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微服务架构初识-----Spring Cloud Alibaba修仙序章

智能的司机

我是老司机

5天前

写在前面

学习技术的脚步永远都不能停歇,在我们接下来的一个项目当中,将会涉及到分布式的内容。在技术栈的选择时,我们大体上从两个角度去考量。一个是Dubbo+zookeeper,一个是Spring Cloud。

由于我们接下来的这个系统是一个异构的系统,后端的整体骨架还是由Java实现,但其中部分需要使用Python实现。为了方便服务调用,因此,我们选择了Spring Cloud。

而我之前并没有将Spring Cloud Netflix系统的(入门)学习一遍,因此,打算在接下来的时间里,系统的学习一下Spring Cloud Alibaba。

什么是微服务架构

面向服务的体系结构

说起微服务就不得不说起SOA。面向服务体系架构(Sercie-Oriented Architectuce,SOA)是一种使用Web服务构建分布式应用程序的方法。分布式系统由各个单机组件构成,它们基于XML标准的协议进行信息交换,而无需关注某一组件的实现细节(比如是用Python实现的还是Java实现的),从而做到了平台无关性

一个简单的SOA系统由服务注册处、服务请求者和服务提供者组成

服务发现标准UDDI定义了服务描述组件,这种组件可用来发现服务是否存在。里面包含了服务提供者、所提供的服务、服务接口等。

简单对象访问协议SOAP是一种轻量的、简单的、基于XML的协议。它是一个支持服务之间通信的消息交换标准,定义服务之间消息传递的必需和可选组件。

其实,我们可以从SOA当中看到了微服务的雏形。因此,我认为微服务架构是在SOA的实践当中演化而来的一种架构模式。

那么,微服务架构体系是什么呢?

微服务架构定义

微服务架构是由Martin Fowler在2014年提出的。

微服务架构是一种架构模式,它提倡将单一应用程序划分为一组小的服务。服务之间相互协调、相互配合,为用户提供最终价值。每个服务运行在独立的进程中,服务与服务之间采用轻量级的通信机制相互协作(通常是基于http协议的rest ful,这非常有助于异构系统的实现)。每个服务都围绕着具体的业务去构建,并且能被独立地部署到生产环境、类生产环境等。另外,应当避免统一的、集中式的服务管理机制。对于一个具体的服务而言,应当根据其业务上下文,选择合适的语言和工具去构建。

微服务的技术维度

服务注册与发现

  1. 服务注册

    服务实例将自身服务信息注册到注册中心。这部分服务信息包括服务所在主机IP和提供服务的Port,以及暴露服务自身状态以及访问协议等信息。比较流行的一种协议就是HTTP协议和RPC协议。

  2. 服务发现

    服务实例请求注册中心获取所依赖服务信息。服务实例通过注册中心,获取到注册到其中的服务实例的信息,通过这些信息去请求它们提供的服务。

服务调用

服务消费者根据服务注册中心的服务信息,通过通信机制调用远程服务的一个过程。

服务熔断

服务熔断一般是指软件系统中,由于某些原因使得服务出现了过载现象,为防止造成整个系统故障,从而采用的一种保护措施,所以很多地方把熔断亦称为过载保护。在一定时间内,如果服务提供方所提供的服务在调用时累计出现错误达到了设定的阈(yu,第四声)值,则直接返回失败提示,释放资源,不再远程调用。从而避免出现服务雪崩.

服务降级

这里有两种场景:

  1. 当下游的服务因为某种原因响应过慢,下游服务主动停掉一些不太重要的业务,释放出服务器资源,增加响应速度.

  2. 当下游的服务因为某种原因不可用,上游主动调用本地的一些降级逻辑,例如直接返回“服务繁忙,请稍后重试”的消息提示。

服务熔断是服务降级的一种方式。

负载均衡

对于同一个服务,可能存在多个服务实例。负载均衡采取一定的策略,对实例进行流量分发,从而提高系统的性能和可靠性。负载均衡本身也是一种服务。

服务消息队列

消息队列是一种异步的服务间通信方式,适用于无服务器和微服务架构。消息在被处理和删除之前一直存储在队列上。每条消息仅可被一位用户处理一次。消息队列可被用于分离重量级处理、缓冲或批处理工作以及缓解高峰期工作负载。

配置中心管理

它提供我们可以动态修改程序运行能力。将零散的配置文件集中化管理。

服务网关(包括流量网关和业务网关)

  1. 流量网关

    流量网关负责全局性的流量控制,负责日志统计、防止SQL注入、脚本攻击、屏蔽工具扫描、黑白IP名单以及证书/加解密处理等功能。总的来说,它关注的是与系统业务无关的安全部分。

  2. 业务网关

    业务网关负责系统服务的健壮性。负责服务级别的流量控制、服务降级与熔断、路由与负载均衡、灰度策略、服务过滤、聚合与发现,负责授权与认证、业务规则与参数校验以及多级缓存策略。

服务监控

服务监控从整体上感知系统的运行状态,包括硬件和软件两部分内容。

全链路追踪

我们需要追踪每一个请求的完整调用链路,以便排查问题。

自动化构建部署

在微服务项目当中,模块众多,配置复杂,我们需要通过自动化构建和自动化部署工具来构建部署我们的项目。

服务定时任务调度

即使是在传统的整体架构的应用当中,也会存在定时任务需求。在微服务架构当中,便是分布式定时任务调用。一个典型而易理解的场景便是整点发放优惠券。

微服务特性

自主性

可以对微服务架构中的每个组件服务进行开发、部署、运营和扩展,而不影响其他服务的功能。这些服务不需要与其他服务共享任何代码或实施。各个组件之间的任何通信都是通过明确定义的 API 进行的。

专用性

每项服务都是针对一组功能而设计的,并专注于解决特定的问题。如果开发人员逐渐将更多代码增加到一项服务中并且这项服务变得复杂,那么可以将其拆分成多项更小的服务。

微服务的优势

敏捷性

微服务促进若干小型独立团队形成一个组织,这些团队负责自己的服务。各团队在小型且易于理解的环境中行事,并且可以更独立、更快速地工作。这缩短了开发周期时间。

灵活扩展

通过微服务,我们可以独立扩展各项服务以满足其支持的应用程序功能的需求。这使团队能够适当调整基础设施需求,准确衡量功能成本,并在服务需求激增时保持可用性。

轻松部署

微服务支持持续集成和持续交付,可以轻松尝试新想法,并可以在无法正常运行时回滚。由于故障成本较低,因此可以大胆试验,更轻松地更新代码,并缩短新功能的上市时间。

技术自由

微服务架构不遵循“一刀切”的方法。团队可以自由选择最佳工具来解决他们的具体问题。因此,构建微服务的团队可以为每项作业选择最佳工具。

现在一个微服务架构下的系统,可能其邮件通知部分是由Golang团队实现的,其商品推荐部分是由Python团队实现的,而其用户管理部分是由Java团队实现的。而对外而言,各个团队之间只需要遵循统一的标准去定义其对外暴露的接口就好,并不需要过多的关系其内部的实现细节。

Spring Cloud Alibaba简介

Spring Cloud Alibaba 致力于提供微服务开发的一站式解决方案。此项目包含开发分布式应用服务的必需组件,方便开发者通过 Spring Cloud 编程模型轻松使用这些组件来开发分布式应用服务。

目前 Spring Cloud Alibaba 提供了如下功能:

  1. 服务限流降级:支持 WebServlet、WebFlux, OpenFeign、RestTemplate、Dubbo 限流降级功能的接入,可以在运行时通过控制台实时修改限流降级规则,还支持查看限流降级 Metrics 监控。
  2. 服务注册与发现:适配 Spring Cloud 服务注册与发现标准,默认集成了 Ribbon 的支持。
  3. 分布式配置管理:支持分布式系统中的外部化配置,配置更改时自动刷新。
  4. Rpc服务:扩展 Spring Cloud 客户端 RestTemplate 和 OpenFeign,支持调用 Dubbo RPC 服务
  5. 消息驱动能力:基于 Spring Cloud Stream 为微服务应用构建消息驱动能力。
  6. 分布式事务:使用 @GlobalTransactional 注解, 高效并且对业务零侵入地解决分布式事务问题。
  7. 阿里云对象存储:阿里云提供的海量、安全、低成本、高可靠的云存储服务。支持在任何应用、任何时间、任何地点存储和访问任意类型的数据。
  8. 分布式任务调度:提供秒级、精准、高可靠、高可用的定时(基于 Cron 表达式)任务调度服务。同时提供分布式的任务执行模型,如网格任务。网格任务支持海量子任务均匀分配到所有 Worker(schedulerx-client)上执行。
  9. 阿里云短信服务:覆盖全球的短信服务,友好、高效、智能的互联化通讯能力,帮助企业迅速搭建客户触达通道。

如何使用

为了方便演示,我搭建了一个父工程,在这个系列的文章当中,所有演示代码都将围绕着这个父工程展开。文末提供这个demo的链接。

我们如果需要spring cloud alibaba这套解决方案的话,首先需要在项目的父工程引入对应的依赖

<dependencyManagement>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
            <version>2.2.3.RELEASE</version>
            <type>pom</type>
            <scope>import</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
</dependencyManagement>
复制代码

需要注意springCloud Alibaba与SpringBoot版本之间的对于关系

  • 1.5.x 版本适用于 Spring Boot 1.5.x
  • 2.0.x 版本适用于 Spring Boot 2.0.x
  • 2.1.x 版本适用于 Spring Boot 2.1.x
  • 2.2.x 版本适用于 Spring Boot 2.2.x

写在最后

这篇文章相当于Spring Cloud Alibaba的系列修仙功法的序言部分。在接下来的文章当中,我们将对Spring Cloud Alibaba当中的组件,逐一进行学习。当然,也会涉及到第三方的优秀组件。

如果您觉得这篇文章能给您带来帮助,那么可以点赞鼓励一下。如有错误之处,还请不吝赐教。在此,谢过各位乡亲父老!

本文Demo链接:github.com/code81192/a…

免责声明:文章版权归原作者所有,其内容与观点不代表Unitimes立场,亦不构成任何投资意见或建议。

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