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Spring Cloud作為Java語言的微服務框架，它依賴於Spring Boot，有快速開發、持續交付和容易部署等特點。

1、微服務應該具備的功能

1.1、服務的註冊和發現

微服務系統需要服務註冊中心來統一管理服務例項，方便檢視每一個微服務例項的健康狀態。服務註冊是指向服務註冊中心註冊一個服務例項，服務提供者將自己的服務資訊（如服務名、IP地址等）告知服務註冊中心。服務發現

是指當服務消費者需要消費另外一個服務時，服務註冊中心能夠告知服務消費者它所要消費服務的例項資訊。通常情況下，一個服務既是服務提供者，也是服務消費者。服務消費者一般使用HTTP協議或者訊息元件這種輕量級的通訊機制來進行服務消費。

1.2、服務的負載均衡

為了保證服務的高可用，服務單元往往是叢集化部署。例如將服務提供者進行叢集化部署，那麼服務消費者該呼叫哪個服務提供者的例項呢？這就涉及到了服務的負載均衡。

服務消費者整合負載均衡元件，該元件會向服務消費者獲取服務註冊列表資訊，並每隔一段時間重新重新整理獲取該列表。當服務消費者消費服務時，負載均衡元件獲取服務提供者所有例項的註冊資訊，並通過一定的負載均衡策略（開發者可以配置），選擇一個服務提供者的例項，向該例項進行服務消費，這樣就實現了負載均衡。當服務例項資料很多時，為了實現高可用，將服務註冊中心叢集化。

1.3、服務的容錯

為了解決分散式系統的雪崩效應，分散式系統引進了熔斷器機制。

它不僅能夠防止系統的“雪崩”效應，還具有以下作用。

• 將資源隔離，只會隔離出故障的API介面，不會影響到其他API介面。
• 服務降級的功能。大量的請求在短時間內同時湧入，超過了服務的處理能力，熔斷器被開啟，將服務降級，以免伺服器因負載過高而出現故障。
• 自我修復能力。例如網路服務商的問題，導致網路在短時間內不可用，熔斷器被開啟。

1.4、服務閘道器

在微服務系統中，API介面資源通常是由服務閘道器（也稱API閘道器）統一暴露，內部服務不直接對外提供API資源的暴露。這樣做的好處是將內部服務隱藏起來，外界還以為是一個服務在提供服務，在一定程度上保護了微服務系統的安全。

API閘道器通常有請求轉發的作用，另外它可能需要負責一定的安全驗證，例如判斷某個請求是否合法，該請求對某一個資源是否具有操作許可權等。

通常情況下，閘道器層以叢集的形式存在。在服務閘道器層之前，有可能需要加上負載均衡層，通常為Nginx雙機熱備，通過一定的路由策略，將請求轉發到閘道器層。到達閘道器層後，經過一系列的使用者身份驗證、許可權判斷，最終轉發到具體的服務。具體的服務經過一系列的邏輯運算和資料操作，最終將結果返回給使用者。

閘道器層具有很重要的意義，具體體現在以下方面。

• 將所有服務的API介面資源統一聚合，對外統一暴露。
• 使用者身份認證、許可權認證，防止非法請求操作API介面，對內部服務起到保護作用。
• 實現監控功能，實時日誌輸出，對請求進行記錄。
• 流量監控，在高流量的情況下，對服務進行降級。
• API介面從內部服務分離出來，方便做測試。

閘道器實現這些功能，需要做高可用，否則閘道器很可能成為架構中的瓶頸。最常用的閘道器元件有Zuul、Nginx等。

1.5、服務配置的統一管理

在實際開發過程中，每個服務都有大量的配置檔案，例如資料庫的配置、日誌輸出級別的配置等，而往往這些配置在不同的環境中也是不一樣的。隨著服務數量的增加，配置檔案的管理也是一件非常複雜的事。

在微服務架構中，需要有統一管理配置檔案的元件，例如Spring Cloud的Spring Cloud Config元件、阿里的Diamond、百度的Disconf、攜程的Apollo等。

下面以Spring Cloud Config為例來闡述服務配置的統一管理。

對於叢集化的服務，可以通過使用訊息匯流排來重新整理多個服務例項。如果服務數量較多，對配置中心需要考慮叢集化部署，從而使配置中心高可用，做分散式叢集。

1.6、服務鏈路追蹤

在微服務架構中，必須實現分散式鏈路追蹤，去跟進一個請求到底有哪些服務參與，參與的順序又是怎樣的，從而使每個請求鏈路清晰可見，出了問題很快就能定位。

常見的鏈路追蹤元件有Google的Dapper、Twitter的Zipkin，以及阿里的Eagleeye等，都是非常優秀的鏈路追蹤開源元件。

2、Spring Cloud

2.1、簡介

Spring Cloud是基於Spring Boot的。Spring Boot是由Pivotal團隊提供的全新的Web框架，它主要的特點就是簡化了開發和部署的過程，簡化了Spring複雜的配置和依賴管理，通過起步依賴和內建Servlet容器能夠使開發者迅速搭起一個Web工程。所以Spring Cloud在開發部署上繼承了Spring Boot的一些優點，提高其在開發和部署上的效率。

Spring Cloud的首要目標就是通過提供一系列開發元件和框架，幫助開發者迅速搭建一個分散式的微服務系統。Spring Cloud提供了分散式微服務系統的一些常用元件，例如服務註冊和發現、配置中心、熔斷器、智慧路由、微代理、控制匯流排、全域性鎖、分散式會話等。

2.2、常用元件

• 服務註冊和發現元件 Eureka

Eureka元件提供了服務的健康監測，以及介面友好的UI。另外Spring Cloud也支援Consul和Zookeeper，用於註冊和發現服務。

• 熔斷元件 Hystrix

除了有一些基本的熔斷器功能外，還能夠實現服務降級、服務限流的功能。另外Hystrix提供了熔斷器的健康監測，以及熔斷器健康資料的API介面。Hystrix Dashboard元件提供了單個服務熔斷器的健康狀態資料的介面展示功能，Hystrix Turbine元件提供了多個服務的熔斷器的健康狀態資料的介面展示功能。

• 負載均衡元件 Ribbon

Ribbon和Zuul配合，很容易做到負載均衡，將請求根據負載均衡策略分配到不同的服務例項中。Ribbon和RestTemplate、Feign配合，在消費服務時能夠做到負載均衡。

• 路由閘道器 Zuul

​​​​​​​Zuul有智慧路由和過濾的功能。內部服務的API介面通過Zuul閘道器統一對外暴露，內部服務的API介面不直接暴露，防止了內部服務敏感資訊對外暴露。Zuul的過濾功能是通過攔截器請求來實現的，可以對一些使用者的角色和許可權進行判斷，起到安全驗證的作用，同時也可以用於輸出實時的請求日誌。

• Spring Cloud Config

Spring Cloud Config提供了配置檔案統一管理的功能。它包括Server端和Client端，Server端讀取本地倉庫或者遠端倉庫的配置檔案，所有的Client向Server讀取配置資訊，從而達到配置檔案統一管理的目的。通常情況下，Spring Cloud Config和Spring Cloud Bus相互配合重新整理指定Client或所有Client的配置檔案。

• Spring Cloud Security

​​​​​​​Spring Cloud Security是對Spring Security元件的封裝，​​​​​​​Spring Cloud Security向服務單元提供了使用者驗證和許可權認證。一般來說，單獨在微服務系統中使用​​​​​​​Spring Cloud Security是很少見的，一般它會配合Spring Security OAuth2元件一起使用，通過搭建授權服務，驗證Token或者JWT這種形式對整個微服務系統進行安全驗證。

• Spring Cloud Sleuth

​​​​​​​Spring Cloud Sleuth是一個分散式鏈路追蹤元件，它封裝了Dapper、Zipkin和Kibana等元件，通過它可以知道服務之間的相互依賴關係，並實時觀察鏈路的呼叫情況。

• Spring Cloud Stream

​​​​​​​Spring Cloud Stream是​​​​​​​Spring Cloud框架的資料流操作包，可以封裝RabbitMQ、ActiveMQ、Kafaka、Redis等訊息元件，利用​​​​​​​Spring Cloud Stream可以實現訊息的接收和傳送。

3、Dubbo簡介

Dubbo是阿里巴巴開源的一個分散式服務框架，致力於提供高效能和透明化的RPC遠端服務呼叫方案，以及SOA服務治理方案。Dubbo廣泛應用於阿里巴巴的各大站點，有很多網際網路公司也在使用這個框架，它包含如下核心內容。

• RPC遠端呼叫

封裝了長連線NIO框架，如Netty、Mina等，採用的是多執行緒模式。

• 叢集容錯

提供了基於介面方法的遠端呼叫的功能，並實現了負載均衡策略、失敗容錯等功能。

• 服務發現

集成了Apache的Zookeeper元件，用於服務的註冊和發現。

Dubbo架構的流程如下。

1. 服務提供者向服務中心註冊服務。
2. 服務消費者訂閱服務。
3. 服務消費者發現服務。
4. 服務消費者遠端排程服務提供者進行服務消費，在排程過程中，使用了負載均衡策略、失敗容錯的功能。
5. 服務消費者和提供者，在記憶體中記錄服務的呼叫次數和呼叫時間，並定時每分鐘傳送一次統計資料到監控中心。

Dubbo是一個非常優秀的服務治理框架，在國內網際網路公司應用廣泛。它具有以下特性。

• 連通性：註冊中心負責服務的註冊；監控中心負責收集呼叫次數、呼叫時間；註冊中心、服務提供者、服務消費者為長連線。
• 健壯性：監控中心宕機不影響其他服務的使用；註冊中心叢集，任意一個例項宕機自動切換到另一個註冊中心例項；服務例項叢集，任意一個例項宕機，自動切換到另外一個可用的例項。
• 伸縮性：可以動態增減註冊中心和服務的例項數量。
• 升級性：服務叢集升級，不會對現有架構造成壓力。

4、Spring Cloud與Dubbo比較

Spring Cloud擁有很多的專案模組，包含了微服務系統的方方面面。Dubbo是一個非常優秀的服務治理和服務呼叫框架，但缺少很多功能模組，例如閘道器、鏈路追蹤等。在專案模組上，Spring Cloud佔據著更大的優勢。

從學習成本上考慮，Dubbo的版本趨於穩定，文件完善，可以即學即用，沒有太大難度。Spring Cloud基於Spring Boot開發，需要開發者先學會Spring Boot。另外，Spring Cloud版本迭代快，需要快速跟進學習。

從開發風格上來講，Dubbo更傾向於Spring Xml的配置方式，Dubbo官方也推薦這種方式。Spring Cloud基於Spring Boot，Spring Boot採用的是基於註解和JavaBean配置方式的敏捷開發。從開發速度上講，Spring Cloud具有更高的開發和部署速度。

最後，Spring Cloud的通訊方式大多數是基於HTTP Restful風格的，服務與服務之間完全無關、無耦合。由於採用的是HTTP Rest，因此服務無關乎語言和平臺，只需要提供相應的API介面，就可以相互呼叫。Dubbo的通訊方式基於遠端呼叫，對介面、平臺和語言有強依賴性。

Dubbo更易上手，並且廣泛使用於阿里巴巴的各大站點，經歷了“雙11”期間高併發、大流量的檢驗，Dubbo框架非常成熟和穩定。Spring Cloud服務框架嚴格遵守Martin Fowler提出的微服務規範，社群異常活躍，它很可能成為微服務架構的標準。

5、Kubernetes簡介<