Spring Cloud架构简介

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1 背景

2008年以后，国内互联网行业飞速发展，我们对软件系统的需求已经不再是过去”能用就行”这种很low的档次了，像抢红包、双十一这样的活动不断逼迫我们去突破软件系统的性能上限，传统的IT企业”能用就行”的开发思想已经不能满足互联网高并发、大流量的性能要求。系统架构走向分布式已经是服务器开发领域解决该问题唯一的出路，然而分布式系统由于天生的复杂度，并不像开发单体应用一样把框架一堆就能搞定，因此各大互联网公司都在投入技术力量研发自己的基础设施。这里面比较有名的如阿里的开源项目dubbo, Netflix开发的一系列服务框架。在这种“百花齐放”、重复造轮子的状况下，必然要出现一种统一的标准来简化分布式系统的开发，Spring Cloud应运而生。

2 Spring Cloud框架

在这个架构中，Zuul是智能路由中心，负责所有内部外部的API调用，接到API调用后，通过Eureka注册中心，获得API对应的微服务地址，并通过Ribbon进行负载均衡，通过Sleuth、Zipkin进行API调用记录和跟踪，通过Hystrix、Turbine进行熔断和集群监控管理。Fein Client 是对API调用的封装，可以让微服务之间的API调用自动继承到API管理框架中去。

下面是一张更直观的调用逻辑关系图：

 

SpringCloud架构

     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并没有重复制造轮子，它只是将目前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。

（1）、Sleuth-链路跟踪

为服务之间调用提供链路追踪。通过Sleuth、Zipkin可以很清楚的了解到一个服务请求经过了哪些服务，每个服务处理花费了多长。从而让我们可以很方便的理清各微服务间的调用关系。

（2）、断路器（Hystrix）

在微服务架构中，根据业务来拆分成一个个的服务，服务与服务之间可以相互调用（RPC），在Spring Cloud可以用RestTemplate+Ribbon和Feign来调用。为了保证其高可用，单个服务通常会集群部署。由于网络原因或者自身的原因，服务并不能保证100%可用，如果单个服务出现问题，调用这个服务就会出现线程阻塞，此时若有大量的请求涌入，Servlet容器的线程资源会被消耗完毕，导致服务瘫痪。服务与服务之间的依赖性，故障会传播，会对整个微服务系统造成灾难性的严重后果，这就是服务故障的“雪崩”效应。Netflix开源了Hystrix组件，实现了断路器模式，SpringCloud对这一组件进行了整合

（3）、Turbine集群监控
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。
通过turbine可以监控集群的请求量，可以知道系统的请求高峰期，从而更好的知道系统的短板在哪里。

（4）、Consul服务治理 和Eureka服务治理

由于Spring Cloud为服务治理做了一层抽象接口，所以在Spring Cloud应用中可以支持多种不同的服务治理框架，比如：Netflix Eureka、Consul、Zookeeper。
Spring Cloud Consul项目是针对Consul的服务治理实现。Consul是一个分布式高可用的系统，它包含多个组件，但是作为一个整体，在微服务架构中为我们的基础设施提供服务发现和服务配置的工具。它包含了下面几个特性： 服务发现、 健康检查、 Key/Value存储、 多数据中心。由于Consul自身提供了服务端，所以我们不需要像之前实现Eureka的时候创建服务注册中心，直接通过下载consul的服务端程序就可以使用。Consul比Eureka注册支持的更多一些。

（5）、config配置管理

引入spring cloud config后，我们的外部配置文件就可以集中放置在一个git仓库里，再新建一个config server，用来管理所有的配置文件，维护的时候需要更改配置时，只需要在本地更改后，推送到远程仓库，所有的服务实例都可以通过config server来获取配置文件，这时每个服务实例就相当于配置服务的客户端config client,为了保证系统的稳定，配置服务端config server可以进行集群部署

（6）、Nginx

用来做反向代理、负载均衡，当有请求的时候，根据配置的调度策略（加权轮询、IP哈希、最少连接数、一致性哈希）给请求者返回相应的服务器IP。

（7）、Zuul服务网关
zuul的核心是一系列的filters, 其作用可以类比Servlet框架的Filter
Zuul的主要功能是路由和过滤器。是各种服务的统一入口，同时还会用来提供监控、授权、安全、调度等等；可以通过扩展ZuulFilter，在执行方法之前，做各种检查工作。

3 Spring Cloud简介

     Spring Cloud是在Spring Boot的基础上，对Netflix的多个开源组件进一步的封装而成，实现了微服务、分布式、负载均衡架构。
     Spring Cloud是一个相对比较新的微服务框架，2016年才推出1.0的release版本. 虽然Spring Cloud时间最短, 但是相比Dubbo等RPC框架, Spring Cloud提供的全套的分布式系统解决方案。
Spring Cloud 为开发者提供了在分布式系统（配置管理，服务发现，熔断，路由，微代理，控制总线，一次性token，全居琐，leader选举，分布式session，集群状态）中快速构建的工具，使用Spring Cloud的开发者可以快速的启动服务或构建应用、同时能够快速和云平台资源进行对接。

下面来说一下spring cloud的组成以及 Spring Cloud的子项目，大致可分成两类，一类是对现有成熟框架”Spring Boot化”的封装和抽象，也是数量最多的项目；第二类是开发了一部分分布式系统的基础设施的实现，如Spring Cloud Stream扮演的就是kafka, ActiveMQ这样的角色。

4 国内中国特色的微服务架构      

       Spring Cloud作为第二代微服务的代表性框架，已经在国内众多大中小型的公司有实际应用案例。许多公司的业务线全部拥抱Spring Cloud，部分公司选择部分拥抱Spring Cloud。例如，拍拍贷资深架构师杨波老师就根据自己的实际经验以及对Spring Cloud的深入调研，并结合国内一线互联网大厂的开源项目应用实践结果，认为Spring Cloud技术栈中的有些组件离生产级开发尚有一定距离，最后提出了一个可供中小团队参考的微服务架构技术栈，又被称为“中国特色的微服务架构技术栈1.0”：

 下面来说一下spring cloud 的核心组件：

• 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
• 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。
• 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
• 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
• 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

  对于我们想快速实践微服务的开发者来说，第一类子项目就已经足够使用，如：Spring Cloud Netflix，是对Netflix开发的一套分布式服务框架的封装，包括服务的发现和注册，负载均衡、断路器、REST客户端、请求路由等。该项目是Spring Cloud的子项目之一，主要内容是对Netflix公司一系列开源产品的包装，它为Spring Boot应用提供了自配置的Netflix OSS整合。
      通过一些简单的注解，开发者就可以快速的在应用中配置一下常用模块并构建庞大的分布式系统。它主要提供的模块包括：服务发现（Eureka），断路器（Hystrix），智能路由（Zuul），客户端负载均衡（Ribbon）等。

netflix-eureka的组成