Spring Cloud应该怎么入门？

Spring Cloud是一个微服务框架，相比Dubbo等RPC框架, Spring Cloud提供全套的分布式系统解决方案，它依赖于 Spring Boot ，有快速开发、持续交付和容易部署等特点。

Spring Cloud不像其他Spring子项目那样相对独立，它是一个拥有诸多子项目的大型综合项目。

Spring Cloud有很多组件。

下面可以看下一个由Spring Cloud组成的架构图：

这里包含的Spring相关组件，有这些，下面一一介绍一下。

▐  服务注册和发现组件 Eureka

• 介绍

利用 Eureka 组件可以很轻松地实现服务的注册和发现功能。Eureka 组件提供了服务的健康监测，以及界面友好的 UI 。通过 Eureka 组件提供的 UI，Eureka 组件可以让开发人员随时了解服务单元的运行情况。另外 Spring Cloud 也支持 Consul 和Zookeeper ，用于注册和发现服务。

• Eureka原理

Eureka Server：服务注册中心。Eureka Server本身也集成了Eureka Client，彼此通过Eureka Client同步数据给其它实例又或者从其他实例同步数据。包含功能：服务剔除。
Application Service：服务提供者。包含功能：服务注册，服务同步，服务续约，服务下线。
Application Client：服务消费者。包含功能：获取服务，服务调用。
Make Remote Call：RESTful API的调用
us-east-1c,us-east-1d：表示一个集群。

• CP VS AP

CAP原则又称CAP定理，指的是在一个分布式系统中，一致性（Consistency）、可用性（Availability）、分区容错性（Partition tolerance）。CAP 原则指的是，这三个要素最多只能同时实现两点，不可能三者兼顾。CAP理论提出就是针对分布式数据库环境的，所以，P这个属性是必须具备的。Eureka保证AP，zookeeper保证CP。zookeeper通过zab协议维持强一致性，服务注册相对Eureka会慢一些，要求过半数节点都写入成功才认为注册成功，Leader挂掉时，需要重新选举，整个集群不可用。Eureka为了实现更高的服务可用性，牺牲了一定的一致性。

▐  客户端负载均衡 Spring Cloud Ribbon

• 介绍

Spring Cloud Ribbon是一个基于HTTP和TCP的客户端负载均衡工具，它基于Netflix Ribbon实现，可以将面向服务的REST模板请求自动转换成客户端负载均衡的服务调用。

• 使用

在Spring Cloud中，当Ribbon与Eureka配合使用时，Ribbon可自动从Eureka Server获取服务提供者地址列表，并基于负载均衡算法，选择其中一个服务提供者实例。

• 架构

• RestTemplate

RestTemplate实现了对HTTP请求的封装处理，形成了一套模板化的调用方式。

• 几种负载均衡策略

1. RandomRule：随机选取负载均衡策略，随机Random对象，在所有服务实例中随机找一个服务的索引号，然后从上线的服务中获取对应的服务。

2. RoundRobinRule：线性轮询负载均衡策略。

3. WeightedResponseTimeRule：响应时间作为选取权重的负载均衡策略，根据平均响应时间计算所有服务的权重，响应时间越短的服务权重越大，被选中的概率越高。刚启动时，如果统计信息不足，则使用线性轮询策略，等信息足够时，再切换到WeightedResponseTimeRule。

4. RetryRule：使用线性轮询策略获取服务，如果获取失败则在指定时间内重试，重新获取可用服务。

5. ClientConfigEnabledRoundRobinRule：默认通过线性轮询策略选取服务。通过继承该类，并且对choose方法进行重写，可以实现更多的策略，继承后保底使用RoundRobinRule策略。

6. BestAvailableRule：继承自ClientConfigEnabledRoundRobinRule。从所有没有断开的服务中，选取到目前为止请求数量最小的服务。

7. PredicateBasedRule：抽象类，提供一个choose方法的模板，通过调用AbstractServerPredicate实现类的过滤方法来过滤出目标的服务，再通过轮询方法选出一个服务。

8. AvailabilityFilteringRule：按可用性进行过滤服务的负载均衡策略，会先过滤掉由于多次访问故障而处于断路器跳闸状态的服务，还有并发的连接数超过阈值的服务，然后对剩余的服务列表进行线性轮询。

9. ZoneAvoidanceRule：本身没有重写choose方法，用的还是抽象父类PredicateBasedRule的choose。

一般情况，选择默认的就可以了。

▐  声明式服务调用 Spring Cloud Feign

• 介绍

Feign是一个声明式的 Web Service 客户端，只需要创建一个接口，并加上对应的 Feign Client 注解，即可进行远程调用。

• 特性

1. 可插拔的注解支持

2. 可插拔的 HTTP 编码器、解码器

3. 支持 Hystrix 断路器、Fallback

4. 支持 Ribbon 负载均衡

5. 支持 HTTP 请求、响应压缩

▐  熔断组件 Spring Cloud Hystrix

• 介绍

Hystrix是Netflix开源的一款容错框架，包含常用的容错方法。在高并发访问下，系统所依赖的服务的稳定性对系统的影响非常大，依赖有很多不可控的因素，比如网络连接变慢，资源突然繁忙，暂时不可用，服务脱机等。Hystrix利用熔断、线程池隔离、信号量隔离、降级回退等方法来处理依赖隔离，使系统变得高可用。

• 线程池VS信号量

相对于其他的熔断器，Hystrix可以采用线程池来做隔离，好处是通过将发送请求线程与执行请求的线程分离，可有效防止发生级联故障，但是弊端是就是它增加了计算的开销，每个业务请求（被包装成命令）在执行的时候，会涉及到请求排队，调度和上下文切换。而且他的线程池是针对每个服务，所以服务较多的场景下，那就会有很多个线程池，这也增加了系统本身的开销。

▐  服务网关 Spring Cloud Gateway

• 介绍

Spring Cloud Gateway是Spring官方推出的服务网关的实现框架，相对于服务网关的概念有点类似于传统的反向代理服务器（如nginx），但反向代理一般都只是做业务无关的转发请求，而服务网关与服务的整合程度更高，可以看作也是整个服务体系的组成部分，通过过滤器等组件可以在网关中集成一些业务处理的操作（比如权限认证等）。

1. Route: 负责将某个外部请求路由到一个合适的地址，包含一个ID,一个目标地址，一系列的Predicate和Filter；

2. Predicate: 基于Java 8 Function Predicate的断言机制，用于将请求匹配到某一个Route

3. Filter: 类似于Servlet filter，可以在请求传递给下一级处理器之前对请求或响应进行修改，用于实现权限验证，日志记录，限流等功能

• 原理图

Gateway Client发送请求给Spring Cloud Gateway，Gateway Handler Mapping会判断请求的路径是否匹配路由的配置，如果匹配则会进入Gateway Web Handler，Web Handler会读取路由上所配置的过滤器，然后将该请求交给过滤器去处理，最后转发到路由配置的微服务。

▐  消息驱动的微服务 Spring Cloud Stream

• 介绍

Spring Cloud Stream是一个用来为微服务应用构建消息驱动能力的框架。

• 特点

1. 屏蔽底层 MQ 实现细节，Spring Cloud Stream 的 API 是统一的。如果从 Kafka 切到 RocketMQ，可以直接修改配置。

2. 与 Spring 生态整合更加方便。Spring Cloud Data Flow的流计算都是基于 Spring Cloud Stream；Spring Cloud Bus 消息总线内部也是用的 Spring Cloud Stream。

▐  介绍

根据Linkerd CEO William Morgan定义，Service Mesh是用于处理服务间通信的基础设施层，用于在云原生应用复杂的服务拓扑中实现可靠的请求传递。在实践中，Service Mesh通常是一组与应用一起部署，但对应用透明的轻量级网络代理。目前集团也有很多落地的场景，蚂蚁金服在双11大规模落地了 SOFAMosn，阿里巴巴在双11的部分电商核心应用上落地了完整的 Service Mesh 解决方案，可以侧面说明这块的确是未来的发展趋势。目前比较流行的开源软件 Istio 和 Linkerd 都是Service Mesh的实现。

▐  架构

Service Mesh，它将分布式服务的通信抽象为单独一层，在这一层中实现负载均衡、服务发现、认证授权、监控追踪、流量控制等分布式系统所需要的功能，作为一个和服务对等的代理服务，和服务部署在一起，接管服务的流量，通过代理之间的通信间接完成服务之间的通信请求。替换的组件包括网关（gateway或者Zuul，由Ingress gateway或者egress替换），熔断器（hystrix，由SideCar替换），注册中心（Eureka及Eureka client，由Polit，SideCar替换），负责均衡（Ribbon，由SideCar替换），链路跟踪及其客户端（Pinpoint及Pinpoint client，由SideCar及Mixer替换）。

▐  优点

1. 屏蔽分布式系统通信的复杂性(负载均衡、服务发现、认证授权、监控追踪、流量控制等等)，服务只用关注业务逻辑；

2. 真正的语言无关，服务可以用任何语言编写，只需和Service Mesh通信即可；

3. 对应用透明，Service Mesh组件可以单独升级；

1. 《Spring Cloud 微服务实战》：这本书比较初级，适合大概了解一下所有组件的实用方式。

2. 《分布式服务架构》：虽然不是Spring Cloud的，不过有不少分布式的实战案例，也比较推荐。