SpringCloud初识

1.微服务概述

1.1什么是微服务

  微服务架构（MicroServicesArchitecture）是近几年来软件架构领域出现的高频词汇，它是基于传统的SOA架构演进而来的一种架构模。其提倡将传统的单体架构或分布式架构中的单体应用程序和服务划分成更小粒度的服务，这种服务我们称之为微服（Microservices）。这种服务独立运行在独立的进程中并与其它的进程相隔离，服务于服务之间通常采用基于Http的通信协议构建的RestFulAPI进行通信，每个微服务都围绕着具体的业务二构建，其能独立的开发，构建，发布和部署到类成产环境和生产环境，而不影响其它的依赖业务。
微服务（Microservice）这个概念是2012年出现的，作为加快Web和移动应用程序开发进程的一种方法，2014年开始受到各方的关注，而2015年，可以说是微服务的元年；
越来越多的论坛、社区、blog以及互联网行业巨头开始对微服务进行讨论、实践，可以说这样更近一步推动了微服务的发展和创新。而微服务的流行，MartinFowler功不可没。这老头是个奇人，特别擅长抽象归纳和制造概念。特别是微服务这种新生的名词，都有一个特点：一解释就懂，一问就不知，一讨论就打架。
  MartinFowler是国际著名的OO专家，敏捷开发方法的创始人之一，现为ThoughtWorks公司的首席科学家。在面向对象分析设计、UML、模式、软件开发方法学、XP、重构等方面，都是世界顶级的专家，现为ThoughtWorks公司的首席科学家。ThoughtWorks是一家从事企业应用开发和——集成的公司。早在20世纪80年代，Fowler就是使用对象技术构建多层企业应用的倡导者，他著有几本经典书籍：《企业应用架构模式》、《UML精粹》和《重构》等。
论文网址：​​​https://martinfowler.com/articles/microservices.html#MicroservicesAndSoa​​​ 中文版翻译网址：​​http://blog.cuicc.com/blog/2015/07/22/microservices/​​

• 马丁.福勒对微服务大概的概述如下：
  就目前而言，对于微服务业界并没有一个统一的、标准的定义（While there is no precise definition of this architectural style)。但通在其常而言，微服务架构是一种架构模式或者说是一种架构风格，它提倡将单一应用程序划分成一组小的服务，每个服务运行独立的自己的进程中，服务之间互相协调、互相配合，为用户提供最终价值。服务之间采用轻量级的通信机制互相沟通（通常是基于HTTP的RESTfulAPI)。每个服务都围绕着具体业务进行构建，并且能够被独立地部署到生产环境、类生产环境等。另外，应尽量避免统一的、集中式的服务管理机制，对具体的一个服务而言，应根据业务上下文，选择合适的语言、工具对其进行构建，可以有一个非常轻量级的集中式管理来协调这些服务。可以使用不同的语言来编写服务，也可以使用不同的数据存储。
• 说明：
  springCloud使用RESTfulAPI实现服务之间通信
  dubbo使用RPC实现服务之间通信
• 技术角度理解：
  微服务化的核心就是将传统的一站式应用，根据业务拆分成一个一个的服务，彻底地去藕合，每一个微服务提供单个业务功能的服务，一个服务做一件事，从技术角度看就是一种小而独立的处理过程，类似进程概念，能够自行单独启动或销毁，拥有自己独立的数据库。

1.2 系统架构演变

  随着互联网的发展，网站应用的规模不断扩大。需求的激增，带来的是技术上的压力。系统架构也因此也不断的演进、升级、迭代。从单一应用，到垂直拆分，到分布式服务，到SOA，以及现在火热的微服务架构，还有在Google带领下来势汹涌的Service Mesh。我们到底是该乘坐微服务的船只驶向远方，还是偏安一隅得过且过？
  其实生活不止眼前的苟且，还有诗和远方。所以我们今天就回顾历史，看一看系统架构演变的历程；把握现在，学习现在最火的技术架构；展望未来，争取成为一名优秀的Java工程师。

1.2.1 集中式架构

  先来看看传统的web开发方式，通过对比比较容易理解什么是MicroserviceArchitecture。和Microservice相对应的，这种方式一般被称为Monolithic（单体式开发）。所有的功能打包在一个WAR包里，基本没有外部依赖（除了容器），部署在一个JEE容器（Tomcat，JBoss，WebLogic）里，包含了DO/DAO，Service，UI等所有逻辑。

• 优点：
  ①开发简单，集中式管理
  ②基本不会重复开发
  ③功能都在本地，没有分布式的管理和调用消耗
• 缺点：
  1、效率低：开发都在同一个项目改代码，相互等待，冲突不断
  2、维护难：代码功功能耦合在一起，新人不知道何从下手
  3、不灵活：构建时间长，任何小修改都要重构整个项目，耗时
  4、稳定性差：一个微小的问题，都可能导致整个应用挂掉
  5、扩展性不够：无法满足高并发下的业务需求

1.2.2 垂直拆分

  当访问量逐渐增大，单一应用无法满足需求，此时为了应对更高的并发和业务需求，我们根据业务功能对系统进行拆分：

优点：
①系统拆分实现了流量分担，解决了并发问题
②可以针对不同模块进行优化
③方便水平扩展，负载均衡，容错率提高

缺点：
①系统间相互独立，会有很多重复开发工作，影响开发效率

1.2.3 分布式服务

当垂直应用越来越多，应用之间交互不可避免，将核心业务抽取出来，作为独立的服务，逐渐形成稳定的服务中心，使前端应用能更快速的响应多变的市场需求。此时，用于提高业务复用及整合的分布式调用是关键。

优点：
①将基础服务进行了抽取，系统间相互调用，提高了代码复用和开发效率
缺点：
①系统间耦合度变高，调用关系错综复杂，难以维护

1.2.4 服务治理

当服务越来越多，容量的评估，小服务资源的浪费等问题逐渐显现，此时需增加一个调度中心基于访问压力实时管理集群容量，提高集群利用率。此时，用于提高机器利用率的资源调度和治理中心(SOA)是关键

以前出现了什么问题？

• 服务越来越多，需要管理每个服务的地址
• 调用关系错综复杂，难以理清依赖关系
• 服务过多，服务状态难以管理，无法根据服务情况动态管理

服务治理要做什么？

• 服务注册中心，实现服务自动注册和发现，无需人为记录服务地址
• 服务自动订阅，服务列表自动推送，服务调用透明化，无需关心依赖关系
• 动态监控服务状态监控报告，人为控制服务状态

缺点：
①服务间会有依赖关系，一旦某个环节出错会影响较大
②服务关系复杂，运维、测试部署困难，不符合DevOps思想

1.3 微服务和微服务架构

• 微服务：
  强调的是服务的大小，它关注的是某一个点，是具体解决某一个问题/提供落地对应服务的一个服务应用，侠义的看，可以看作Eclipse里面的一个个微服务工程/或者Module。
• 微服务架构：
  
  微服务架构是一种架构模式，它提倡将单一应用程序划分成一组小的服务，服务之间互相协调、互相配合，为用户提供最终价值。每个服务运行在其独立的进程中，服务与服务间采用轻量级的通信机制互相协作（通常是基于HTTP协议的RESTfulAPI）。每个服务都围绕着具体业务进行构建，并且能够被独立的部署到生产环境、类生产环境等。另外，应当尽量避免统一的、集中式的服务管理机制，对具体的一个服务而言，应根据业务上下文，选择合适的语言、工具对其进行构建。

1.4 微服务开发模式

目的：有效的拆分应用，实现敏捷开发和部署

1.5 微服务优缺点

• 优点：
  – 优点每个服务足够内聚，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、开发效率提高，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，这个小团队是2到5人的开发人员组成。
  – 微服务是松藕合的，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。微服务允许你利用融合最新技术。
  – 微服务只是业务逻辑的代码，不会和HTML,CSS或其他界面组件混合。
  – 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
  – 服务间通信成本
  – 数据一致性
  – 系统集成测试
  – 性能监控

1.6 微服务技术栈有哪些

1.6.1 选型依据

​ 1）整体解决方案和框架成熟度
​ 2）社区热度
​ 3）可维护度
​ 4）学习曲线

1.6.2 当前各大IT公司用的微服务架构有哪些

​ 1）阿里Dubbo/HSF（二代Dubbo）
​ 2）京东JSF
​ 3）新浪微博Motan
​ 4）当当网DubboX
​ …

1.6.3 各微服务框架的对比

2.SpringCloud入门概述

2.1 SpringCloud简介

  SpringCloud，基于SpringBoot提供了一套微服务解决方案，包括服务注册与发现，配置中心，全链路监控，服务网关，负载均衡，熔断器等组件，除了基于NetFlix的开源组件做高度抽象封装之外，还有一些选型中立的开源组件。
SpringCloud利用SpringBoot的开发便利性巧妙地简化了分布式系统基础设施的开发，SpringCloud为开发人员提供了快速构建分布式系统的一些工具，包括配置管理、服务发现、断路器、路由、微代理、事件总线、全局锁、决策竞选、分布式会话等等,它们都可以用SpringBoot的开发风格做到一键启动和部署。
  SpringBoot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SpringBoot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。

  SpringCloud=分布式微服务架构下的一战式解决方案，是各个微服务架构落地技术的集合体，俗称微服务全家桶。
SpringCloud是Spring旗下的项目之一，​​​官网地址：http://projects.spring.io/spring-cloud/​​​ Spring最擅长的就是集成，把世界上最好的框架拿过来，集成到自己的项目中。
SpringCloud也是一样，它将现在非常流行的一些技术整合到一起，实现了诸如：配置管理，服务发现，智能路由，负载均衡，熔断器，控制总线，集群状态等等功能。其主要涉及的组件包括：

• Eureka：注册中心
• Zuul：服务网关
• Ribbon：负载均衡
• Feign：服务调用
• Hystix：熔断器

以上只是其中一部分，架构图：

2.2 SpringCloud与SpringBoot是什么关系？

① SpringBoot专注于快速方便的开发单个个体微服务。
② SpringCloud是关注全局的微服务协调整理治理框架，它将SpringBoot开发的_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、微代理’、事件总线、全局锁’、决策竞选、分布式会话等等集成服。
③ SpringBoot可以离开SpringCloud独立使用开发项目，但是SpringCloud离不开SpringBoot,属于依赖的关系.
④ SpringBqot专注于快速、方便的开发单个微服务个体，SpringCloud关注全局的服务治理框架。

2.3 SpringCloud VS Dubbo？

• 活跃度：
  ​看项目曲线波动
  ​dubbo：​​https://github.com/dubbo​​​ ​spring cloud：​​https://github.com/spring-cloud​​
• 技术纬度对比
  
  以上列举了一些核心部件，大致可以理解为什么之前说Dubbo只是类似Netflix的一个子集了吧。当然这里需要申明一点，Dubbo对于上表中总结为“无”的组件不代表不能实现，而只是Dubbo框架自身不提供，需要另外整合以实现对应的功能，比如：分布式配置：可以使用淘宝的diamond、百度的disconf来实现分布式配置管理。但是Spring Cloud中的Config组件除了提供配置管理之外，由于其存储可以使用git，因此它天然的实现了配置内容的版本管理，可以完美的与应用版本管理整合起来。
  服务跟踪：可以使用京东开源的Hydra
  批量任务：可以使用当当开源的Elastic-Job
  ……
  虽然，Dubbo自身只是实现了服务治理的基础，其他为保证集群安全、可维护、可测试等特性方面都没有很好的实现，但是几乎大部分关键组件都能找到第三方开源来实现，这些组件主要来自于国内各家大型互联网企业的开源产品。
• 品牌机与组装机的区別
  很明显，Spring Cloud的功能比DUBBO更加强大，涵盖面更广，而且作为Spring的拳头项目，它也能够与Spring Framework、 Spring Boot、Spring Data、Spring Batch等其他Spring项目完美融合，这些对于微服务而言是至关重要的。使用Dubbo构建的 微服务架构就像组装电脑，各环节我们的选择自由度很高，但是最终结果很有可能因为一条内存质量不行就点不亮了，总是让人 不怎么放心，但是如果你是一名高手，那这些都不是问题；而Spring Cloud就像品牌机，在Spring Source的整合下，做了大量的 兼容性测试，保证了机器拥有更高的稳定性，但是如果要在使用非原装组件外的东西，就需要对其基础有足够的了解。
• 社区支持与更新力度
  最为重要的是，DUBBO停止了5年左右的更新，虽然2017.7重启了。对于技术发展的新需求，需要由开发者自行拓展升级（比如 当当网弄出了DubboX),这对于很多想要采用微服务架构的中小软件组织，显然是不太合适的，中小公司没有这么强大的技术能 力去修改Dubbo源码+周边的一整套解决方案，并不是每一个公司都有阿里的大牛+真实的线上生产环境测试过。

2.4 RPC vs REST

由于Dubbo是基础框架，其实现的内容对于我们实施微服务架构是否合理，也需要我们根据自身需求去考虑是否要修改，比如Dubbo的服务调用是通过RPC实现的，但是如果仔细拜读过Martin Fowler的 microservices 一文，其定义的服务间通信是HTTP协议的REST API。那么这两种有何区别呢？

先来说说，使用Dubbo的RPC来实现服务间调用的一些痛点：

• 服务提供方与调用方接口依赖方式太强：我们为每个微服务定义了各自的service抽象接口，并通过持续集成发布到私有仓库中，调用方应用对微服务提供的抽象接口存在强依赖关系，因此不论开发、测试、集成环境都需要严格的管理版本依赖，才不会出现服务方与调用方的不一致导致应用无法编译成功等一系列问题，以及这也会直接影响本地开发的环境要求，往往一个依赖很多服务的上层应用，每天都要更新很多代码并install之后才能进行后续的开发。若没有严格的版本管理制度或开发一些自动化工具，这样的依赖关系会成为开发团队的一大噩梦。而REST接口相比RPC更为轻量化，服务提供方和调用方的依赖只是依靠一纸契约，不存在代码级别的强依赖，当然REST接口也有痛点，因为接口定义过轻，很容易导致定义文档与实际实现不一致导致服务集成时的问题，但是该问题很好解决，只需要通过每个服务整合swagger，让每个服务的代码与文档一体化，就能解决。所以在分布式环境下，REST方式的服务依赖要比RPC方式的依赖更为灵活。
• 服务对平台敏感，难以简单复用：通常我们在提供对外服务时，都会以REST的方式提供出去，这样可以实现跨平台的特点，任何一个语言的调用方都可以根据接口定义来实现。那么在Dubbo中我们要提供REST接口时，不得不实现一层代理，用来将RPC接口转换成REST接口进行对外发布。若我们每个服务本身就以REST接口方式存在，当要对外提供服务时，主要在API网关中配置映射关系和权限控制就可实现服务的复用了。相信这些痛点也是为什么当当网在dubbox（基于Dubbo的开源扩展）中增加了对REST支持的原因之一。
• 小结：
  Dubbo实现了服务治理的基础，但是要完成一个完备的微服务架构，还需要在各环节去扩展和完善以保证集群的健康，以减轻开发、测试以及运维各个环节上增加出来的压力，这样才能让各环节人员真正的专注于业务逻辑。而Spring Cloud依然发扬了Spring Source整合一切的作风，以标准化的姿态将一些微服务架构的成熟产品与框架揉为一体，并继承了Spring Boot简单配置、快速开发、轻松部署的特点，让原本复杂的架构工作变得相对容易上手一些。所以，如果选择Dubbo请务必在各个环节做好整套解决方案的准备，不然很可能随着服务数量的增长，整个团队都将疲于应付各种架构上不足引起的困难。而如果选择Spring Cloud，相对来说每个环节都已经有了对应的组件支持，可能有些也不一定能满足你所有的需求，但是其活跃的社区与高速的迭代进度也会是你可以依靠的强大后盾。
• 总的来说：
  SpringCloud拋弃了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，这在强调快速演化的微服务环境下，显得更加合适。

2.5 SpringCloud主要功能

1、Distributed/versioned configuration(分布式/版本控制配置)
2、Service registration and discovery(服务注册与发现）
3、Routing(路甶）
4、Service-to-service calls(服务到服务的调用）
5、Load balancing(负载均衡配置)
6、Circuit Breakers(断路器)
7、Distributed messaging(分布式消息、管理)
8、…

2.6 SpringCloud下载

官网文档：​​http://projects.spring.io/spring-cloud/​​

• 参考资料：
  1）中文版的组件说明：​​​https://springcloud.cc/spring-cloud-netflix.html​​​ 2）开发的API说明：
  英文版：​​http://cloud.spring.io/spring-cloud-static/Dalston.SR1/​​ 中文版：​​https://springcloud.cc/spring-cloud-dalston.html​​ 2）springcloud中国社区：​​http://springcloud.cn​​ 3）springcloud中文网：​​http://springcloud.cc​​

2.7 SpringCloud集成的相关项目

1、服务的注册与发现（Eureka)
2、服务消费者（rest+Ribbon)
3、服务消费者（Feign)
4、断路器（Hystrix)
5、断路器监控(Hystrix Dashboard)
6、路由网关(Zuul)
7、分布式配置中心(Spring Cloud Config)
8、消息总线(Spring Cloud Bus)
9、服务链路追踪(Spring Cloud Sleuth)
ALL: ​​​http://springcloud.cc​​​

2.8 SpringCloud版本

SpringCloud的版本命名比较特殊，因为它不是一个组件，而是许多组件的集合，它的命名是以A到Z的为首字母的一些单词组成：

我们在项目中，会是以Finchley的版本。
其中包含的组件，也都有各自的版本，如下表：

接下来，我们就一一学习SpringCloud中的重要组件。