（转）Spring Cloud（一）

（二期）22、微服务框架spring cloud（一）

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【课程22】spirng cl...架构.xmind0.5MB

【课程22】负载均...eign.xmind46.2KB

【课程22】基于rest...服务.xmind25.2KB

【课程22】微服务.xmind63.6KB

【课程22】注册中...reka.xmind0.7MB

什么是微服务

微服务英文名称Microservice，Microservice架构模式就是将整个Web应用组织为一系列小的Web服务。这些小的Web服务可以独立地编译及部署，并通过各自暴露的API接口相互通讯。它们彼此相互协作，作为一个整体为用户提供功能，却可以独立运行扩展。

需要功能或使用场景

1：我们把整个系统根据业务拆分成几个子系统。

 2：每个子系统可以部署多个应用，多个应用之间使用负载均衡。

 3：需要一个服务注册中心，所有的服务都在注册中心注册，负载均衡也是通过在注册中心注册的服务来使用一定策略来实现。

 4：所有的客户端都通过同一个网关地址访问后台的服务，通过路由配置，网关来判断一个URL请求由哪个服务处理。请求转发到服务上的时候也使用负载均衡。

 5：服务之间有时候也需要相互访问。例如有一个用户模块，其他服务在处理一些业务的时候，要获取用户服务的用户数据。

 6：需要一个断路器，及时处理服务调用时的超时和错误，防止由于其中一个服务的问题而导致整体系统的瘫痪。

 7：还需要一个监控功能，监控每个服务调用花费的时间等。

设计原则

• 单一职责原则

• 服务自治原则

• 轻量级通信机制

• 跨语言、平台

• 通信体量轻，如REST

• 微服务粒度

基于rest风格的微服务

项目例子见代码

可以试用spring的restTemplate做rest远程调用。

• 主要使用RestTemplate完成rest调用

（服务提供者）

（服务调用者）

优缺点

• 适用场景有局限，服务提供者对我接口不能发生变化，会直接影响到消费者。

• 服务容灾不法保证，容易造成服务雪崩

• 适合较为简单微服务系统

什么是spirngCloud

spring cloud 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。它运行环境简单，可以在开发人员的电脑上跑。另外说明spring cloud是基于springboot的，所以需要开发中对springboot有一定的了解。

开发工具集合，含有多个项目。

简化了分布式开发。

• 利用Spring boot的开发便利

• 主要是基于对Netfix开源组件的进一步封装

核心特性

• 分布式/版本化配置

• 服务注册和发现

• 路由

• 服务和服务之间的调用

• 负载均衡

• 断路器

• 分布式消息传递

这些特性都是由不同的组件来完成，在架构的演进过程中扮演着重要的角色

特点

1：约定优于配置

2：开箱即用、快速启动

3：与springboot紧密结合

4：轻量级的组件

5：组件支持丰富，功能齐全

整体结构图

从上图可以看出Spring Cloud各个组件相互配合，合作支持了一套完整的微服务架构。 

• 其中Eureka负责服务的注册与发现，很好将各服务连接起来

• Hystrix 负责监控服务之间的调用情况，连续多次失败进行熔断保护。

• Hystrix dashboard,Turbine 负责监控 Hystrix的熔断情况，并给予图形化的展示

• Spring Cloud Config 提供了统一的配置中心服务

• 当配置文件发生变化的时候，Spring Cloud Bus 负责通知各服务去获取最新的配置信息

• 所有对外的请求和服务，我们都通过Zuul来进行转发，起到API网关的作用

• 监控我们使用Sleuth+Zipkin+springAdmin将所有的请求数据记录下来，方便我们进行后续分析

Spring Cloud Config：配置管理开发工具包，可以让你把配置放到远程服务器，目前支持本地存储、Git以及Subversion。

Spring Cloud Bus：事件、消息总线，用于在集群（例如，配置变化事件）中传播状态变化，可与Spring Cloud Config联合实现热部署。

Spring Cloud Netflix：针对多种Netflix组件提供的开发工具包，其中包括Eureka、Hystrix、Zuul、Archaius等。

Netflix Eureka：云端负载均衡，一个基于 REST 的服务，用于定位服务，以实现云端的负载均衡和中间层服务器的故障转移。

Netflix Hystrix：容错管理工具，旨在通过控制服务和第三方库的节点,从而对延迟和故障提供更强大的容错能力。

Netflix Zuul：边缘服务工具，是提供动态路由，监控，弹性，安全等的边缘服务。

Netflix Archaius：配置管理API，包含一系列配置管理API，提供动态类型化属性、线程安全配置操作、轮询框架、回调机制等功能。

Spring Cloud for Cloud Foundry：通过Oauth2协议绑定服务到CloudFoundry，CloudFoundry是VMware推出的开源PaaS云平台。

 Spring Cloud Sleuth：日志收集工具包，封装了Dapper,Zipkin和HTrace操作。 

Spring Cloud Data Flow：大数据操作工具，通过命令行方式操作数据流。

Spring Cloud Security：安全工具包，为你的应用程序添加安全控制，主要是指OAuth2。

Spring Cloud Consul：封装了Consul操作，consul是一个服务发现与配置工具，与Docker容器可以无缝集成。

Spring Cloud Zookeeper：操作Zookeeper的工具包，用于使用zookeeper方式的服务注册和发现。

Spring Cloud Stream：数据流操作开发包，封装了与Redis,Rabbit、Kafka等发送接收消息。

Spring Cloud CLI：基于 Spring Boot CLI，可以让你以命令行方式快速建立云组件。

注册中心-Eureka

（心跳检测、健康检查、负载均衡等）

Spring Cloud解决的第一个问题就是：服务与服务之间的解耦。很多公司在业务高速发展的时候，服务组件也会相应的不断增加。服务和服务之间有着复杂的相互调用关系，经常有服务A调用服务B，服务B调用服务C和服务D ...，随着服务化组件的不断增多，服务之间的调用关系成指数级别的增长。

这样最容易导致的情况就是牵一发而动全身。经常出现由于某个服务更新而没有通知到其它服务，导致上线后惨案频发。这时候就应该进行服务治理，将服务之间的直接依赖转化为服务对服务中心的依赖。

两个组件组成

• Eureka Server注册中心

• Eureka Client服务注册

当然服务中心这么重要的组件一但挂掉将会影响全部服务，因此需要搭建Eureka集群来保持高可用性，生产中建议最少两台。随着系统的流量不断增加，需要根据情况来扩展某个服务，Eureka内部已经提供均衡负载的功能，只需要增加相应的服务端实例既可。那么在系统的运行期间某个实例挂了怎么办？Eureka内容有一个心跳检测机制，如果某个实例在规定的时间内没有进行通讯则会自动被剔除掉，避免了某个实例挂掉而影响服务。 

因此使用了Eureka就自动具有了注册中心、负载均衡、故障转移的功能。 

编写Eureka Server步骤

第一步、导入Eurka坐标

<parent>

   <groupId>org.springframework.boot</groupId>

   <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>

   <version>2.0.3.RELEASE</version>

   <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->

</parent>

<properties>

   <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>

   <project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding>

   <java.version>1.8</java.version>

   <spring-cloud.version>Finchley.RELEASE</spring-cloud.version>

</properties>

<dependencies>

   <dependency>

      <groupId>org.springframework.cloud</groupId>

      <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId>

   </dependency>

   <!--actuator用于应用监控管理-->

   <dependency>

      <groupId>org.springframework.boot</groupId>

      <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>

   </dependency>

   <dependency>

      <groupId>org.springframework.boot</groupId>

      <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>

      <scope>test</scope>

   </dependency>

</dependencies>

<dependencyManagement>

   <dependencies>

      <dependency>

         <groupId>org.springframework.cloud</groupId>

         <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>

         <version>${spring-cloud.version}</version>

         <type>pom</type>

         <scope>import</scope>

      </dependency>

   </dependencies>

</dependencyManagement>

第二步、Applcation上添加注解

#开启Eurka注册中心服务

@EnableEurekaServer 

第三步、在aplication.yml上配置Eureka注册信息

server:

  port: 8761

eureka:

  client:

    #  表示是否将自己注册到Eureka Servcer。

    register-with-eureka: false

    #  表示是否从Eureka Server获取注册信息

    fetchRegistry: false

    serviceUrl:

     #  设置Eureka Server交互的地址

      defaultZone: http://localhost:8761/eureka/

spring:

  application:

    name: eureka-server-1

第四步、启动项目，访问http://localhost:8761 可以访问到Eureka服务界面

两个注解

# 开启注册服务发现功能

@EnableDiscoveryClient

# 开启Eureka注册中心服务功能

@EnableEurekaServer

自我保护模式

保护模式主要用于一组客户端和Eureka Server之间存在网络分区场景下的保护。一旦进入保护模式，Eureka Server将会尝试保护其服务注册表中的信息，不再删除服务注册表中的数据（也就是不会注销任何微服务）。

默认情况下，如果Eureka Server在一定时间内没有接收到某个微服务实例的心跳，Eureka Server将会注销该实例（默认90秒）。但是当网络分区故障发生时，微服务与Eureka Server之间无法正常通信，以上行为可能变得非常危险了——因为微服务本身其实是健康的，此时本不应该注销这个微服务。

Eureka通过“自我保护模式”来解决这个问题——当Eureka Server节点在短时间内丢失过多客户端时（可能发生了网络分区故障），那么这个节点就会进入自我保护模式。一旦进入该模式，Eureka Server就会保护服务注册表中的信息，不再删除服务注册表中的数据（也就是不会注销任何微服务）。当网络故障恢复后，该Eureka Server节点会自动退出自我保护模式。

综上，自我保护模式是一种应对网络异常的安全保护措施。它的架构哲学是宁可同时保留所有微服务（健康的微服务和不健康的微服务都会保留），也不盲目注销任何健康的微服务。使用自我保护模式，可以让Eureka集群更加的健壮、稳定。

自我保护的条件：

一般情况下，微服务在Eureka上注册后，会30秒定期发送心跳，Eureka 通过心跳来判断微服务是否健康，同时会定期删除超过90秒没有发送心跳的服务。

有2种情况会导致Eureka Server收不到微服务的心跳，

1. 是微服务自身原因所致，比如故障或关闭；

2. 是微服务与eureka之间的网络出现故障。

通常（微服务自身的故障关闭）只会导致个别服务出现故障，一般不会出现大面积的故障，而（网络故障）通常会导致Eureka Server在短时间内无法收到大批心跳。

考虑到这个区别，Eureka设定了一个阀值，当判断挂掉的服务的数量超过阀值时，Eureka Server认为很大程度上出现了网络故障，将不再删除心跳过期的服务。

那这个阀值是多少呢？

1. 15分钟之内是否低于85%；

2. Eureka Server在运行期间，会统计心跳失败的比例在15分钟之内是否低于85%

3. 这种算法叫着Eureka Server的自我保护模式。

关闭自我保护模式（生产上不建议）

（关闭了自我保护之后，然后需要几分钟才能把失效的客户端节点删掉）

高可用

作为一个注册中心，为了确保微服务能够正常的注册和发现，单机的eureka server肯定不能满足这样的需求，如果注册中心挂掉，那么线上的所有服务都会有影响，那么需要有一个高可用的eureka server来支撑。

在eureka的服务治理设计中，所有的节点既是服务提供方，也是服务消费方，服务注册中心也是，那么eureka server的高可用实际上是将自己作为服务注册到其他的注册中心，这样可以形成一组相互注册的服务注册中心，可以实现服务清单的同步，达到高可用的目的。

注册中心节点之间相互注册即可实现高可用部署。

（相互注册）

假如3个以上也一样，把其他的都注册到自己的server上面，用逗号隔开。客户端需要配置所有的Eureka server地址。

（客户端）

如此可以保证注册节点的高可用。

原理

在euerka 集群中如果某台服务器宕机，euerka没有zookeeper的选举leader规则过程，客户端请求会自动切换到新的euerka的节点上，当宕机的服务器从恢复后，euerka会从新将其纳入到euerka服务器集群中（实现高可用）

注册中心地位

客户端发现

• eureka

服务端发现

• nginx

• zookeeper

添加权限控制

eureka启动之后，可以通过链接直接访问到eureka。所以需要添加security。

<dependency>

    <groupId>org.springframework.boot</groupId>

    <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>

</dependency>

添加security的账号密码。

spring:

  security:

    user:

      name: admin

      password: admin

可以通过spring-boot-starter-sercurity对Eureka Server添加安全认证。默认情况下，将其添加到classpath后，会对每个请求进行CSRF检查。Eureka并不会生成CSRF token，所以需要关掉对/eureka/*路径下的检查：

@Configuration

@EnableWebSecurity

public class WebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {

    @Override

    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {

        // 关闭csrf

        http.csrf().ignoringAntMatchers("/eureka/**");

        super.configure(http);

    }

}

客户端连接eureka的时候，defaultZone需要改动。

eureka:

  client:

    # 设置Eureka Server交互的地址

    service-url:

      defaultZone: http://admin:admin@localhost:8761/eureka/

客户端负载均衡-Ribbon

Spring Cloud Ribbon是基于HTTP和TCP的客户端负载工具，它是基于Netflix Ribbon实现的。通过Spring Cloud的封装，可以轻松地将面向服务的REST模板请求，自动转换成客户端负载均衡服务调用。

整合步骤

步骤一：导入Ribbon坐标（其实可以不用加，client直接有）

<dependency>

    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>

    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-ribbon</artifactId>

</dependency>

步骤二：为RestTemplate添加@@LoadBalanced注解，表示使用负载均衡算法

@Bean

//为RestTemplate整合Ribbon的负载均衡能力

@LoadBalanced

public RestTemplate restTemplate() {

    return new RestTemplate();

}

步骤三：eureka-client-2是被调用者的应用名称。名称为eureka-client-2应用的有多个。此时就会根据负载算法调用生产者。

步骤四：改变负载均衡策略，配置形式，或者注解形式都可以（IRule）

ORDER:

  ribbon:

    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule

被调用方（生产者）可以通过注入loadBalancerClient查看当前端口。

@Autowired

private LoadBalancerClient loadBalancerClient;

在Eureka server看到的效果：

@LoadBalanced

客户端负载均衡的使用

LoadBalancerInterceptor

自定义Ribbon配置

脱离项目使用Ribbon

service.ribbon.listOfServers

声明式REST调用-Feign

Feign可以创建声明式、模板化的HTTP客户端，进行微服务调用。使用简单，创建一个接口，然后在接口上添加一些注解，代码就完成了。

代码如下：

第一步、导入Feign坐标，并在Application上添加注解@EnableFeignClients表示开启Feign模块

<dependency>

    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>

    <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>

</dependency>

第二步 ：创建一个Feign接口，并添加@FeignClient注解

import com.itmuch.cloud.microserviceconsumermoviefeign.pojo.User;

import org.springframework.cloud.openfeign.FeignClient;

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;

import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;

@FeignClient(name = "microservice-provider-user")

public interface UserFeignClient {

    @GetMapping(value = "/{id}")

    User findById(@PathVariable("id") Long id);

}

第三步、controller上地方

    @Autowired

    private UserFeignClient userFeignClient;

    @GetMapping("/user/{id}")

    public User findById(@PathVariable Long id) {

        return this.userFeignClient.findById(id);

    }

feign常见问题汇总：

• http://www.itmuch.com/spring-cloud-sum-feign/