最近幾年微服務(wù)很火，大家都在建設(shè)微服務(wù)，如果不懂點(diǎn)微服務(wù)相關(guān)的技術(shù)，都不好意思跟同行打招呼了。

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圖片來自 Pexels

 

我也見過身邊很多人在微服務(wù)踩過很多坑，我從 2016 年開始接觸微服務(wù)，有多家大型企業(yè)的微服務(wù)分布式系統(tǒng)的架構(gòu)經(jīng)驗(yàn)，不過微服務(wù)和涉及的分布式計(jì)算非常的復(fù)雜，絕非是一篇文章就可以講清楚的。

本文只是從最簡單的概念的基本使用帶你入門，如果后續(xù)還有興趣的話，可以查閱相關(guān)的文獻(xiàn)和技術(shù)書籍去深入學(xué)習(xí)。

本文的微服務(wù)分享以下三部分，總體大綱如下：

• 微服務(wù)的概念和原則(理論)
• Spring Cloud 如何低成本的實(shí)現(xiàn)微服務(wù)(實(shí)現(xiàn))
• Spring Cloud 大型項(xiàng)目的架構(gòu)方案(真實(shí)案例)

微服務(wù)的概念和原則

什么是微服務(wù)?

簡單舉例：看軍事新聞的同學(xué)應(yīng)該都知道，一艘航空母艦作戰(zhàn)能力雖然很強(qiáng)，但是弱點(diǎn)太明顯，就是防御能力太差，單艘的航空母艦很少單獨(dú)行動(dòng)，通常航空母艦戰(zhàn)斗群才是主要軍事力量。

你可以把單艘航母理解為的單體應(yīng)用(防御差，機(jī)動(dòng)性不好)，把航母戰(zhàn)斗群(調(diào)度復(fù)雜，維護(hù)費(fèi)用高)理解為微服務(wù)。

簡單講特征就是：

• 單體應(yīng)用：簡單，脆弱(某個(gè)模塊出問題，整個(gè)系統(tǒng)不可用)，戰(zhàn)斗力弱，維護(hù)成本低。
• 微服務(wù)架構(gòu)：復(fù)雜，健壯(某個(gè)模塊出問題，不會(huì)影響系統(tǒng)整體的可用性)，戰(zhàn)斗力強(qiáng)，維護(hù)成本高。

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單體作戰(zhàn)的應(yīng)用(圖)

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微服務(wù)戰(zhàn)斗群(圖)

大部分的開發(fā)者經(jīng)歷和開發(fā)過單體應(yīng)用，無論是傳統(tǒng)的 SSM，還是現(xiàn)在的 Spring Boot/Rails，它們都是單體應(yīng)用。

那么長期陪伴我們的單體應(yīng)用有什么弊端?我們是面臨了什么問題，導(dǎo)致我們要拋棄單體應(yīng)用轉(zhuǎn)向微服務(wù)架構(gòu)?

個(gè)人總結(jié)主要問題如下：

• 部署成本高(無論是修改 1 行代碼，還是 10 行代碼，都要全量部署替換)。
• 改動(dòng)影響大，風(fēng)險(xiǎn)高，測試成本高(不論代碼改動(dòng)多小，成本都相同)。
• 因?yàn)槌杀靖撸L(fēng)險(xiǎn)高，所以導(dǎo)致部署頻率低(無法滿足快速交付客戶需求)。

當(dāng)然還有例如無法滿足快速擴(kuò)容，彈性伸縮，無法適應(yīng)云環(huán)境特性等問題，但我們不一一詳談了，以上的問題，都是微服務(wù)架構(gòu)要解決的問題，至于具體是怎么解決的，我們先放到后面再聊。

歷代應(yīng)用程序的架構(gòu)變遷(圖)

 

解決什么問題，又引入了什么問題?

我們先看看微服務(wù)能帶給我們什么?微服務(wù)架構(gòu)的特點(diǎn)：

• 針對特定服務(wù)發(fā)布，影響小，風(fēng)險(xiǎn)小，成本低
• 頻繁發(fā)布版本，快速交付需求
• 低成本擴(kuò)容，彈性伸縮，適應(yīng)云環(huán)境

我們知道一個(gè)樸素的理念，沒有任何事物是完美的，任何東西都有兩面性，有得必有失。

那么在選擇微服務(wù)在解決了快速響應(yīng)和彈性伸縮的問題同時(shí)，它又給我們帶來了什么問題?

個(gè)人總結(jié)如下：

• 分布式系統(tǒng)的復(fù)雜性
• 部署，測試和監(jiān)控的成本問題
• 分布式事務(wù)和 CAP 的相關(guān)問題

系統(tǒng)應(yīng)用由原來的單體變成幾十到幾百個(gè)不同的工程，會(huì)所產(chǎn)生例如包括服務(wù)間的依賴，服務(wù)如何拆封，內(nèi)部接口規(guī)范，數(shù)據(jù)傳遞等等問題。

尤其是服務(wù)拆分，需要團(tuán)隊(duì)熟悉業(yè)務(wù)流程，懂得取舍，要保證拆分的粒度服務(wù)既符合“高內(nèi)聚，低耦合”的基本原則，還要兼顧業(yè)務(wù)的發(fā)展以及公司的愿景，要還要說服團(tuán)隊(duì)成員為之努力，并且積極投入，在多方中間取得平衡。

對于分布式系統(tǒng)，部署，測試和監(jiān)控都需要大量的中間件來支撐，而且中間件本身也要維護(hù)。

原先單體應(yīng)用很簡單的事務(wù)問題 ，轉(zhuǎn)到分布式環(huán)境就變得很復(fù)雜，分布式事務(wù)是采用簡單的重試+補(bǔ)償機(jī)制，還是采用二階段提交協(xié)議等強(qiáng)一致性方法來解決，就要取決對業(yè)務(wù)場景的熟悉加上反復(fù)的權(quán)衡了。

相同問題還包括對 CAP 模型的權(quán)衡，總之微服務(wù)對團(tuán)隊(duì)整體的技術(shù)棧水平整體要求更高。

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微服務(wù)有哪些應(yīng)該遵循哪些原則?

古人云：兵馬未動(dòng)，糧草先行。建設(shè)微服務(wù)是需要建立長遠(yuǎn)規(guī)劃，不是像寫 CMS 那樣建好數(shù)據(jù)庫表，然后就開始干活，這樣十有八九是會(huì)失敗的。

我們要進(jìn)行微服務(wù)改造前，架構(gòu)師要提前做好規(guī)劃，我們把這里分為三步，前期階段，設(shè)計(jì)階段，技術(shù)階段。

前期階段，大致要做好如下事情：

• 和多方充分溝通，確保能符合客戶和組織的需求，并且得到認(rèn)同。
• 和團(tuán)隊(duì)溝通，讓隊(duì)友(開發(fā)/測試/運(yùn)維)理解，并且積極投入。
• 和業(yè)務(wù)部門溝通，指定版本計(jì)劃和上線時(shí)間。

設(shè)計(jì)階段，參考 Sam Newman 的著作《微服務(wù)設(shè)計(jì)》，單微服務(wù)必須要滿足以下的條件，才符合微服務(wù)的基本要求：

• 標(biāo)準(zhǔn)的 REST 風(fēng)格接口(基于 HTTP 和 JSON 格式)。
• 獨(dú)立部署，避免共享數(shù)據(jù)庫(避免因?yàn)閿?shù)據(jù)庫而影響整個(gè)分布式系統(tǒng))。
• 業(yè)務(wù)上的高內(nèi)聚，減少依賴(從設(shè)計(jì)上要避免服務(wù)過大或者太小)。

龐大的分布式系統(tǒng)，需要強(qiáng)大基礎(chǔ)設(shè)施來支撐，微服務(wù)涉及哪些基礎(chǔ)設(shè)施?

• CI/CD 和自動(dòng)化(分布式系統(tǒng)幾乎不可能通過人工手動(dòng)發(fā)布。)
• 虛擬化技術(shù)(要保證微服務(wù)運(yùn)行環(huán)境隔離，目前行業(yè)主流的是使用 Docker 容器)。
• 日志聚合，全鏈路監(jiān)控(高度可觀察和分析診斷問題)。

說了那么多，那什么樣的情況下，你的團(tuán)隊(duì)不適合建設(shè)微服務(wù)?(請勿對號(hào)入座)

• 開發(fā)團(tuán)隊(duì)不具備自主性，所在組織對開發(fā)團(tuán)隊(duì)限制非常多(具體請參考 康威定律)。
• 團(tuán)隊(duì)不熟悉業(yè)務(wù)，無法識(shí)別出服務(wù)的邊界，進(jìn)行合理的拆分(請參考 DDD 領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì))。

微服務(wù)設(shè)計(jì)其實(shí)是很早就有的設(shè)計(jì)思想，因?yàn)殡S著虛擬化技術(shù)的崛起，微服務(wù)可以低成本的實(shí)現(xiàn)，所以也開始流行和興起。

微服務(wù)的內(nèi)涵很深，其中就包括，自動(dòng)化，去中心化，獨(dú)立性等等，其中細(xì)節(jié)無法用一篇文章概述清楚，我們在做技術(shù)選型或者方案的時(shí)候，盡可能多去了解技術(shù)的本身和起源再結(jié)合我們業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，進(jìn)行更好的選擇。

如何低成本的實(shí)現(xiàn)微服務(wù)?

Spring Cloud 為什么是國內(nèi)最流行的微服務(wù)框架，它提供哪些開箱即用的組件 ?

概覽如下：

• Srping Boot 服務(wù)應(yīng)用
• Spring Cloud Config 配置中心
• Spring Cloud Eureka 服務(wù)發(fā)現(xiàn)
• Spring Cloud Hystrix 熔斷保護(hù)
• Spring Cloud Zuul 服務(wù)網(wǎng)關(guān)
• Spring Cloud OAuth 2 服務(wù)保護(hù)
• Spring Cloud Stream 消息驅(qū)動(dòng)
• 分布式全鏈路跟蹤
• 部署微服務(wù)

①Spring Boot 微服務(wù)基石

 

Spring Boot 是構(gòu)建微服務(wù)的理想框架，主要得益于 Spring Boot 可以打包成為單個(gè)可執(zhí)行JAR文件交付服務(wù)，Spring Actuator 公開服務(wù)健康信息都是微服務(wù)的基石，為什么這么說 ?

我們先看看構(gòu)建微服務(wù)的四個(gè)重要原則：

• 服務(wù)應(yīng)該是獨(dú)立和可獨(dú)立部署的
• 應(yīng)該從中央(配置中心)讀取配置
• 對客戶端是透明的
• 傳達(dá)健康信息

微服務(wù)有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，并非所有應(yīng)用都適合用微服務(wù)架構(gòu)，架構(gòu)師需要能做到以下要求：

• 分解業(yè)務(wù)問題：描述業(yè)務(wù)問題，注意動(dòng)詞，尋找數(shù)據(jù)內(nèi)聚。
• 建立服務(wù)粒度：講大服務(wù)重構(gòu)到更小的服務(wù)，重點(diǎn)關(guān)注服務(wù)如何相互交互，服務(wù)職責(zé)隨時(shí)間改變。
• 定義服務(wù)接口：擁抱 REST 的理念，使用 URI 來傳達(dá)意圖，使用 HTTP 狀態(tài)碼傳達(dá)結(jié)果。

糟糕的微服務(wù)有哪些特征?

• 過于粗粒度：服務(wù)承擔(dān)過多的職責(zé)，服務(wù)跨大量表來管理數(shù)據(jù)，測試用例太多。
• 過于細(xì)粒度：服務(wù)彼此依賴嚴(yán)重，服務(wù)內(nèi)部沒有邏輯。

何時(shí)不應(yīng)該使用微服務(wù) ?

• 不愿投入(需要高度成熟的運(yùn)維，伸縮，復(fù)雜性問題)。
• 管理/監(jiān)控散亂的服務(wù)器也需要很高的成本。
• 小型應(yīng)用不適合，太昂貴。
• 數(shù)據(jù)事務(wù)(分布式系統(tǒng)處理事務(wù)非常困難)

②Spring Cloud Config 配置服務(wù)

 

Spring Config 是 Spring 提供的配置中心輕量級(jí)實(shí)現(xiàn)，基于 Git 存儲(chǔ)，國內(nèi)用戶大多推薦使用 Alibaba 開源的 Nacos(集成配置中心和注冊中心)都是非常不錯(cuò)的配置中心的實(shí)現(xiàn)。

微服務(wù)程序?qū)τ谂渲弥行牡膸c(diǎn)管理原則：

• 應(yīng)用程序的配置和部署的實(shí)際代碼分離(配置中心和應(yīng)用程序分離)。
• 集中(將配置中心集中在少量的存儲(chǔ)庫中)。
• 穩(wěn)定(配置中心要保證高可用)。

Spring Config 這款配置中心提供的核心功能：

• 配置服務(wù)器允許使用環(huán)境特定值。
• 使用 Spring Profile 區(qū)分環(huán)境值。
• 可以使用基于文件或基于 Git 存儲(chǔ)屬性。
• 允許對稱加密和非對稱加密。

③Spring Cloud Eureka 服務(wù)發(fā)現(xiàn)

 

服務(wù)發(fā)現(xiàn)是微服務(wù)架構(gòu)中非常重要的概念，也稱注冊中心，類似我們生活中的房地產(chǎn)中介的角色，買房賣房都要通過它。

所以它是所有微服務(wù)上線/下線的必經(jīng)之路，也掌握微服務(wù)的生殺大權(quán)，注冊中心會(huì)根據(jù) CAP 策略和對微服務(wù)的健康檢查，作出對具體服務(wù)剔除，下線，恢復(fù)上線等操作。

主要還有以下幾個(gè)核心功能：

• 快速對環(huán)境中服務(wù)數(shù)量水平伸縮(功能和 K8s 有些重合，不過也可以設(shè)定具體服務(wù)的運(yùn)行時(shí)數(shù)量)。
• 抽象服務(wù)的物理位置(微服務(wù)通常運(yùn)行在 Docker 容器內(nèi)，沒有固定 IP，只能通過注冊中心才能找到它)。
• 提高程序的彈性，自動(dòng)伸縮。
• 信息共享， 健康檢測。

微服務(wù)架構(gòu)里面要實(shí)現(xiàn)注冊中心，需要達(dá)到哪些基本要求?

• 高可用，注冊信息共享(注冊中心集群部署)，不可能因?yàn)樽灾行膾炝?，?dǎo)致所有集群不可用。
• 負(fù)載均衡(對服務(wù)間的動(dòng)態(tài)請求負(fù)載均衡)，合理在服務(wù)間分配流量。
• 有彈性(客戶端緩存服務(wù)信息)。
• 容錯(cuò)，健康檢查(檢測壞掉的服務(wù)自動(dòng)移除，無需人工干預(yù))。

 

Spring Eureka 提供的服務(wù)發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)，具備哪些特點(diǎn) ?

• 服務(wù)發(fā)現(xiàn)抽象服務(wù)的物理位置。
• 無感知添加和移除服務(wù)。
• 為服務(wù)間調(diào)用提供負(fù)載均衡。
• 使用 3 種不同機(jī)制來調(diào)用服務(wù)：DiscoveryClient，支持 Ribbon 的 RestTemplate，Netflix 的 FeignClient。

④Spring Cloud Hystrix 熔斷保護(hù)

 

為什么微服務(wù)進(jìn)行熔斷 ?當(dāng)一個(gè)服務(wù)出現(xiàn)問題：

• 通常都是從小部分開始，到耗盡線程徹底崩潰。
• 服務(wù)間調(diào)用會(huì)長時(shí)間阻塞。
• 服務(wù)未關(guān)閉就會(huì)一直被調(diào)用，導(dǎo)致連鎖效應(yīng)。
• 一個(gè)性能不佳的服務(wù)可以迅速拖垮整個(gè)應(yīng)用。

為什么熔斷很重要 ?

• 每個(gè)節(jié)點(diǎn)(調(diào)用服務(wù)和數(shù)據(jù)庫)實(shí)現(xiàn)斷路器，可以避免服務(wù)崩潰的連鎖效應(yīng)。
• 實(shí)現(xiàn)只有出問題的服務(wù)受影響，其余的服務(wù)功能都是完整的(影響范圍降到最小)。
• 熔斷是服務(wù)器的靈活的基礎(chǔ)。

斷路器提供的關(guān)鍵能力：

• 快速失敗。
• 功能降級(jí)(替代方案)。
• 無縫恢復(fù)(斷路器定期檢查，自動(dòng)恢復(fù)服務(wù))。

 

Netflix 研發(fā)和出品的 Hystrix 實(shí)現(xiàn)是一款成熟穩(wěn)定的熔斷實(shí)現(xiàn)，在 Netflix 在生產(chǎn)實(shí)踐和運(yùn)行多年，非?？煽?，后面加入 Spring Cloud 體系，成為 Spring Cloud 微服務(wù)生態(tài)鏈的一員，使用起來也非常的簡單和方便。

Hystrix 支持四種斷路模式：

• 客戶端負(fù)載均衡模式(檢測服務(wù)出錯(cuò)，移除服務(wù))。
• 斷路器模式(出現(xiàn)超時(shí)拋出異常強(qiáng)行失敗，超過閾值強(qiáng)行失敗所有調(diào)用)。
• 后備模式(不是拋出異常而是執(zhí)行替代方案，例如排隊(duì)，稍后再試等)。
• 艙壁模式(把遠(yuǎn)程調(diào)用的資源分配到獨(dú)立的線程池中，調(diào)用出問題只是線程池飽和并停止請求)。

跳閘會(huì)導(dǎo)致的三種結(jié)果：

• 服務(wù) B 立即知道服務(wù) C 有問題，不必等待，立即失敗。
• 服務(wù) B 執(zhí)行服務(wù) C 的替代代碼來采取行動(dòng)(后備模式)。
• 服務(wù) C 可以在跳閘后，檢查問題，快速恢復(fù)。

 

熔斷的幾個(gè)處理原則：

• 設(shè)計(jì)分布式應(yīng)用必須考慮彈性。
• 服務(wù)的徹底故障是很容易檢測和處理，只是需要時(shí)間，斷路器給了這個(gè)時(shí)間窗口。
• 一個(gè)服務(wù)性能不佳，可能導(dǎo)致集群崩潰，因?yàn)橄嗷フ{(diào)用會(huì)阻塞線程，耗盡資源。
• Hystrix 支持兩種隔離模型，即 THREAD 和 SEMAPHORE。

⑤Spring Cloud Zuul 網(wǎng)關(guān)

網(wǎng)關(guān)是整個(gè)微服務(wù)分布式集群的入口，對于用戶來說，用戶無需知道你每個(gè)服務(wù)的地址，只需要記住網(wǎng)關(guān)地址就可以了。

這樣理解可能比較抽象，舉一個(gè)生活的例子，微服務(wù)集群是一個(gè)大型公司，公司內(nèi)部有很多個(gè)不同的職能部門(對應(yīng)每個(gè)微服務(wù))。

但是你如果要訪問具體的職能部門，你必須先到前臺(tái)登記，再由前臺(tái)帶你到你想訪問的具體職能部門去辦理實(shí)際的業(yè)務(wù)(智能路由)。

微服務(wù)對于網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)的規(guī)范：

• 一個(gè)獨(dú)立負(fù)責(zé)所有服務(wù)調(diào)用過濾和路由的服務(wù)。
• 服務(wù)和客戶端的中間人，簡化客戶端開發(fā)。

網(wǎng)關(guān)通常要做哪些事情：

• 靜態(tài)路由，從注冊中心獲取每個(gè)微服務(wù)的具體位置。
• 動(dòng)態(tài)路由(根據(jù)參數(shù)特點(diǎn)，調(diào)用特定服務(wù)，少量用戶體驗(yàn)新功能，通常用于灰度發(fā)布)。
• 驗(yàn)證和授權(quán)：驗(yàn)證訪客的身份信息(統(tǒng)一驗(yàn)證，服務(wù)只需要關(guān)注業(yè)務(wù)邏輯)。
• 數(shù)據(jù)收集和日志(收集調(diào)用次數(shù)和響應(yīng)時(shí)間等)。

Zuul 網(wǎng)關(guān)的具體運(yùn)行參考圖：

Spring Cloud Zuul 是初期版本的 API 網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)，提供以下功能：

 

• 結(jié)合 Spring Cloud Eureka 將服務(wù)發(fā)現(xiàn)的注冊地址加入到 Zuul 路由。
• Zuul 可以給所有服務(wù)輕松的添加/API 之類的前綴路由地址。
• 在全局上定制 Zuul 的 Spring Cloud Hystrix 和 Spring Cloud Ribbon (調(diào)度策略)的超時(shí)。
• 實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)路由，不同版本進(jìn)行 A/B 測試。
• 檢查參數(shù)合法性等，例如 JWT，時(shí)間戳等等。

⑥Spring Cloud OAuth 2 服務(wù)保護(hù)

Oauth 2 是用于保證請求的合法和正確性，為了讓微服務(wù)本身更加專注于業(yè)務(wù)，所以 OAuth 2 類似配置中心被單獨(dú)抽離出來作為基礎(chǔ)組件的統(tǒng)一認(rèn)證中心來使用。

OAuth 2 的作用類似我們生活中的公安局的角色，當(dāng)我們需要去正規(guī)機(jī)構(gòu)辦理業(yè)務(wù)的時(shí)候，我們需要提供有效的身份證(合法的身份認(rèn)證標(biāo)示)。

如果沒有你就需要去公安局(OAuth)申請一張?jiān)谟行趦?nèi)的身份證(Token)，然后帶著這張身份證我們才能去購買機(jī)票，酒店等其他社會(huì)服務(wù)(微服務(wù))。

社會(huì)服務(wù)機(jī)構(gòu)在拿到你提供的身份證(Token)后，也會(huì)向公安局(OAuth)聯(lián)網(wǎng)發(fā)送信息，來驗(yàn)證你的身份證的合法性(Token 合法性校驗(yàn))，身份認(rèn)證不通過就會(huì)被拒絕服務(wù)，合法的身份才能進(jìn)行業(yè)務(wù)的辦理。

關(guān)于 OAuth 的工作流程，可以結(jié)合下圖來理解：

 

微服務(wù)對于 OAuth2 規(guī)范的 4 種類型授權(quán)：密碼/客戶端憑據(jù)/授權(quán)碼/隱式。

Spring Cloud OAuth 2 為我們提供哪些便利?

• 安全框架，提供令牌生成，驗(yàn)證等邏輯。
• 開箱即用，和其他服務(wù)無縫集成。
• 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，輕松與云服務(wù)商集成。

OAuth 2：/auth/oauth/token 的返回信息：

• access_token(OAuth 2 令牌，每次調(diào)用出示)。
• token_type(令牌類型，常用 bearer token)。
• refresh_token(續(xù)約令牌)。
• expires_in(過期描述，默認(rèn) 12H)。
• scope(令牌有效作用域)。

OAuth 2 支持 JWT (JSON Web Token)的規(guī)范，關(guān)于 JWT 的原理就不特別解釋了。

簡單的 JWT 有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

• 小巧(Base64編碼)。
• 密碼簽名(防篡改)。
• 自包含(不需要調(diào)用驗(yàn)證服務(wù)確認(rèn)內(nèi)容，通過相同的密鑰進(jìn)行對稱解密)。
• 可擴(kuò)展(可在令牌內(nèi)包含額外的信息)。

OAuth 2 的簡單總結(jié)：

• OAuth 2 是一個(gè)令牌驗(yàn)證框架。
• 使用 OAuth 2 需要建立 OAuth 2 驗(yàn)證服務(wù)。
• 調(diào)用受保護(hù)的資源都要通過 OAuth 2 驗(yàn)證。

⑦Spring Cloud Stream 消息驅(qū)動(dòng)

我們和世界的互動(dòng)不是同步的，很多時(shí)候是基于消息異步驅(qū)動(dòng)模型，比如郵件，點(diǎn)餐，訂票等等，想要了解 Spring Cloud Stream，必須先要理解基于事件(MQ)編程的模型，基于消息驅(qū)動(dòng)有利于開發(fā)構(gòu)建高度解耦的系統(tǒng)。

因?yàn)?Spring Cloud Stream 并不是自己實(shí)現(xiàn)了消息中間件，而是對于市場上主流(例如 RabbitMQ，KafKa)的 MQ 產(chǎn)品做了一層封裝和抽象。

Spring Cloud Stream 做的事情并不是什么新鮮的事情，非常類似 ORM 所做的事情，了解 ORM 框架的同學(xué)應(yīng)該都熟悉對于多種數(shù)據(jù)庫(MySQL，Oracle，SQL Server)產(chǎn)品的抽象是何等重要。

面向 ORM 進(jìn)行數(shù)據(jù)庫訪問，可以讓你脫離對于指定數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品的深度依賴和綁定，而且可以不用特意去學(xué)習(xí)不同數(shù)據(jù)庫的本地化特性和方言，降低學(xué)習(xí)成本。

假如你想從 Oracle 遷移到 MySQL 上面，幾乎是不需要改動(dòng)一行代碼，只需要改動(dòng) ORM 的配置就可以實(shí)現(xiàn)了。

參考下圖簡單了解一下 ORM：

 

Spring Cloud Stream 類似 ORM，你只需要基于 Spring Cloud Stream 提供的消息模型進(jìn)行編程。

至于底層的消息組件是用的 RabbitMQ 還是 Kafka 還是其他的消息中間件產(chǎn)品，都沒有關(guān)系，甚至更換底層消息組件也不會(huì)對你的應(yīng)用產(chǎn)生任何影響，這就是標(biāo)準(zhǔn)化所帶來的收益。

關(guān)于如何更好的理解 Spring Cloud Stream 工作模型可以簡單參考下圖：

微服務(wù)中使用的的兩種服務(wù)通信方式對比：

 

• 同步：通過 REST 端點(diǎn)接口進(jìn)行請求：服務(wù)之間緊耦合(強(qiáng)依賴)，服務(wù)之間的脆弱性(連鎖效應(yīng))，增加新的消費(fèi)者不靈活。
• 異步：基于消息中間件通信：松耦合(無接口直接調(diào)用的依賴)，耐久性(服務(wù)重啟后可以消費(fèi)歷史消息)，可伸縮性(消息過多可啟動(dòng)多服務(wù)來處理消息)，靈活性(輕松添加新的消費(fèi)者)。

消息傳遞架構(gòu)的缺點(diǎn)：

• 消息處理語義：消息順序處理，消息異常處理。
• 消息可見性：消息不會(huì)立刻被處理，事務(wù)關(guān)聯(lián) ID 在消息中的傳遞。

消息中放置什么數(shù)據(jù) ?

• 消息體要盡可能的小，減少傳輸成本：通常只返回 action 類型和 id，然后用id獲取最新數(shù)據(jù)。
• 只使用消息傳遞狀態(tài)：在消息中包含版本號(hào)和時(shí)間戳，處理數(shù)據(jù)服務(wù)可以檢查數(shù)據(jù)的版本號(hào)。

Spring Cloud Stream 的消息模型和概念：

• 發(fā)射器(Source)：接收對象(對象表示要發(fā)布的消息)，序列化對象，將消息發(fā)布到通道。
• 通道(Channel)：隊(duì)列的抽象，通道寫在配置文件，更改配置切換通道(讀取和寫入隊(duì)列)。
• 綁定器(Binder)：與消息平臺(tái)對話的 Spring 代碼，不必依賴特定的 API 來發(fā)布和消費(fèi)消息。
• 接收器(Sink)：從隊(duì)列接收消息，將消息反序列化為 POJO。

Spring Cloud Stream 的簡單總結(jié)：

• 使用消息傳遞的異步通信是微服務(wù)架構(gòu)的關(guān)鍵部分。
• 使用消息傳遞可以使服務(wù)能夠伸縮并且更具有容錯(cuò)性。
• Spring Cloud Stream 通過簡單的注解抽象底層的消息平臺(tái)細(xì)節(jié)。

⑧Sleuth 和 Zipkin 分布式跟蹤

微服務(wù)分布式架構(gòu)帶來了復(fù)雜度，成本最高的就是跟蹤檢查和運(yùn)維，分布式意味要在多個(gè)服務(wù)，機(jī)器跟蹤一個(gè)事務(wù)，Sleuth 和 Zipkin 都是用于 Spring Cloud 服務(wù)體系的分布式跟蹤技術(shù)，先直接看下最終效果。

下圖一個(gè)簡單的可視化鏈路跟蹤調(diào)用，ZipKin 可以清晰的看到一個(gè)客戶端請求在每個(gè)服務(wù)上面處理所消耗的事情，點(diǎn)擊進(jìn)去可以看到具體的事務(wù)執(zhí)行內(nèi)容，方便排查錯(cuò)誤。

 

 

 

 

Spring Cloud Sleuth 的工作流程：

• 透明地創(chuàng)建并注入一個(gè)關(guān)聯(lián) ID 到服務(wù)調(diào)用中。
• 管理關(guān)聯(lián) ID 到出站服務(wù)調(diào)用的傳播。
• 將關(guān)聯(lián)信息添加到 Spring 的 MDC 日志記錄(應(yīng)用/跟蹤 ID/跨度 ID/數(shù)據(jù)發(fā)送)。
• 將服務(wù)調(diào)用中的跟蹤信息發(fā)布到 Zipkin 跟蹤平臺(tái)。

Open Zipkin 的簡單概述：

• 調(diào)用鏈?zhǔn)褂靡粡埜蓛艉啙嵉膱D片，比一百萬條日志要好看的多。
• 分布式跟蹤平臺(tái)，用于跟蹤多個(gè)服務(wù)調(diào)用的事務(wù)。
• 圖形的方式查看事務(wù)占用的時(shí)間量，分解每個(gè)服務(wù)所用的時(shí)間。
• 4 種不同的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：內(nèi)存數(shù)據(jù)/MySQL/Cassandra/Elasticsearch。

關(guān)于微服務(wù)全鏈路跟蹤的總結(jié)：

• Spring Cloud Sleuth 可以無縫將關(guān)聯(lián) ID 添加到微服務(wù)中。
• 可以使用關(guān)聯(lián) ID 查看事務(wù)涉及的所有服務(wù)行為。
• 關(guān)聯(lián) ID 需要與日志聚合結(jié)合使用。
• 日志平臺(tái)很重要，但是可視化跟蹤事務(wù)也是有價(jià)值的工具。

⑨部署微服務(wù)

構(gòu)建和部署管道是微服務(wù)架構(gòu)最重要的部分，微服務(wù)的主要特點(diǎn)是快速構(gòu)建，修改，發(fā)布。

符合微服務(wù)特征的部署要達(dá)到以下幾個(gè)要求：

• 自動(dòng)的(自動(dòng)構(gòu)建和部署代碼。
• 完整的(軟件成品是鏡像)，不可變(發(fā)布過程不可人為干預(yù))。
• 良好的微服務(wù)部署管道應(yīng)該允許在幾分鐘部署新功能和修復(fù) Bug。

Spring Cloud 大型項(xiàng)目的架構(gòu)方案

這是一個(gè)真實(shí)用于國內(nèi)某大型企業(yè)的微服務(wù)架構(gòu)體系，支撐日均百萬訂單的項(xiàng)目，因?yàn)橐呀?jīng)過了 2 年的保密期，所以可以拿出來分享。

剛好可以結(jié)合前面凌亂的知識(shí)點(diǎn)，看看 Spring Cloud 這套組件是如何搭建起來的。

整套微服務(wù)就是下面這張架構(gòu)圖：

 

具體每個(gè)組件的作用就不在這里詳細(xì)說明了，在這套架構(gòu)方案里面，我們沒有完全照搬 Spring Cloud 全家桶的組建，還是根據(jù)自己的需求對其中組件進(jìn)行的更換。

例如：

• 配置中心從 Spring Cloud Config 更換為 Apollo ，除了有更好的性能，還有更加簡化的操作頁面，修改配置文件毫秒級(jí)響應(yīng)。
• 服務(wù)發(fā)現(xiàn) Eureka 官網(wǎng)已經(jīng)停止維護(hù)，我們后面更換為 Alibaba Nacos，服務(wù)注冊和心跳檢測都提升到毫秒級(jí)，Eureka 是 90 秒輪詢。
• 分布式任務(wù)調(diào)度引入了 XXL-JOB，這是國內(nèi)主流的分布式任務(wù)調(diào)度平臺(tái)，沒有特別需要說明的地方。
• 日志聚合也是用了主流的 ELK 技術(shù)方案，用于收集和檢索日志。

PS：另外在值得補(bǔ)充的是，在寫這篇文章的時(shí)候 Spring Cloud Zuul 已經(jīng)不被官方推薦使用了，替代品是性能更好的 Spring Cloud Gateway ，大家可以在了解的時(shí)候需要注意一下。

總結(jié)

微服務(wù)是未來大型企業(yè)的必經(jīng)之路，雖然成本很高，但是可以提升 IT 系統(tǒng)的健壯性和提升技術(shù)人員的廣度和深度都還是很有幫助的。

作者：肖斌

編輯：陶家龍

出處：轉(zhuǎn)載自公眾號(hào)小二十七(ID：drak-phoenix)