springcloud-概念

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一.架构演进过程

单体架构----分布式架构----SOA(eg.dubbo)服务治理架构----微服务

 

随着互联网的发展,需求的激增致使网站应用规模的扩大,最后转成了技术上的压力

系统架构因此也不断地演进、升级、迭代

1.1 集中式架构

当网站流量很小时,只需一个应用,将所有功能都部署在一起,以减少部署节点和成本。此时,用于简化增删改查工作量的数据访问框架(ORM)是影响项目开发的关键。

 

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存在的问题:

  • 代码耦合,开发维护困难
  • 无法针对不同模块进行针对性优化
  • 无法水平扩展
  • 单点容错率低,并发能力差

 

1.2 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:

 

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优点:

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

缺点:

  • 系统间相互独立,会有很多重复开发工作,影响开发效率

1.3 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。

 

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优点:

  • 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:

  • 系统间耦合度变高,调用关系错综复杂,难以维护

 

 

1.4 服务治理架构(SOA)

 

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SOA :面向服务的架构

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:

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

1.5 微服务

 

最后演变成了现在的微服务

 

 

二.微服务的特点

前面说的SOA,英文翻译过来是面向服务。微服务,似乎也是服务,都是对系统进行拆分。因此两者非常容易混淆,但其实缺有一些差别:

微服务的特点:

  • 单一职责:微服务中每一个服务都对应唯一的业务能力,做到单一职责
  • 微:微服务的服务拆分粒度很小,例如一个用户管理就可以作为一个服务。每个服务虽小,但“五脏俱全”。
  • 面向服务:面向服务是说每个服务都要对外暴露Rest风格服务接口API。并不关心服务的技术实现,做到与平台和语言无关,也不限定用什么技术实现,只要提供Rest的接口即可。
  • 自治:自治是说服务间互相独立,互不干扰
  • 团队独立:每个服务都是一个独立的开发团队,人数不能过多。
  • 技术独立:因为是面向服务,提供Rest接口,使用什么技术没有别人干涉
  • 前后端分离:采用前后端分离开发,提供统一Rest接口,后端不用再为PC、移动段开发不同接口
  • 数据库分离:每个服务都使用自己的数据源
  • 部署独立,服务间虽然有调用,但要做到服务重启不影响其它服务。有利于持续集成和持续交付。每个服务都是独立的组件,可复用,可替换,降低耦合,易维护

 

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restful风格:统一请求路径,不同请求方式,完成不同操作

 

 

三.RPC和HTTP

 

无论是微服务还是SOA,都面临着服务间的远程调用。那么服务间的远程调用方式有哪些呢?

常见的远程调用方式有以下2种:

  • RPC:Remote Produce Call远程过程调用,类似的还有RMI(remote method invoke)。自定义数据格式,基于原生TCP通信,速度快,效率高。早期的webservice,现在热门的dubbo,都是RPC的典型代表.
  • Http:http其实是一种网络传输协议,基于TCP,规定了数据传输的格式。现在客户端浏览器与服务端通信基本都是采用Http协议,也可以用来进行远程服务调用。缺点是消息封装臃肿,优势是对服务的提供和调用方没有任何技术限定,自由灵活,更符合微服务理念。

现在热门的Rest风格,就可以通过http协议来实现。

如果你们公司全部采用Java技术栈,那么使用Dubbo作为微服务架构是一个不错的选择。

相反,如果公司的技术栈多样化,而且你更青睐Spring家族,那么SpringCloud搭建微服务是不二之选。在我们的项目中,我们会选择SpringCloud套件,因此我们会使用Http方式来实现服务间调用。

 

 

四.负载均衡Ribbon

Ribbon是Netflix发布的负载均衡器

 

负载均衡的作用是:告诉消费者应该调用诸多提供者中的哪一个

4.1问题:

在刚才的案例中,我们启动了一个user-service,然后通过DiscoveryClient来获取服务实例信息,然后获取ip和端口来访问。

但是实际环境中,我们往往会开启很多个user-service的集群。此时我们获取的服务列表中就会有多个,到底该访问哪一个呢?

 

因为Eureka中已经集成了Ribbon,所以我们无需引入新的依赖。直接修改代码:

在RestTemplate的配置方法上添加@LoadBalanced注解:

@Bean
@LoadBalanced
public RestTemplate restTemplate() {
    return new RestTemplate();
}

 

 

 

4.2 默认采用懒加载

Ribbon默认是采用懒加载,即第一次访问时才会去创建负载均衡客户端。往往会出现超时。如果需要采用饥饿加载,即项目启动即创建,可以这样配置:

ribbon:

  eager-load:

    enabled: true

    clients: user-service

 

 

五. Hystrix

Hystix,英文意思是豪猪,全身是刺,看起来就不好惹,是一种保护机制。

Hystrix也是Netflix公司的一款组件。

 

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那么Hystix的作用是什么呢?具体要保护什么呢?

Hystix是Netflix开源的一个延迟和容错库,用于隔离访问远程服务、第三方库,防止出现级联失败。

 

微服务中,服务间调用关系错综复杂,一个请求,可能需要调用1个或多个微服务接口才能实现,会形成非常复杂的调用链路:

 

如图,一次业务请求,需要调用A、P、H、I四个服务,这四个服务又可能调用其它服务。

如果此时,某个服务出现异常:

 

例如微服务I发生异常,请求阻塞,用户不会得到响应,则tomcat的这个线程不会释放,于是越来越多的用户请求到来,越来越多的线程会阻塞:

 

服务器支持的线程和并发数有限,请求一直阻塞,会导致服务器资源耗尽,从而导致所有其它服务都不可用,形成雪崩效应。

这就好比,一个汽车生产线,生产不同的汽车,需要使用不同的零件,如果某个零件因为种种原因无法使用,那么就会造成整台车无法装配,陷入等待零件的状态,直到零件到位,才能继续组装。  此时如果有很多个车型都需要这个零件,那么整个工厂都将陷入等待的状态,导致所有生产都陷入瘫痪。一个零件的波及范围不断扩大。

Hystix解决雪崩问题的手段主要是服务降级,包括:

5.1 线程隔离

5.2 服务熔断

 

5.3 SOA服务治理架构

SOA: 面向服务的架构

 

5.4 Http客户端工具

既然微服务选择了Http,那么我们就需要考虑自己来实现对请求和响应的处理。不过开源世界已经有很多的http客户端工具,能够帮助我们做这些事情,例如:

  • HttpClient
  • OKHttp
  • URLConnection

 

六. feign(英译:伪装)

使用feign可以实现远程调用

6.1 负载均衡

集成

6.2 Hystrix

集成

6.3 请求压缩

6.4  日志级别

 

七.ZUUL网关

7.1 负载均衡

集成

 

7.2 熔断

集成

 

7.3 高可用(zuul集群)

 

7.4 Eureka

没有集成