的IP地址，那么服务发现基本上都是通过某种方式获取到服务所部署的IP地址。DNS协议是最早将一个网络名称翻译为网络IP的协议，在最初的架构选型中，DNS+LVS+Nginx基本可以满足所有的RESTful服务的发现，此时服务的IP列表通常配置在Nginx或者LVS。后来出现了RPC服务，服务的上下线更加频繁，人们开始寻求一种能够支持动态上下线并且推送IP列表变化的注册中心产品。

Eureka

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• Spring Cloud Eureka所选择的是AP，采用的是去中心化结构，放弃了强一致性。也就是说Eureka集群中的各个结点都是平等的，没有主从的概念。通过互相注册的方式来进行消息同步和保证高可用。并且一个Eureka Server结点挂掉了，还有其他同等的结点来提供服务，并不会引发服务的中断

• Eureka只能当注册中心，想搞配置中心的话，还得搭配Spring Cloud Config+Spring Cloud Bus。其中后者支持Rabbiimq和Kafka两种模式。

• 使用Java语言来开发的，并且也是Spring Cloud的子项目，所以可以直接通过引入jar包的方式来集成Eureka，这点非常方便

1. ZooKeeper

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这是一款经典的服务注册中心产品（虽然它最初的定位并不在于此），在很长一段时间里，它是国人在提起RPC服务注册中心时心里想到的唯一选择，这很大程度上与Dubbo在中国的普及程度有关。

• Apache Zookeeper所选择的是CP，也就是放弃了高可用性。Zookeeper集群在进行消息同步的时候，必须有一半以上结点完成了同步才会返回；而当Master结点挂了或者集群中有过半的结点不能工作了，此时就会触发故障恢复，重新进行Master选举。在这个过程中，整个Zookeeper集群无法对外提供服务，从而实去了A（可用性）

• 为了达到C，Zookeeper采用的是自己的ZAB协议。

2. Nacos

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Nacos是阿里巴巴旗下的开源项目，在2018年开源，携带着阿里巴巴大规模服务生产经验，试图在服务注册和配置管理这个市场上，提供给用户一个新的选择。

• Nacos一大特性是即支持CP，也支持AP。可以根据需要灵活选择。

• Nacos除了注册中心之外，也能充当配置中心的作用。且配置中心可以按照namespace，group等维度来进行数据隔离，来达到不同环境之间配置隔离的功能。

值得一提的是，Nacos作为配置中心的持久化机制可以依赖于Mysql来完成（默认依赖于内置数据库）。只需要将Nacos目录下的sql脚本放到mysql中执行（会生成11个表），然后在nacos配置文件里面配一下mysql的账号密码即可。这样使用mysql作为数据源的方式相比于nacos内置数据库来说更容易管理

3. Consul

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Consul是HashiCorp公司推出的一个开源工具。

• Consul是用Go语言编写的，所以无法像Eureka那样直接引入jar包就能集成，它还需要去服务器中进行额外的安装。

• 除了注册中心的功能之外，Consul还能起到配置中心的作用。

Consul它保证的是CP，使用raft协议，要求必须有过半的结点都写入成功才算是注册成功了，并且它也有Master和Follower的概念，在Master挂掉后，也需要自己内部进行

4. Etcd（待续）

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对比SpringCloud，Kubernetes也提供完整的分布式微服务管理框架，几乎所有组件都有对应的产品，其中Etcd也可以提供类似Eureka的注册中心。

在 Go 生态中，还可以选择基于 Etcd 作为注册中心，Etcd 是由 CoreOS 团队维护的、高可用分布式键值存储数据库，可用于为集群提供配置和服务发现功能，Google 开源的容器管理工具 Kuberbetes 就是基于 Etcd 的。

和 Consul 一样，Etcd 也是基于 Raft 协议作为分布式一致性算法来解决领导者选举和日志复制问题，同样也是 《一线大厂Java面试题解析+后端开发学习笔记+最新架构讲解视频+实战项目源码讲义》无偿开源 威信搜索公众号【编程进阶路】 基于 Go 语言编写。

Etcd 也支持代理模式（proxy），只不过在 Etcd 中，代理模式和 Consul 的客户端代理模式类似，安装在部署服务的节点上，用来转发请求到 Etcd 集群，本身不存储任何数据，Etcd 集群相当于 Consul 中以服务端模式运行的 Consul 集群，通常要求配置三个及以上节点（不要太多，3~5就够了，以便可用性和性能上达到平衡），负责真正的请求处理 —— 服务注册与发现。

在目前最新版本的 Etcd v3中，通过网关模式（gateway）取代了 V2 版本中的代理模式（proxy）。

从服务发现的实现原理上来说，Consul 和 Etcd 的基本设计思路是一致的，Etcd 更简单，Consul 则更像一个全栈的解决方案，功能比 Etcd 要更丰富，比如支持可视化的 Web UI 管理界面、支持多数据库中心、安全层面除了 HTTPS 外还支持 ACL、更加全面的健康检查功能、内置 DNS Server 等，这些都是 Etcd 所不具备的，但是更全面的功能往往意味着更高的复杂性，针对微服务的服务注册和发现场景，Etcd 完全够用了。

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Spring Cloud 全家桶的简介

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• Spring Cloud Config：配置管理工具包，让你可以把配置放到远程服务器，集中化管理集群配置，目前支持本地存储、Git 以及 Subversion。

• Spring Cloud Bus：事件、消息总线，用于在集群（例如，配置变化事件）中传播状态变化，可与 Spring Cloud Config 联合实现热部署。

• Eureka：云端服务发现，一个基于 REST 的服务，用于定位服务，以实现云端中间层服务发现和故障转移。

• Hystrix：熔断器，容错管理工具，旨在通过熔断机制控制服务和第三方库的节点,从而对延迟和故障提供更强大的容错能力。

• Zuul：Zuul 是在云平台上提供动态路由,监控,弹性,安全等边缘服务的框架。Zuul 相当于是设备和 Netflix 流应用的 Web 网站后端所有请求的前门。

• Archaius：配置管理 API，包含一系列配置管理 API，提供动态类型化属性、线程安全配置操作、轮询框架、回调机制等功能。

• Consul：封装了 Consul 操作，Consul 是一个服务发现与配置工具，与 Docker 容器可以无缝集成。

• Spring Cloud for Cloud Foundry：通过 Oauth2 协议绑定服务到 CloudFoundry，CloudFoundry 是 VMware 推出的开源 PaaS 云平台。

• Spring Cloud Sleuth：日志收集工具包，封装了 Dapper 和 log-based 追踪以及 Zipkin 和 HTrace 操作，为 Spring Cloud 应用实现了一种分布式追踪解决方案。

• Spring Cloud Data Flow：大数据操作工具，作为 Spring XD 的替代产品，它是一个混合计算模型，结合了流数据与批量数据的处理方式。

• Spring Cloud Security：基于 Spring Security 的安全工具包，为你的应用程序添加安全控制。

• Spring Cloud Zookeeper：操作 Zookeeper 的工具包，用于使用 Zookeeper 方式的服务发现和配置管理。

• Spring Cloud Stream：数据流操作开发包，封装了与 Redis、Rabbit、Kafka 等发送接收消息。

• Spring Cloud CLI：基于 Spring Boot CLI，可以让你以命令行方式快速建立云组件。

• Ribbon：提供云端负载均衡，有多种负载均衡策略可供选择，可配合服务发现和断路器使用。

• Turbine：Turbine 是聚合服务器发送事件流数据的一个工具，用来监控集群下 Hystrix 的 Metrics 情况。

• Feign：Feign 是一种声明式、模板化的 HTTP 客户端。

• Spring Cloud Task：提供云端计划任务管理、任务调度。

• Spring Cloud Connectors：便于云端应用程序在各种 PaaS 平台连接到后端，如：数据库和消息代理服务。

• Spring Cloud Cluster：提供 Leadership 选举，如：Zookeeper，Redis，Hazelcast，Consul 等常见状态模式的抽象和实现。

• Spring Cloud Starters：Spring Boot 式的启动项目，为 Spring Cloud 提供开箱即用的依赖管理。

本书适合具有一定Java基础和Spring MVC基础的人群以及希望往架构师方向发展的开发者阅读。

书籍教程结构

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本书共分四部分，从基础到实战，讲解了基于Spring Cloud的常用组件。

第一部分(基础篇):第1~4章

第二部分(实战篇):第5~10章

第三部分(高级篇):第11~13章

第四部分(部署篇):第14~15章

第一部分(基础篇)

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第1章微服务概述

我们要学习微服务架构，就要了解它，本章将带领大家初步了解微服务，为后面系统学习微服务架构奠定良好的基础。

第2章Spring Boot基础

本书以实战为导向，讲解了如何使用Spring Cloud开发微服务项目，而Spring Cloud基于SpringBoot,所以本章先来初步了解如何使用Spring Boot搭建框架。

第3章Spring Boot核心原理

通过第2章的学习，读者应该对Spring Boot有了一个大致的认识，利用Spring Boot可以极大地简化应用程序的开发，这都归功于Spring Boot的四大核心原理:起步依赖、自动配置、Actuator 和Spring Boot命令行。本章中，我们将深入探讨Spring Boot的核心原理，以便读者能更好地学习和使用Spring Boot。

第4章Spring Cloud概述

从本章开始，我们将正式踏上探索Spring Cloud秘密的旅程。学完本书后，读者将学会搭建一个完整的分布式架构，从而向架构师的目标靠近。

第二部分(实战篇)

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第5章 项目准备阶段

本章中，我 将开始 个大型实战项目一一博客网站。通过“以战代练”的方式来学习如何构建Spring loud 微服务架构，让读者走出理论的丛林，在实践中玩转微服务架构。

第6章 公共模块封装

从本章开始，我们将学习框架的搭建。由于代码量巨大，本书不可能全部贴出，所以只展示一些核心代码。全部源码可以从本书配套源码中查看。

第7章 注册中心: Spring Cloud Netflix Eureka

通过前面的学习，我们可以总结出来，注册中心是整套微服务架构的核心，即系统的心脏，它能够帮助我们管理所有的微服务，精确定位到具体的服务就是通过注册中心来实现的。构建注册中心的好处也是不言而喻的，通过注册中心，我们可以实现服务的负载均衡。配置的统-管理。服务间的通信等。目前。我们可以采用多种技术实现注册中心，如Eureka. ZooKeeper. Consul 等，本书采用SpringCloud默认集成的Eureka 框架来构建注册中心。

第8章 配置中心: Spring Cloud Config

我们知道，一个微服务系统可能由成千上万的服务组成，每个服务都会有自己的配置，不同服务之间的有些配置是相同的，比如数据库。如果对于每个服务，我们都复制相同的配置，一旦该配置发生了变化，那么每个服务都需要修改，代价可想而知。Spring Cloud已经考虑到了这一点, 它为我们提供了一整套解决方案， 那就是强大的Spring CloudConfig。

第9章 服务网关: Spring Cloud Gateway

本将介绍的微服务的又一大组件一一服务网关。我们需要服务网关，还有一些很重要的因素，比如服务网关会对接口进行统一拦截并做合法性校验，一个服务可以启动多个端口，利用服务网关进行负载均衡处理等。目前市面上有很多产品可以实现服务网关这一功能， 如Nginx. Apache. Zuul 以及Spring CloudGateway等。Spring Cloud集成了Zuul 和Gateway,我们可以很方便地实现服务网关这一功能。

第10章 功能开发

通过前几章的学习，我们已经搭建好了博客网站的基本框架。本章我们将正式开始网站的功能开发。

第三部分(高级篇)

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第11章 服务间通信: Spring Cloud Netflix Ribbon和Spring Cloud OpenFeign