大家好，今天給大家介紹一個非常熱門的技術，同時也是面試的時候面試官特別喜歡問的一個話題，那就是 SpringCloudAlibaba 的底層原理。

現(xiàn)在大家都知道，SpringCloudAlibaba 風靡 Java 開發(fā)行業(yè)，各個公司都在用這套技術，所以咱們 Java 工程師出去面試，面試官對 SpringCloudAlibaba 都搞成了面試必問選項了，但凡面試，總會有面試官問問：“兄弟，SpringCloudAlibaba 玩兒過嗎?能聊聊 SpringCloudAlibaba 的底層原理嗎?”

這個時候你要是一臉懵圈的說：“兄弟，我們玩兒的是 SpringCloud 啊，你后面加個 Alibaba 干什么?這東西什么時候跟阿里扯上鉤了?”要是面試時你這么回答，那么恭喜你，基本上面試官應該會借口肚子疼要上廁所，然后 30 分鐘就結束這場面試了。

所以說，咱們這篇文章，就是希望各位兄弟別出現(xiàn)上面那種 30 分鐘就被迫結束面試的窘迫問題。

今天我們先一步一步的來讓大家理解一下 SpringCloudAlibaba 里面都包含哪些技術組件，在系統(tǒng)里都是用來干什么的，然后再給大家分析一下這些技術底層的原理。

首先，假設你們公司有兩個系統(tǒng)，咱們就假設是系統(tǒng) A 和系統(tǒng) B 吧，這倆系統(tǒng)現(xiàn)在的需求就是要讓系統(tǒng) A 可以發(fā)送一個請求給系統(tǒng) B 來實現(xiàn)系統(tǒng)間的接口調用。

咱們看下面這個圖：

現(xiàn)在有一個最大的問題，系統(tǒng) A 是部署在一臺服務器上的，系統(tǒng) B 又是部署在另外一臺服務器上的，那系統(tǒng) A 怎么可能莫名其妙的就知道系統(tǒng)B部署在哪臺機器上呢?

這就好比說，您在大馬路上走著走著，看到一個美女，回家了特別想微信聯(lián)系她一下，結果您都不知道她的微信號，沒加過好友，憑空也沒法跟美女搭訕啊!

那跟美女搭訕的正確姿勢應該是什么呢?這得有一個前提，就是您有一個中間的朋友，他認識那美女有人家的微信號，這個時候你可以找那中間的朋友要到人家微信號，再根據(jù)微信號加人家美女好友，接著就可以實現(xiàn)無縫情感溝通啦!

開個玩笑，上面僅僅是枯燥技術文章中的一個插曲，其實對于您的系統(tǒng) A 來說，這時就必須引入一個 SpringCloudAlibaba 的關鍵技術組件，叫做 Nacos。

大家請擦亮眼睛，這個 Nacos 是一個關鍵名詞，一定要記住了，他的學術定位叫做“服務注冊中心”。

這個 Nacos 就類似上面說的那個有美女微信號的第三方朋友，他是知道你的系統(tǒng)B部署在哪臺機器上的，因為系統(tǒng) B 在啟動的時候會主動向 Nacos 服務注冊中心進行服務注冊，告訴 Nacos 說自己部署在哪臺機器上，自己的機器 ip 地址是 172.86.76.251，自己的端口號是 20880。

大家看下圖：

這個時候，系統(tǒng) A 如果想要調用系統(tǒng)B的接口，就可以發(fā)送請求給 Nacos 服務注冊中心說，兄弟，能告訴我系統(tǒng) B 部署在哪臺機器上嗎?我想調用一下他的接口，這個動作有專業(yè)術語，叫做“服務發(fā)現(xiàn)”。

然后呢，Nacos 服務注冊中心絕對會很大方的把系統(tǒng) B 的微信號，奧不對，是系統(tǒng) B 的機器 ip 和端口號都告訴你的。

這時系統(tǒng) A 知道了系統(tǒng) B 的 ip 地址和端口號，就可以發(fā)送請求過去調用系統(tǒng) B 的接口了，大家請看下圖：

我們再來看下一個問題，假設系統(tǒng) B 是個大美女，然后還有多個孿生姐妹花，也就是說系統(tǒng) B 部署在了多臺服務器上，我們管這種情況叫做系統(tǒng) B 有多個服務實例部署在了多臺服務器上，然后這個時候系統(tǒng) A 想要調用系統(tǒng) B，應該怎么辦呢?

我們看下圖：

其實也很簡單，系統(tǒng) B 的每個服務實例部署了一臺機器后，他們都得對 Nacos 服務注冊中心發(fā)起服務注冊的請求，所以 Nacos 是知道系統(tǒng) B 部署的每臺機器的 ip 地址和端口號的，看下圖。

然后這個系統(tǒng) A 找 Nacos 進行服務發(fā)現(xiàn)的時候，一下子就會發(fā)現(xiàn)系統(tǒng) B 部署在了兩臺機器上，也就是說兩臺機器的 ip 地址和端口號他都會發(fā)現(xiàn)。這個時候問題就來了，系統(tǒng) A 很猶豫啊，到底調用系統(tǒng) B 的哪個機器呢?

很簡單，他可以第一次調用機器 1，第二次調用機器 2，第三次調用機器 1，第四次機器 2，以此類推，循環(huán)往復，這個過程叫做負載均衡，系統(tǒng) A 可以通過負載均衡把自己的所有請求均勻的分發(fā)給系統(tǒng) B 的每臺機器，看下圖。

那么下一個問題又來了，系統(tǒng) A 如果要想辦法去調用系統(tǒng)B的某個接口的話，就必須要跟系統(tǒng) B 建立一個網(wǎng)絡連接，然后通過這個網(wǎng)絡連接發(fā)送請求過去給系統(tǒng) B。

接著系統(tǒng) B 收到了請求，以后就會調用自己本地的某個接口的代碼，然后再把響應結果通過網(wǎng)絡連接返回給系統(tǒng) A，這個過程就叫做 RPC 遠程調用，看下圖。

其實這個 RPC 調用的過程，說白了就類似于跟人聊微信的過程，微信聊天你總得先加個好友，完了再發(fā)個消息過去，接著人家再給你回一個消息吧?

沒錯，咱們這 RPC 調用也是同理，你兩臺機器總得先建立個網(wǎng)絡連接，然后系統(tǒng) A 發(fā)個請求過去，系統(tǒng) B 本地代碼執(zhí)行一下，再返回個響應給你。

那現(xiàn)在問題來了，這個系統(tǒng) A 那里要對系統(tǒng) B 部署的多臺機器實現(xiàn)負載均衡，然后建立網(wǎng)絡連接，接著發(fā)起 RPC 調用，就是系統(tǒng) A 發(fā)個請求過去，系統(tǒng) B 執(zhí)行一下代碼返回個響應，就這套看起來很復雜的流程是誰負責搞定的呢?

簡單，就是 SpringCloudAlibaba 里的另外一個關鍵組件，Dubbo。

這個 Dubbo 就是一個 RPC 的框架，他就是專門負責幫你做負載均衡、網(wǎng)絡連接、RPC 調用這些事情的的，這是 SpringCloudAlibaba 組件體系中的第二個關鍵組件。

大家看下圖：

接著再來討論下一個問題，很多人可能知道，也可能不知道，那就是：一臺 4 核 8G 的服務器，每秒鐘可以抗多少并發(fā)請求?

有一些兄弟平時玩兒過高并發(fā)系統(tǒng)，應該是知道這個數(shù)值的，那就是 4 核 8G 的服務器上部署的如果是一個 java 系統(tǒng)，這個 java 系統(tǒng)連接的是 MySQL 數(shù)據(jù)庫的話，那么通常來說，這一臺服務器每秒大致可以抗 1000 以內的 QPS，如下圖，每秒 1000 請求我還特意標紅了。

這是為什么呢?原因很簡單，我們要從兩個維度來分析：

第一個維度是，我們的系統(tǒng) A 有多少個線程來處理請求，每個請求要耗費多少 ms 來完成，每個線程每秒可以執(zhí)行多少個請求。

第二個維度是，我們系統(tǒng) A 的 n 多線程拼命處理請求，這個時候會對機器的 CPU 負載造成多大壓力，大概所有線程每秒處理多少請求的時候，機器的 CPU 就扛不住了。

把這兩個問題解決清楚了，也就知道系統(tǒng)每秒可以抗多少請求了。

首先看第一個維度，系統(tǒng) A 一般來說對外接受用戶的請求，都是通過 Tomcat 這種 web 服務器，對外用 spring mvc 提供 controller 這種接口的，接收的都是 http 請求。

所以實際上 tomcat 一般來說，我們都會配置 200 左右的線程，就是說系統(tǒng) A 有 200 個線程會并發(fā)的處理用戶發(fā)來的請求，如下圖。

那么下一個問題來了：tomcat 線程處理一個請求要耗費多長時間?

這個就不好說了，因為一個線程處理一個請求的時候，往往會執(zhí)行你自己寫的一大堆業(yè)務代碼，從 controller 到 service 再到 dao，如果你用 mybatis 做數(shù)據(jù)持久層框架，那么應該會用 mybatis mapper 執(zhí)行一大堆的 SQL 語句。

這往往取決于你的系統(tǒng)代碼有多復雜，執(zhí)行的 SQL 語句有多復雜，要執(zhí)行多少個 SQL，數(shù)據(jù)庫里的表數(shù)據(jù)是萬級、十萬級、還是百萬級，甚至是千萬級、億級。

所以影響因素太多，我們這里取一個不多不少的均值，假設你一個請求需要調用 n 多次數(shù)據(jù)庫，執(zhí)行 n 個 SQL 語句，而且數(shù)據(jù)庫里的數(shù)據(jù)量還小，基本在十萬到百萬級，那么此時大概你一個請求處理要耗費 200ms，如下圖。

所以一個簡單的小學公式就可以計算出來了，你一個線程處理一個請求要耗費 200ms，那么每秒就可以處理 5 個請求，你有 200 個線程，每秒可以處理 200*5=1000 個請求，這個小學生級別的算數(shù)大家沒問題吧?

所以說，按這個維度來說，系統(tǒng) A 部署在 4 核 8G 的系統(tǒng)上，連接了 MySQL 數(shù)據(jù)庫，然后開 200 個 tomcat 線程處理請求，每秒處理 1000 個請求是比較合理的。

第二個維度呢?就是 CPU 負載這個角度來看，其實也是差不多的，這個沒法用算數(shù)來計算，只能告訴大家一個經驗值，那就是當你的系統(tǒng)部署在 4 核 8G 機器上，連接 MySQL 數(shù)據(jù)庫，然后每個請求都要執(zhí)行一堆 SQL 語句的時候，往往你的系統(tǒng)每秒處理到 1000 左右的請求量，你的機器 CPU 負載就會達到 80% 甚至 90% 的使用率，這個時候系統(tǒng)負載已經很高了，再讓機器處理更多請求，他已經完全就做不到了。

好，那么針對這個系統(tǒng) A 每秒可以處理 1000 個請求的經驗值，我們來考慮一個問題，萬一要是你公司搞個活動，突然之間每秒有 2000 個請求過來，或者是被黑客來了個攻擊，每秒的請求數(shù)量特別多，這個時候你怎么辦?

顯而易見你的系統(tǒng) A 會被打死，如下圖：

所以這個時候怎么辦呢?我們就得引入 SpringCloudAlibaba 里的第三個組件了，就是 Sentinel，這個 Sentinel 就是幫助你的系統(tǒng)實現(xiàn)流量防護的。

當你在系統(tǒng) A 里加入 Sentinel 以后，如果要是每秒請求超過了 1000，Sentinel 會直接幫你把多出來的那些請求都直接拒絕掉，這就叫做限流，限制你的系統(tǒng)可以處理的請求數(shù)量，這樣就可以保護你的系統(tǒng)不會被打死，如下圖。

那現(xiàn)在我們已經搞明白 SpringCloudAlibaba 里的三個組件的運行原理和使用場景了，Nacos 是服務注冊中心，Dubbo 是 RPC 調用框架，Sentinel 是流量防護組件，接著來看最后一個組件，那就是 Seata，分布式事務組件。

既然提到了分布式事務，那就肯定是跟事務是有關系的了，這個事務相信大家都知道，就是我們對 MySQL 可以開啟一個事務，事務里執(zhí)行 n 條 SQL，但凡有一個 SQL 失敗了，事務就會回滾，這 n 個 SQL 都不會生效的。

可是在系統(tǒng) A 調用系統(tǒng) B 這種分布式的場景下，事務會怎么樣呢?

大家看下圖，假設系統(tǒng) A 處理一個請求的時候，先對自己的數(shù)據(jù)庫執(zhí)行了一堆 SQL，提交了事務 A，然后通過 Dubbo 發(fā)起 RPC 調用系統(tǒng) B，系統(tǒng) B 對自己的數(shù)據(jù)庫執(zhí)行了一堆 SQL，提交了事務 B。

那么現(xiàn)在問題來了，假設我系統(tǒng) A 的事務 A 都提交了，結果到系統(tǒng) B 的時候，事務 B 執(zhí)行失敗，事務 B 回滾了，這可怎么整?

也就是說一個請求的處理不一致了，一個系統(tǒng)的事務成功都提交完了，沒法回滾了，另外一個系統(tǒng)的事務失敗了!

別著急，只要你引入 Seata 分布式事務框架，就可以輕松搞定這個問題，Seata 這個框架會自動記錄你的事務 A 執(zhí)行的 SQL 語句的逆向補償 SQL。

什么意思呢?假設你事務 A 執(zhí)行的是 insert，那么 Seata 就知道補償?shù)臅r候可以 delete 刪除。

假設你執(zhí)行的是 update，那么 Seata 就可以記錄你 update 之前的老數(shù)據(jù)，補償?shù)臅r候可以把數(shù)據(jù)重新 update 回老版本數(shù)據(jù)，而且這個逆向補償日志也是記錄在數(shù)據(jù)庫里的，如下圖。

接著 Seata 還會提供一個 Seata server 來監(jiān)控你的各個系統(tǒng)的事務執(zhí)行情況，系統(tǒng) A 的事務 A 執(zhí)行成功了得告訴 Seata server，系統(tǒng) B 的事務 B 執(zhí)行失敗了也得告訴 Seata server，如下圖。

當 Seata server 知道你的系統(tǒng) B 的事務 B 執(zhí)行失敗了，他會告訴系統(tǒng) A 里的 Seata 框架，小兄弟，人家系統(tǒng) B 都失敗了，你趕緊的吧，別墨跡，把你之前記錄的事務 A 逆向補償日志拿出來，把你之前提交的事務恢復到提交前的數(shù)據(jù)狀態(tài)，搞一個逆向回滾，如下圖。

好了，到此為止，就給大家把 SpringCloudAlibaba 組件體系的幾個組件的使用場景和工作原理介紹清楚了，包括 Nacos 服務注冊中心、Dubbo RPC 調用框架、Sentinel 流量防護組件、Seata 分布式事務組件，大家看看上面的那個圖，是不是很有成就感?