Consul的springcloud组件 springcloud组件介绍

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编程小天才 2024-04-05 08:36:27

SpringCloud

1什么是springcloud？

Spring Cloud是一系列框架的有序集合。它利用Spring Boot的开发便利性巧妙地简化了分布式系统基础设施的开发，如服务发现注册、配置中心、消息总线、负载均衡、断路器、数据监控等，都可以用Spring Boot的开发风格做到一键启动和部署。Spring Cloud并没有重复制造轮子，它只是将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Spring Boot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。

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Consul的springcloud组件 springcloud组件介绍_java

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

2主要优势

Spring Cloud 来源于 Spring，质量、稳定性、持续性都可以得到保证。
Spirng Cloud 天然支持 Spring Boot，更加便于业务落地。
Spring Cloud 发展非常的快，从 2016 年开始接触的时候相关组件版本为 1.x，到现在将要发布 2.x 系列。
Spring Cloud 是 Java 领域最适合做微服务的框架。
相比于其它框架，Spring Cloud 对微服务周边环境的支持力度最大。
对于中小企业来讲，使用门槛较低。
Spring Cloud 是微服务架构的最佳落地方案。

1 注册中心Eureka

是为了解决因一个服务宕机而影响其调用服务，而导致雪球效应，对服务与服务之间进行解耦。Eureka 是 Netflix 开源的一款提供服务注册和发现的产品，它提供了完整的 Service Registry 和 Service Discovery 实现。它也是 Spring Cloud 体系中最重要最核心的组件之一。

用大白话讲，Eureka 就是一个服务中心，将所有的可以提供的服务都注册到它这里来管理，其他各调用者需要的时候去注册中心获取，然后再进行调用，避免了服务之间的直接调用，方便后续的水平扩展、故障转移等。

Consul的springcloud组件 springcloud组件介绍_断路器_02

2 熔断器Hystrix

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

（1）雪崩问题

微服务中，服务间调用关系错综复杂，一个请求，可能需要调用多个微服务接口才能实现，会形成非常复杂的调用链路：这个时候如果其中一个服务出现出现问题，请求就会阻塞，用户请求就不会得到响应，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。

Consul的springcloud组件 springcloud组件介绍_Cloud_03

（2）Hystrix解决雪崩问题的手段，主要包括

线程隔离，服务降级
服务熔断

区别

触发原因不太一样，服务熔断一般是某个服务（下游服务）故障引起，而服务降级一般是从整体负荷考虑；管理目标的层次不太一样，熔断其实是一个框架级的处理，每个微服务都需要（无层级之分），而降级一般需要对业务有层级之分（比如降级一般是从最外围服务开始

服务降级

Hystrix为每个依赖服务调用分配一个小的线程池，如果线程池已满调用将被立即拒绝，默认不采用排队，加速失败判定时间。用户的请求将不再直接访问服务，而是通过线程池中的空闲线程来访问服务，如果线程池已满，或者请求超时，则会进行降级处理，什么是服务降级（服务降级：可以优先保证核心服务。）

用户的请求故障时，不会被阻塞，更不会无休止的等待或者看到系统崩溃，至少可以看到一个执行结果（例如返回友好的提示信息）。 **服务降级虽然会导致请求失败，但是不会导致阻塞，而且最多会影响这个依赖服务对应的线程池中的资源，对其它服务没有响应。 **

触发Hystrix服务降级的情况：

线程池已满
请求超时

熔断原理

在服务熔断中，使用的熔断器，也叫断路器，其英文单词为：Circuit Breaker 熔断机制与家里使用的电路熔断原理类似；当如果电路发生短路的时候能立刻熔断电路，避免发生灾难。在分布式系统中应用服务熔断后；服务调用方可以自己进行判断哪些服务反应慢或存在大量超时，可以针对这些服务进行主动熔断，防止整个系统被拖垮。 Hystrix的服务熔断机制，可以实现弹性容错；当服务请求情况好转之后，可以自动重连。通过断路的方式，将后续请求直接拒绝，一段时间（默认5秒）之后允许部分请求通过，如果调用成功则回到断路器关闭状态，否则继续打开，拒绝请求的服务。

Consul的springcloud组件 springcloud组件介绍_java_04

状态机有3个状态：

Closed：关闭状态（断路器关闭），所有请求都正常访问。
Open：打开状态（断路器打开），所有请求都会被降级。Hystrix会对请求情况计数，当一定时间内失败请求百分比达到阈值，则触发熔断，断路器会完全打开。默认失败比例的阈值是50%，请求次数少不低于20 次。
Half Open：半开状态，不是永久的，断路器打开后会进入休眠时间（默认是5S）。随后断路器会自动进入半开状态。此时会释放部分请求通过，若这些请求都是健康的，则会关闭断路器，否则继续保持打开，再次进行休眠计时

3 负载均衡Ribbon

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？一般这种情况下我们就需要编写负载均衡算法，在多个实例列表中进行选择。不过Eureka中已经帮我们集成了负载均衡组件：Ribbon，简单修改代码即可使用。

什么是Ribbon？

（1）Spring Cloud Ribbon是基于Netﬂix Ribbon实现的一套客户端负载均衡的工具。

（2）Ribbon客户端组件提供一系列完善的配置项如连接超时，重试等。简单的说，就是在配置文件中列出Load Balancer（简称LB）后面所有的机器，Ribbon会自动的帮助你基于某种规则（如简单轮询，随机连接等）去连接这些机器。我们也很容易使用Ribbon实现自定义的负载均衡算法。

Ribbon默认的负载均衡策略是简单的轮询

Ribbon能干什么？

（1）将用户的请求平摊的分配到多个服务上

（2）集中式LB即在服务的消费方和提供方之间使用独立的LB设施(可以是硬件，如F5, 也可以是软件，如nginx), 由该设施负责把访问请求通过某种策略转发至服务的提供方；

（3）进程内LB将LB逻辑集成到消费方，消费方从服务注册中心获知有哪些地址可用，然后自己再从这些地址中选择出一个合适的服务器。

注意： Ribbon就属于进程内LB，它只是一个类库，集成于消费方进程，消费方它来获取到服务提供方的地址。

4 Feign服务调用

在feign没有之前我们如果实现服务间的调用会使用RestTemplate去实现服务间的调用。但是在实际开发中，有偶遇对于服务依赖的调用可能不止一处，往往一个借口会被多处调用，所以通常都会针对每个微服务自行封装一些客户端类来包装这些依赖服务的调用。

所以，Feign在此基础上做了进一步封装，由他来帮助我们定义和实现依赖服务借口的定义。在Feign的实现下，我们只需创建一个接口并使用注解的方式来配置它，即可完成对服务提供方的接口绑定，并且feign集成了ribbon和restTemplate简化了使用Spring cloud Ribbon，自动封装服务调用客户端的开发量。并且实现了服务间的负载均衡。

5 Spring Cloud Gateway网关

Spring Cloud Gateway组件的核心是一系列的过滤器，通过这些过滤器可以将客户端发送的请求转发（路由）到对应的微服务。 Spring Cloud Gateway是加在整个微服务前沿的防火墙和代理器，隐藏微服务结点IP端口信息，从而加强安全保护。Spring Cloud Gateway本身也是一个微服务，需要注册到Eureka服务注册中心。

网关的核心功能是：过滤和路由

Gateway加入后的架构：

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不管是来自于客户端（PC或移动端）的请求，还是服务内部调用。一切对服务的请求都可经过网关，然后再由网关来实现鉴权、动态路由等等操作。Gateway就是我们服务的统一入口。

核心概念

路由（route）路由信息的组成：由一个ID、一个目的URL、一组断言工厂、一组Filter组成。如果路由断言为真，说明请求URL和配置路由匹配。
断言（Predicate） Spring Cloud Gateway中的断言函数输入类型是Spring 5.0框架中的 ServerWebExchange。Spring Cloud Gateway的断言函数允许开发者去定义匹配来自于HTTP Request中的任何信息比如请求头和参数。
过滤器（Filter）一个标准的Spring WebFilter。 Spring Cloud Gateway中的Filter分为两种类型的Filter，分别是Gateway Filter和Global Filter。过滤器Filter将会对请求和响应进行修改处理