[Java知识库]SpringCloud集群的搭建，分布式的实现，负载均衡的几种方式，路由，页面监听

SpringCloud

服务注册与发现——Netflix Eureka

负载均衡：

客户端负载均衡——Netflix Ribbon
服务端负载均衡：——Feign(其也是依赖于Ribbon，只是将调用方式RestTemplete 更改成Service 接口)
断路器——Netflix Hystrix

服务网关——Netflix Zuul

分布式配置——Spring Cloud Config

微服务是什么？

• 微服务架构是一种架构模式，或者说是一种架构风格，它体长将单一的应用程序划分成一组小的服务，每个服务运行在其独立的自己的进程内，服务之间互相协调，互相配置，为用户提供最终价值，服务之间采用轻量级的通信机制(HTTP)互相沟通，每个服务都围绕着具体的业务进行构建，并且能狗被独立的部署到生产环境中，另外，应尽量避免统一的，集中式的服务管理机制，对具体的一个服务而言，应该根据业务上下文，选择合适的语言，工具(Maven)对其进行构建，可以有一个非常轻量级的集中式管理来协调这些服务，可以使用不同的语言来编写服务，也可以使用不同的数据存储。

再来从技术维度角度理解下：

• 微服务化的核心就是将传统的一站式应用，根据业务拆分成一个一个的服务，彻底地去耦合，每一个微服务提供单个业务功能的服务，一个服务做一件事情，从技术角度看就是一种小而独立的处理过程，类似进程的概念，能够自行单独启动或销毁，拥有自己独立的数据库。

微服务优缺点

优点

• 单一职责原则；

• 每个服务足够内聚，足够小，代码容易理解，这样能聚焦一个指定的业务功能或业务需求；

• 开发简单，开发效率高，一个服务可能就是专一的只干一件事；

• 微服务能够被小团队单独开发，这个团队只需2-5个开发人员组成；

• 微服务是松耦合的，是有功能意义的服务，无论是在开发阶段或部署阶段都是独立的；

• 微服务能使用不同的语言开发；

• 易于和第三方集成，微服务允许容易且灵活的方式集成自动部署，通过持续集成工具，如jenkins，Hudson，bamboo；

• 微服务易于被一个开发人员理解，修改和维护，这样小团队能够更关注自己的工作成果，无需通过合作才能体现价值；

• 微服务允许利用和融合最新技术；

• 微服务只是业务逻辑的代码，不会和HTML，CSS，或其他的界面混合;

• 每个微服务都有自己的存储能力，可以有自己的数据库，也可以有统一的数据库；

缺点

• 开发人员要处理分布式系统的复杂性；
• 多服务运维难度，随着服务的增加，运维的压力也在增大；
• 系统部署依赖问题；
• 服务间通信成本问题；
• 数据一致性问题；
• 系统集成测试问题；
• 性能和监控问题；
• 微服务架构4个核心问题?

SpringCloud能干嘛？

• Distributed/versioned configuration 分布式/版本控制配置
• Service registration and discovery 服务注册与发现
• Routing 路由
• Service-to-service calls 服务到服务的调用
• Load balancing 负载均衡配置
• Circuit Breakers 断路器
• Distributed messaging 分布式消息管理

官网：http://projects.spring.io/spring-cloud/

自学参考书：

SpringCloud Netflix 中文文档：https://springcloud.cc/spring-cloud-netflix.html
SpringCloud 中文API文档(官方文档翻译版)：https://springcloud.cc/spring-cloud-dalston.html
SpringCloud中国社区：http://springcloud.cn/
SpringCloud中文网：https://springcloud.cc

2．这么多服务?服务之间如何通信?

3．这么多服务?如何治理?

4．服务挂了怎么办?

解决方案:

spring cloud生态 springBoot

1. spring cloud NetFlix一站式解决方案!

   api网关，zuul组件

   Feign—–httpClinet——-http通信方式，同步，阻塞

   服务注册与发现: Eureka

   熔断机制：Hystrix

Eureka

Netflix在涉及Eureka时，遵循的就是API原则.
Eureka是Netflix的有个子模块，也是核心模块之一。Eureka是基于REST的服务，用于定位服务，以实现云端中间件层服务发现和故障转移，服务注册与发现对于微服务来说是非常重要的，有了服务注册与发现，只需要使用服务的标识符，就可以访问到服务，而不需要修改服务调用的配置文件了，功能类似于Dubbo的注册中心，比如Zookeeper.

Eureka基本的架构

• Springcloud 封装了Netflix公司开发的Eureka模块来实现服务注册与发现 (对比Zookeeper).

• Eureka采用了C-S的架构设计，EurekaServer作为服务注册功能的服务器，他是服务注册中心.

• 而系统中的其他微服务，使用Eureka的客户端连接到EurekaServer并维持心跳连接。这样系统的维护人员就可以通过EurekaServer来监控系统中各个微服务是否正常运行，Springcloud 的一些其他模块 (比如Zuul) 就可以通过EurekaServer来发现系统中的其他微服务，并执行相关的逻辑.

三大角色

1. Eureka Server：提供服务的注册与发现
2. Service Provider：服务生产方，将自身服务注册到Eureka中，从而使服务消费方能狗找到
3. Service Consumer：服务消费方，从Eureka中获取注册服务列表，从而找到消费服务

eureka-server的pom文件

<!--导包~-->
<dependencies>
    <!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.springframework.cloud/spring-cloud-starter-eureka-server -->
    <!--导入Eureka Server依赖-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-eureka-server</artifactId>
        <version>1.4.6.RELEASE</version>
    </dependency>
    <!--热部署工具-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

application.yml

server:
  port: 7001

# Eureka配置
eureka:
  instance:
    # Eureka服务端的实例名字
    hostname: 127.0.0.1
  client:
    # 表示是否向 Eureka 注册中心注册自己(这个模块本身是服务器,所以不需要)
    register-with-eureka: false
    # fetch-registry如果为false,则表示自己为注册中心,客户端的化为 ture
    fetch-registry: false
    # Eureka监控页面~
    service-url:
      defaultZone: http://${eureka.instance.hostname}:${server.port}/eureka/

eureka-client的pom依赖

<!--Eureka依赖-->
<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.springframework.cloud/spring-cloud-starter-eureka -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-eureka</artifactId>
    <version>1.4.6.RELEASE</version>
</dependency>
<!--actuator完善监控信息-->
<dependency>
 <groupId>org.springframework.boot</groupId>
 <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
</dependency>

修改Eureka上的默认描述信息

# Eureka配置：配置服务注册中心地址
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:7001/eureka/
  instance:
    instance-id: springcloud-provider-dept-8001 #修改Eureka上的默认描述信息

application.yml添加配置信息

# info配置
info:
# 项目的名称
app.name: springcloud
# 公司的名称
company.name: xxxx 

EureKa自我保护机制：好死不如赖活着
一句话总结就是：某时刻某一个微服务不可用，eureka不会立即清理，依旧会对该微服务的信息进行保存！

默认情况下，当eureka server在一定时间内没有收到实例的心跳，便会把该实例从注册表中删除（默认是90秒），但是，如果短时间内丢失大量的实例心跳，便会触发eureka server的自我保护机制，比如在开发测试时，需要频繁地重启微服务实例，但是我们很少会把eureka server一起重启（因为在开发过程中不会修改eureka注册中心），当一分钟内收到的心跳数大量减少时，会触发该保护机制。可以在eureka管理界面看到Renews threshold和Renews(last min)，当后者（最后一分钟收到的心跳数）小于前者（心跳阈值）的时候，触发保护机制，会出现红色的警告：EMERGENCY!EUREKA MAY BE INCORRECTLY CLAIMING INSTANCES ARE UP WHEN THEY’RE NOT.RENEWALS ARE LESSER THAN THRESHOLD AND HENCE THE INSTANCES ARE NOT BEGING EXPIRED JUST TO BE SAFE.从警告中可以看到，eureka认为虽然收不到实例的心跳，但它认为实例还是健康的，eureka会保护这些实例，不会把它们从注册表中删掉。

该保护机制的目的是避免网络连接故障，在发生网络故障时，微服务和注册中心之间无法正常通信，但服务本身是健康的，不应该注销该服务，如果eureka因网络故障而把微服务误删了，那即使网络恢复了，该微服务也不会重新注册到eureka server了，因为只有在微服务启动的时候才会发起注册请求，后面只会发送心跳和服务列表请求，这样的话，该实例虽然是运行着，但永远不会被其它服务所感知。所以，eureka server在短时间内丢失过多的客户端心跳时，会进入自我保护模式，该模式下，eureka会保护注册表中的信息，不在注销任何微服务，当网络故障恢复后，eureka会自动退出保护模式。自我保护模式可以让集群更加健壮。

但是我们在开发测试阶段，需要频繁地重启发布，如果触发了保护机制，则旧的服务实例没有被删除，这时请求有可能跑到旧的实例中，而该实例已经关闭了，这就导致请求错误，影响开发测试。所以，在开发测试阶段，我们可以把自我保护模式关闭，只需在eureka server配置文件中加上如下配置即可：eureka.server.enable-self-preservation=false【不推荐关闭自我保护机制】

主启动类中加入@EnableDiscoveryClient 注解

@SpringBootApplication
// @EnableEurekaClient 开启Eureka客户端注解，在服务启动后自动向注册中心注册服务
@EnableEurekaClient
// @EnableEurekaClient 开启服务发现客户端的注解，可以用来获取一些配置的信息，得到具体的微服务
@EnableDiscoveryClient
public class DeptProvider_8001 {
    ...
}

Apache Dubbo zookeeper半自动,需要整合别人的

Api:没有，找第三方组件，或者自己实现

Dubbo

服务注册与发现：zookeeper

没有熔断机制 借助 Hystrix

4. spring cloud Alibaba 一站式解决方案 更简单

新概念：服务网格 Server Mesh

1.API:解决服务路由问题

2.通信：HTTP、RPC

3.注册和发现：高可用

4.熔断机制：服务降级，防止服务雪崩

ORM：All in one

根源：网络不可靠

模块化：提倡将单一的应用程序划分成一组小的服务

SpringBoot专注于快速、方便的开发单个个体微服务，SpringCloud关注全局的服务治理框架

三大角色

• Eureka ServeF:提供服务的注册于发现。
• Service Provider:将自身服务注册到Eureka中，从而使消费方能够找到。
• Service Consumer:服务消费方从Eureka中获取注册服务列表，从而找到消费服务。

对比和Zookeeper区别

1. 回顾CAP原则
   RDBMS (MySQL\Oracle\sqlServer) ===> ACID

NoSQL (Redis\MongoDB) ===> CAP

2. ACID是什么？
   A (Atomicity) 原子性
   C (Consistency) 一致性
   I (Isolation) 隔离性
   D (Durability) 持久性
3. CAP是什么?
   C (Consistency) 强一致性
   A (Availability) 可用性
   P (Partition tolerance) 分区容错性
   CAP的三进二：CA、AP、CP

CAP理论的核心
一个分布式系统不可能同时很好的满足一致性，可用性和分区容错性这三个需求
根据CAP原理，将NoSQL数据库分成了满足CA原则，满足CP原则和满足AP原则三大类
CA：单点集群，满足一致性，可用性的系统，通常可扩展性较差
CP：满足一致性，分区容错的系统，通常性能不是特别高

AP：满足可用性，分区容错的系统，通常可能对一致性要求低一些

• Zookeeper 保证的是 CP —> 满足一致性，分区容错的系统，通常性能不是特别高
• Eureka 保证的是 AP —> 满足可用性，分区容错的系统，通常可能对一致性要求低一些

注册和查询服务

注： Eureka可以很好的应对因网络故障导致部分节点失去联系的情况，而不会像zookeeper那样使整个注册服务瘫痪

Ribbon：负载均衡(基于客户端)
6.1 负载均衡以及Ribbon
Ribbon是什么？

Spring Cloud Ribbon 是基于Netflix Ribbon 实现的一套客户端负载均衡的工具。
简单的说，Ribbon 是 Netflix 发布的开源项目，主要功能是提供客户端的软件负载均衡算法，将 Netflix 的中间层服务连接在一起。Ribbon 的客户端组件提供一系列完整的配置项，如：连接超时、重试等。简单的说，就是在配置文件中列出 LoadBalancer (简称LB：负载均衡 ) 后面所有的及其，Ribbon 会自动的帮助你基于某种规则 (如简单轮询，随机连接等等) 去连接这些机器。我们也容易使用 Ribbon 实现自定义的负载均衡算法！

实现方式：轮询，随机

LVS：Linux Virtual Server:Linux虚拟机服务

ribbon是服务消费方

Feign：负载均衡(基于服务端)

1. 微服务名字 【ribbon】
2. 接口和注解 【feign】

Hystrix：服务熔断

分布式系统面临的问题

复杂分布式体系结构中的应用程序有数十个依赖关系，每个依赖关系在某些时候将不可避免失败！

8.1 服务雪崩
多个微服务之间调用的时候，假设微服务A调用微服务B和微服务C，微服务B和微服务C又调用其他的微服务，这就是所谓的“扇出”，如果扇出的链路上某个微服务的调用响应时间过长，或者不可用，对微服务A的调用就会占用越来越多的系统资源，进而引起系统崩溃，所谓的“雪崩效应”。

服务熔断

服务降级

Zuul路由网关

Zull包含了对请求的路由(用来跳转的)和过滤两个最主要功能：

其中路由功能负责将外部请求转发到具体的微服务实例上，是实现外部访问统一入口的基础，而过滤器功能则负责对请求的处理过程进行干预，是实现请求校验，服务聚合等功能的基础。Zuul和Eureka进行整合，将Zuul自身注册为Eureka服务治理下的应用，同时从Eureka中获得其他服务的消息，也即以后的访问微服务都是通过Zuul跳转后获得