回顧

架構(gòu)分類

單體架構(gòu)

• 單體架構(gòu)：將業(yè)務(wù)的所有功能集中在一個項目中開發(fā)，打成一個包部署。

• 優(yōu)點：

  • 架構(gòu)簡單
  • 部署成本低

• 缺點：

  • 耦合度高（維護(hù)困難、升級困難）
    

分布式架構(gòu)

• 分布式架構(gòu)：根據(jù)業(yè)務(wù)功能對系統(tǒng)做拆分，每個業(yè)務(wù)功能模塊作為獨立項目開發(fā)，稱為一個服務(wù)。

• 優(yōu)點：

  • 降低服務(wù)耦合
  • 有利于服務(wù)升級和拓展

• 缺點：

  • 服務(wù)調(diào)用關(guān)系錯綜復(fù)雜
    

• 分布式架構(gòu)雖然降低了服務(wù)耦合，但是服務(wù)拆分時也有很多問題需要思考：

  • 服務(wù)拆分的粒度如何界定？
  • 服務(wù)之間如何調(diào)用？
  • 服務(wù)的調(diào)用關(guān)系如何管理？

人們需要制定一套行之有效的標(biāo)準(zhǔn)來約束分布式架構(gòu)。

微服務(wù)架構(gòu)

什么是微服務(wù)

• 微服務(wù)的概念源于2014年3月Martin Fowler（馬丁·福勒）所寫的一篇文章：https://martinfowler.com/microservices。
• 微服務(wù)架構(gòu)風(fēng)格是一種將一個單體應(yīng)用程序開發(fā)為一組小型服務(wù)的方法，每個服務(wù)運行在自己的進(jìn)程中，服務(wù)間通信采用輕量級通信機(jī)制(通常是基于HTTP協(xié)議的RESTful API)。這些服務(wù)圍繞業(yè)務(wù)能力構(gòu)建，并且可通過全自動部署機(jī)制獨立部署。這些服務(wù)共用一個最小型的集中式的管理，服務(wù)可用不同的語言開發(fā)，使用不同的數(shù)據(jù)存儲技術(shù)。

優(yōu)點

• 邏輯清晰，項目復(fù)雜度降低：通過對共享業(yè)務(wù)更加細(xì)粒度的拆分，一個服務(wù)只需要關(guān)注一個特定的業(yè)務(wù)領(lǐng)域，并通過定義良好的接口清晰表述服務(wù)邊界。由于體積小、復(fù)雜度低，開發(fā)、維護(hù)會更加簡單；
• 技術(shù)選型更加靈活：每個微服務(wù)都有不同的團(tuán)隊來維護(hù)，所以可以結(jié)合業(yè)務(wù)特性自由選擇技術(shù)棧；
• 可擴(kuò)展性更強(qiáng)：可以根據(jù)每個微服務(wù)的性能要求和業(yè)務(wù)特點對服務(wù)進(jìn)行靈活擴(kuò)展；
• 獨立部署：單個微服務(wù)的代碼量比較小，使得發(fā)布更加高效；
• 容錯性：如果某一個服務(wù)發(fā)生故障，可以通過重試、降級等機(jī)制實現(xiàn)容錯；

缺點

• 性能降低，微服務(wù)的間通過REST、RPC等形式進(jìn)行交互，通信的延時會受到較大的影響；
• 提升了運維的難度（版本發(fā)布、問題排查、配置管理、監(jiān)控)；
• 數(shù)據(jù)一致性的問題;

微服務(wù)的架構(gòu)特征：

• 單一職責(zé)：微服務(wù)拆分粒度更小，每一個服務(wù)都對應(yīng)唯一的業(yè)務(wù)能力，做到單一職責(zé)
• 自治：團(tuán)隊獨立、技術(shù)獨立、數(shù)據(jù)獨立，獨立部署和交付
• 面向服務(wù)：服務(wù)提供統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的接口，與語言和技術(shù)無關(guān)
• 隔離性強(qiáng)：服務(wù)調(diào)用做好隔離、容錯、降級，避免出現(xiàn)級聯(lián)問題

微服務(wù)的上述特性其實是在給分布式架構(gòu)制定一個標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步降低服務(wù)之間的耦合度，提供服務(wù)的獨立性和靈活性。做到高內(nèi)聚，低耦合。

因此，可以認(rèn)為微服務(wù)是一種經(jīng)過良好架構(gòu)設(shè)計的分布式架構(gòu)方案 。

微服務(wù)架構(gòu)面臨的挑戰(zhàn)

• 微服務(wù)粒度大小難以劃分，需要設(shè)計人員對業(yè)務(wù)有很好的掌握；
• 分布式復(fù)雜性，主要體現(xiàn)在分布式事務(wù)、網(wǎng)絡(luò)延遲、系統(tǒng)容錯等問題解決難度較大；
• 微服務(wù)之間通信成本較高，對微服務(wù)之間網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性、通信速度要求較高；
• 由于微服務(wù)數(shù)量較大，運維人員運維、部署有較大的挑戰(zhàn)

技術(shù)挑戰(zhàn)

• 微服務(wù)架構(gòu)的主要目的是實現(xiàn)業(yè)務(wù)服務(wù)的解耦；
• 對服務(wù)進(jìn)行治理（服務(wù)的注冊與發(fā)現(xiàn)、服務(wù)與服務(wù)之間的調(diào)用、熔斷限流、負(fù)載均衡、鏈路追蹤、分布式配置中心、服務(wù)路由等）；

微服架構(gòu)的設(shè)計原則

微服務(wù)概念

提供者(Provider)

• 提供接口供其他項目調(diào)用的項目

消費者(Consumer)

• 調(diào)用提供者接口的項目
  

RPC和Restful

• RPC:RPC遠(yuǎn)程過程調(diào)用（Remote Procedure Call）的縮寫形式，主要是基于TCP/IP協(xié)議的。
• Restful:Restful是一種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的設(shè)計風(fēng)格和開發(fā)方式，基于HTTP協(xié)議，可以使用XML格式定義或JSON格式定義。

集群

• 集群就是單機(jī)的多實例，在多個服務(wù)器上部署多個服務(wù)，每個服務(wù)就是一個節(jié)點，部署N個節(jié)點，處理業(yè)務(wù)的能力就提升 N倍（大約），這些節(jié)點的集合就叫做集群。

分布式

• 分布式結(jié)構(gòu)就是將一個完整的系統(tǒng)，按照業(yè)務(wù)功能，拆分成一個個獨立的子系統(tǒng)，在分布式結(jié)構(gòu)中，每個子系統(tǒng)就被稱為“服務(wù)”。這些子系統(tǒng)能夠獨立運行在web容器中，它們之間通過RPC或Restful方式通信。

總結(jié)

• 單體架構(gòu)：簡單方便，高度耦合，擴(kuò)展性差，適合小型項目。例如：學(xué)生管理系統(tǒng)
• 分布式架構(gòu)：松耦合，擴(kuò)展性好，但架構(gòu)復(fù)雜，難度大。適合大型互聯(lián)網(wǎng)項目，例如：京東、淘寶
• 微服務(wù)：一種良好的分布式架構(gòu)方案
  • 優(yōu)點：拆分粒度更小、服務(wù)更獨立、耦合度更低
  • 缺點：架構(gòu)非常復(fù)雜，運維、監(jiān)控、部署難度提高
• SpringCloud是微服務(wù)架構(gòu)的一站式解決方案，集成了各種優(yōu)秀微服務(wù)功能組件

服務(wù)拆分和遠(yuǎn)程調(diào)用

• 何分布式架構(gòu)都離不開服務(wù)的拆分，微服務(wù)也是一樣。

服務(wù)拆分原則

• 不同微服務(wù)，不要重復(fù)開發(fā)相同業(yè)務(wù)
• 微服務(wù)數(shù)據(jù)獨立，不要訪問其它微服務(wù)的數(shù)據(jù)庫
• 微服務(wù)可以將自己的業(yè)務(wù)暴露為接口，供其它微服務(wù)調(diào)用
  

服務(wù)拆分示例

cloud-demo：父工程，管理依賴

• order-service：訂單微服務(wù)，負(fù)責(zé)訂單相關(guān)業(yè)務(wù)
• user-service：用戶微服務(wù)，負(fù)責(zé)用戶相關(guān)業(yè)務(wù)

說明：

• 訂單微服務(wù)和用戶微服務(wù)都必須有各自的數(shù)據(jù)庫，相互獨立
• 訂單服務(wù)和用戶服務(wù)都對外暴露Restful的接口
• 訂單服務(wù)如果需要查詢用戶信息，只能調(diào)用用戶服務(wù)的Restful接口，不能查詢用戶數(shù)據(jù)庫

思考

方案該怎么落地？選用什么樣的技術(shù)棧？全球的互聯(lián)網(wǎng)公司都在積極嘗試自己的微服務(wù)落地方案。
其中在Java領(lǐng)域最引人注目的就是SpringCloud提供的方案了。

主流的微服務(wù)框架

框架名稱	說明
Motan	Motan(茅臺)是新浪微博開源的RPC框架，官網(wǎng):github.com/weibocom/motan
JSF JSF（京服）	是京東的微服務(wù)組件。
MSEC	毫秒服務(wù)引擎（MSEC, Mass Service Engine in Cluster）是騰訊的一個開源框架，適用于在廉價機(jī)器組成的集群上開發(fā)和運營分布式后臺服務(wù)。該項目集RPC、名字發(fā)現(xiàn)服務(wù)、負(fù)載均衡、業(yè)務(wù)監(jiān)控、灰度發(fā)布、容量管理、日志管理、key-value存儲于一體，目的是提高開發(fā)與運營的效率和質(zhì)量。
Dubbo	阿里巴巴開源的RPC框架，后來加入Apache孵化器并成功畢業(yè)。新的名字為Apache Dubbo。
DubboX	當(dāng)當(dāng)網(wǎng)基于Dubbo開源的PRC框架，后來并入Apache Dubbo。
Netflix OSS	Netflix OSS是由Netflix公司開發(fā)的一套代碼框架，用于解決分布式系統(tǒng)的問題，如：服務(wù)注冊與發(fā)現(xiàn)、負(fù)載均衡、熔斷降級、限流、網(wǎng)關(guān)等。
Spring Cloud	Spring Cloud是基于Spring Boot的一整套實現(xiàn)微服務(wù)的框架。他提供了微服務(wù)開發(fā)所需的配置管理、服務(wù)發(fā)現(xiàn)、斷路器、智能路由、微代理、控制總線、全局鎖、決策競選、分布式會話和集群狀態(tài)管理等組件。
Spring Cloud Netflix	Spring Cloud Netflix是Spring Boot和Netflix OSS在Spring Cloud規(guī)范下的集成。由Netflix開發(fā)后來又并入Spring Cloud大家庭，它主要提供的模塊包括：服務(wù)發(fā)現(xiàn)、斷路器和監(jiān)控、智能路由、客戶端負(fù)載均衡等。
Spring Cloud Alibaba	Spring Cloud Alibaba 是阿里巴巴提供的微服務(wù)開發(fā)一站式解決方案，是阿里巴巴開源中間件與 Spring Cloud 體系的融合。Spring Cloud Alibaba 正式入駐Spring Cloud 官方孵化器，并順利畢業(yè)。
Spring Cloud 生態(tài)下中微服務(wù)整理	Spring Cloud并沒有重復(fù)制造輪子，它只是將各家公司開發(fā)的比較成熟、經(jīng)得起實際考驗的服務(wù)框架組合起來，通過Spring Boot風(fēng)格進(jìn)行再封裝屏蔽掉了復(fù)雜的配置和實現(xiàn)原理，最終給開發(fā)者留出了一套簡單易懂、易部署和易維護(hù)的分布式系統(tǒng)開發(fā)工具包。 主流的微服務(wù)治理方案：Spring Cloud Netflix和Spring Cloud Alibaba

Spring Cloud Netflix概述

• Spring Cloud Netflix誕生的三個原因

  • Spring家族中的大部分項目都是客戶端項目，缺少服務(wù)端項目和分布式項目的經(jīng)驗；
  • Netflix開源其分布式領(lǐng)域的中間件，叫做Netflix OSS；
  • Dubbo的出現(xiàn)，讓Spring母公司(Privotal)感受到了威脅，它需要保持或增值自身價值。

• Spring母公司缺少分布式項目的經(jīng)驗，而Netflix OSS的開源組件正好涉及分布式領(lǐng)域的核心功能，雙方一拍即合，合作誕生的Spring Cloud Netflix項目用于為快速構(gòu)建分布式系統(tǒng)提供統(tǒng)一的開發(fā)模式。

• Spring Cloud Netflix是Spring Boot和Netflix OSS在Spring Cloud規(guī)范下的集成。其中，Netflix OSS是由Netflix公司開發(fā)的一套開源框架和組件庫。

Netflix OSS

Netflix OSS

• Netflix OSS（Netflix Open Source Software）即Netflix開源軟件。
• Netflix由于做視頻的原因，訪問量非常的大，從而促使其技術(shù)快速的發(fā)展在背后支撐著，也正是如此，Netflix開始把整體的系統(tǒng)往微服務(wù)上遷移。
• Netflix毫無保留的把一整套微服務(wù)架構(gòu)核心技術(shù)棧開源了出來，叫做Netflix OSS，依靠開源社區(qū)的力量不斷的壯大。

畢馬威：顛覆性公司和商業(yè)模式報告

• 報告顯示Amazon、Apple、Alibaba、Airbnb、Netflix、Google、DJI、Microsoft、Facebook、Baidu、Tencent等公司是最具顛覆性的公司
• 其中Netflix和阿里巴巴分別為第3位和第5位，他們都是對Spring Cloud做出巨大貢獻(xiàn)的公司

Netflix是什么，與Spring Cloud有什么關(guān)系

• 首先，Netflix是一家做視頻的網(wǎng)站，可以這么說該網(wǎng)站上的美劇應(yīng)該是最火的
• Netflix由于做視頻的原因，訪問量非常的大，從而促使其技術(shù)快速的發(fā)展在背后支撐著，也正是如此，Netflix開始把整體的系統(tǒng)往微服務(wù)上遷移。
• Netflix的微服務(wù)做的不是最早的，但是確是最大規(guī)模的在生產(chǎn)級別微服務(wù)的嘗試。也正是這種大規(guī)模的生產(chǎn)級別嘗試，在服務(wù)器運維上依托AWS云。當(dāng)然AWS云同樣受益于Netflix的大規(guī)模業(yè)務(wù)不斷的壯大。[(AWS)Amazon Web Services(亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù))]
• Netflix的微服務(wù)大規(guī)模的應(yīng)用，在技術(shù)上毫無保留的把一整套微服務(wù)架構(gòu)核心技術(shù)棧開源了出來，叫做Netflix OSS，也正是如此，在技術(shù)上依靠開源社區(qū)的力量不斷的壯大。
• Spring Cloud是構(gòu)建微服務(wù)的核心，而Spring Cloud是基于Spring Boot來開發(fā)的
• Pivotal在Netflix開源的一整套核心技術(shù)產(chǎn)品線的同時，做了一系列的封裝，就變成了Spring Cloud；雖然Spring Cloud到現(xiàn)在為止不只有Netflix提供的方案可以集成，還有很多方案，但Netflix是最成熟的。

Netflix OSS的開源組件

Eureka：服務(wù)注冊和發(fā)現(xiàn)

• 它提供了一個服務(wù)注冊中心、服務(wù)發(fā)現(xiàn)的客戶端，還有一個方便的查看所有注冊的服務(wù)的界面。 所有的服務(wù)使用Eureka的服務(wù)發(fā)現(xiàn)客戶端來將自己注冊到Eureka的服務(wù)器上。

Zuul：網(wǎng)關(guān)

• 所有的客戶端請求通過這個網(wǎng)關(guān)訪問后臺的服務(wù)。他可以使用一定的路由配置來判斷某一個URL由哪個服務(wù)來處理。并從Eureka獲取注冊的服務(wù)來轉(zhuǎn)發(fā)請求

Ribbon，即負(fù)載均衡

• Zuul網(wǎng)關(guān)將一個請求發(fā)送給某一個服務(wù)的應(yīng)用的時候，如果一個服務(wù)啟動了多個實例，就會通過Ribbon來通過一定的負(fù)載均衡策略來發(fā)送給某一個服務(wù)實例。

Feign，服務(wù)客戶端

• 服務(wù)之間如果需要相互訪問，可以使用RestTemplate，也可以使用Feign客戶端訪問。它默認(rèn)會使用Ribbon來實現(xiàn)負(fù)載均衡。

Hystrix，監(jiān)控和斷路器

• 我們只需要在服務(wù)接口上添加Hystrix標(biāo)簽，就可以實現(xiàn)對這個接口的監(jiān)控和斷路器功能。Hystrix Dashboard，監(jiān)控面板，他提供了一個界面，可以監(jiān)控各個服務(wù)上的服務(wù)調(diào)用所消耗的時間等。

Turbine，監(jiān)控聚合

• 使用Hystrix監(jiān)控，我們需要打開每一個服務(wù)實例的監(jiān)控信息來查看。而Turbine可以幫助我們把所有的服務(wù)實例的監(jiān)控信息聚合到一個地方統(tǒng)一查看。這樣就不需要挨個打開一個個的頁面一個個查看。

Spring Cloud

Spring Cloud簡介

• Spring Cloud是基于Spring Boot的一整套實現(xiàn)微服務(wù)的框架。
• 他提供了微服務(wù)開發(fā)所需的配置管理、服務(wù)注冊與發(fā)現(xiàn)、斷路器、智能路由、微代理、控制總線、全局鎖、決策競選、分布式會話和集群狀態(tài)管理等組件。
• 最重要的是跟Spring Boot框架一起使用的話，會讓你非常方便開發(fā)微服務(wù)架構(gòu)的服務(wù)。
• 官網(wǎng)：https://spring.io/projects/spring-cloud/

Spring Cloud特征

• 分布式/版本化配置
• 服務(wù)注冊和發(fā)現(xiàn)
• 路由
• 服務(wù)與服務(wù)之間的請求調(diào)用
• 負(fù)載均衡
• 斷路器
• 全局鎖
• 領(lǐng)導(dǎo)選舉和集群狀態(tài)
• 分布式消息傳遞

版本

名稱	描述
SNAPSHOT	代表快照，也就是未完成的意思
GA	代表穩(wěn)定版
RELEASE	發(fā)行版，沒有太多問題
SR	正式發(fā)布版
PRE（M1、M2）	里程碑版,主要是修復(fù)了一些BUG的版本，一個GA后通常有多個里程碑版
BUILD-XXX	開發(fā)版，開發(fā)團(tuán)隊內(nèi)部使用，不是很穩(wěn)定

• 本教程使用版本：Spring Cloud Hoxton.SR12

版本依賴關(guān)系

Spring Cloud所有的子項目都依賴Spring Boot框架，所以Spring Boot框架的版本號和Spring Cloud的版本號之間也存在依賴及兼容的關(guān)系，如下圖所示：

Spring Cloud 規(guī)范下的實現(xiàn)

• 在Spring Cloud這個規(guī)范下，有很多實現(xiàn)，比如：Spring-Cloud-Bus、Spring-Cloud-Gateway、Spring-Cloud-Netflix等等。
• 在這些實現(xiàn)中，絕大部分組件都使用“別人已經(jīng)造好的輪子”，然后基于Spring Cloud規(guī)范進(jìn)行整合，使用者只需要使用非常簡單的配置即可完成微服務(wù)架構(gòu)下復(fù)雜的需求。
• 這也是Spring 團(tuán)隊最厲害的地方，他們很少重復(fù)造輪子，最早的Spring 框架，它只提供了IOC和AOP兩個核心功能，對于ORM、MVC等其他功能，Spring都提供了非常好的兼容性，比如：Hibernate、MyBatis、Spring MVC、Strus2。
• 只有在別人提供的東西不夠好的情況下，Spring團(tuán)隊才會考慮自己研發(fā)。比如Strus2經(jīng)常有安全漏洞，所以Spring團(tuán)隊自己研發(fā)了Spring MVC框架。再比如Spring-Cloud-Netflix中的Zuul網(wǎng)關(guān)，因為性能及版本迭代較慢，所以Spring團(tuán)隊孵化了一個Spring Cloud Gateway來取代Zuul。
• Spring團(tuán)隊一直在不斷地為開發(fā)者解決一些技術(shù)復(fù)雜度高的問題，使開發(fā)者能夠更高效地專注于業(yè)務(wù)開發(fā)的工作。從Spring到Spring Boot,再到Spring Cloud,都是如此。

本教程中選用的組件

體系組件名稱	作用定位
Eureka	注冊中心，提供服務(wù)注冊與發(fā)現(xiàn)服務(wù)
Open Feign	請求客戶端，簡化微服務(wù)之間請求調(diào)用
Hystrix	容錯處理
Ribbon	為微服務(wù)提供負(fù)載均衡
Gateway	網(wǎng)關(guān)，提供服務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)與校驗服務(wù)
Config	分布式配置，提供統(tǒng)一配置服務(wù)
Sleuth	服務(wù)追蹤，提供微服鏈路追蹤服務(wù)