深入理解 Spring Cloud 核心組件與底層原理

来源:https://www.cnblogs.com/z1009/archive/2019/12/19/12070282.html
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一、Spring Cloud核心組件：Eureka Netflix Eureka Eureka詳解 1、服務提供者 2、服務消費者 3、服務註冊中心 二、Spring Cloud核心組件：Ribbon 三、Spring Cloud核心組件：Feign 四、Spring Cloud核心組件：Hystr ...


  • 一、Spring Cloud核心組件：Eureka
    • Netflix Eureka
    • Eureka詳解
    • 1、服務提供者
    • 2、服務消費者
    • 3、服務註冊中心
  • 二、Spring Cloud核心組件：Ribbon
  • 三、Spring Cloud核心組件：Feign
  • 四、Spring Cloud核心組件：Hystrix
  • 五、Spring Cloud核心組件：Zuul
  • 六、總結

之前一直在看 Spring Cloud 及微服務架構 對 Spring Cloud 的主要組件的原理有了更深入一點的理解，特地做一下總結。

一、Spring Cloud核心組件：Eureka

Netflix Eureka

1、Eureka服務端： 也稱服務註冊中心，同其他服務註冊中心一樣，支持高可用配置。如果Eureka以集群模式部署，當集群中有分片出現故障時，那麼Eureka就轉入自我保護模式。它允許在分片故障期間繼續提供服務的發現和註冊，當故障分片恢復運行時，集群中其他分片會把它們的狀態再次同步回來

2、Eureka客戶端： 主要處理服務的註冊與發現。客戶端服務通過註解和參數配置的方式，嵌入在客戶端應用程式的代碼中，在應用程式運行時，Eureka客戶端想註冊中心註冊自身提供的服務並周期性地發送心跳來更新它的服務租約。同時，它也能從服務端查詢當前註冊的服務信息並把它們緩存到本地並周期性地刷新服務狀態

3、Eureka Server 的高可用實際上就是將自己作為服務向其他註冊中心註冊自己，這樣就可以形成一組互相註冊的服務註冊中心，以實現服務清單的互相同步，達到高可用效果

Eureka詳解

1、服務提供者

A.服務註冊

服務提供者在啟動的時候會通過發送REST請求的方式將自己註冊到Eureka Server上，同時帶上了自己服務的一些元數據信息。Eureka Server接收到這個REST請求之後，將元數據信息存儲在一個雙層結構Map中，其中第一層的key是服務名，第二層的key是具體服務的實例名

B.服務同步

兩個服務提供者分別註冊到了兩個不同的服務註冊中心上，也就是說，它們的信息分別被兩個服務註冊中心所維護。此時，由於服務註冊中心之間因互相註冊為服務，當服務提供者發送註冊請求到一個服務註冊中心時，它會將該請求轉發給集群中相連的其他註冊中心，從而實現註冊中心之間的服務同步。通過服務同步，兩個服務提供者的服務信息就可以通過這兩台服務註冊中心中的任意一臺獲取到

C.服務續約

在註冊完服務之後，服務提供者會維護一個心跳用來持續告訴Eureka Server：“我還活著”，以防止Eureka Server的剔除任務將該服務實例從服務列表中排除出去，我們稱該操作為服務續約

# 定義服務續約任務的調用間隔時間，預設30秒eureka.instance.lease-renewal-interval-in-seconds=30# 定義服務失效的時間，預設90秒eureka.instance.lease-expiration-duration-in-seconds=90

2、服務消費者

A.獲取服務

當我們啟動服務消費者的時候，它會發送一個REST請求給服務註冊中心，來獲取上面註冊的服務清單。為了性能考慮，Eureka Server會維護一份只讀的服務清單來返回給客戶端，同時該緩存清單會每隔30秒更新一次

# 緩存清單的更新時間，預設30秒eureka.client.registry-fetch-interval-seconds=30

B.服務調用

服務消費者在獲取服務清單後，通過服務名可以獲得具體提供服務的實例名和該實例的元數據信息。在Ribbon中會預設採用輪詢的方式進行調用，從而實現客戶端的負載均衡

對於訪問實例的選擇，Eureka中有Region和Zone的概念，一個Region中可以包含多個Zone，每個服務客戶端需要被註冊到一個Zone中，所以每個客戶端對應一個Region和一個Zone。在進行服務調用的時候，優先訪問同處一個一個Zone中的服務提供方，若訪問不到，就訪問其他的Zone

C.服務下線

當服務實例進行正常的關閉操作時，它會觸發一個服務下線的REST請求給EurekaServer，告訴服務註冊中心：“我要下線了”。服務端在接收到請求之後，將該服務狀態置為下線（DOWN），並把該下線事件傳播出去

3、服務註冊中心

A.失效剔除

Eureka Server在啟動的時候會創建一個定時任務，預設每隔一段時間（預設為60秒）將當前清單中超時（預設為90秒）沒有續約的服務剔除出去

B.自我保護

在服務註冊中心的信息面板中出現紅色警告信息：

該警告就是觸發了Eureka Server的自我保護機制。Eureka Server在運行期間，會統計心跳失敗的比例在15分鐘之內是否低於85%，如果出現低於的情況，Eureka Server會將當前的實例註冊信息保護起來，讓這些實例不會過期，儘可能保護這些註冊信息。但是，在這段保護期間內實例若出現問題，那麼客戶端很容易拿到實際已經不存在的服務實例，會出現調用失敗的情況，所以客戶端必須要有容錯機制，比如可以使用請求重試、斷路器等機制

# 關閉保護機制，以確保註冊中心可以將不用的實例正確剔除（本地調試可以使用，線上不推薦）eureka.server.enable-self-preservation=false

二、Spring Cloud核心組件：Ribbon

Ribbon是一個基於HTTP和TCP的客戶端負載均衡器，它可以在通過客戶端中配置的ribbonServerList服務端列表去輪詢訪問以達到服務均衡的作用。當Ribbon和Eureka聯合使用時，Ribbon的服務實例清單RibbonServerList會被DiscoveryEnabledNIWSServerList重寫，擴展成從Eureka註冊中心中獲取服務端列表。同時它也會用NIWSDiscoveryPing來取代IPing，它將職責委托給Eureka來去定服務端是否已經啟動

在客戶端負載均衡中，所有客戶端節點都維護著自己要訪問的服務端清單，而這些服務端的清單來自於服務註冊中心（比如Eureka）。在客戶端負載均衡中也需要心跳去維護服務端清單的健康性，只是這個步驟需要與服務註冊中心配合完成。整編：微信公眾號，團隊：uyunku

通過Spring Cloud Ribbon的封裝，我們在微服務架構中使用客戶端負載均衡調用只需要如下兩步：

1、 服務提供者只需要啟動多個服務實例並且註冊到一個註冊中心或是多個相關聯的服務註冊中心

2、 服務消費者直接通過調用被@LoadBalanced註解修飾過的RestTemplate來實現面向服務的介面調用

三、Spring Cloud核心組件：Feign

Feign的關鍵機制是使用了動態代理

1、 首先，對某個介面定義了@FeignClient註解，Feign就會針對這個介面創建一個動態代理

2、 接著調用介面的時候，本質就是調用Feign創建的動態代理

3、 Feign的動態代理會根據在介面上的@RequestMapping等註解，來動態構造要請求的服務的地址

4、 針對這個地址，發起請求、解析響應

Feign是和Ribbon以及Eureka緊密協作的

1、 首先Ribbon會從Eureka Client里獲取到對應的服務註冊表，也就知道了所有的服務都部署在了哪些機器上，在監聽哪些埠

2、 然後Ribbon就可以使用預設的Round Robin演算法，從中選擇一臺機器

3、 Feign就會針對這台機器，構造併發起請求

四、Spring Cloud核心組件：Hystrix

在微服務架構中，存在著那麼多的服務單元，若一個單元出現故障，就很容易因依賴關係而引發故障的蔓延，最終導致整個系統的癱瘓，這樣的架構相較傳統架構更加不穩定。為瞭解決這樣的問題，產生了斷路器等一系列的服務保護機制

在分散式架構中，當某個服務單元發生故障之後，通過斷路器的故障監控，向調用方返回一個錯誤響應，而不是長時間的等待。這樣就不會使得線程因調用故障服務被長時間占用不釋放，避免了故障在分散式系統中的蔓延

Hystrix具備服務降級、服務熔斷、線程和信號隔離、請求緩存、請求合併以及服務監控等強大功能

Hystrix使用艙壁模式實現線程池的隔離，它會為每一個依賴服務創建一個獨立的線程池，這樣就算某個依賴服務出現延遲過高的情況，也只是對該依賴服務的調用產生影響，而不會拖慢其他的依賴服務

五、Spring Cloud核心組件：Zuul

Spring Cloud Zuul通過與Spring Cloud Eureka進行整合，將自身註冊為Eureka服務治理下的應用，同時從Eureka中獲得了所有其他微服務的實例信息

對於路由規則的維護，Zuul預設會將通過以服務名作為ContextPath的方式來創建路由映射

Zuul提供了一套過濾器機制，可以支持在API網關無附上進行統一調用來對微服務介面做前置過濾，已實現對微服務介面的攔截和校驗。整編：微信公眾號，技術團隊，ID：ku

六、總結

Eureka： 各個服務啟動時，Eureka Client都會將服務註冊到Eureka Server，並且EurekaClient還可以反過來從Eureka Server拉取註冊表，從而知道其他服務在哪裡

Ribbon： 服務間發起請求的時候，基於Ribbon做負載均衡，從一個服務的多台機器中選擇一臺

Feign： 基於Feign的動態代理機制，根據註解和選擇的機器，拼接請求URL地址，發起請求

Hystrix： 發起請求是通過Hystrix的線程池來走的，不同的服務走不同的線程池，實現了不同服務調用的隔離，避免了服務雪崩的問題

Zuul： 如果前端、移動端要調用後端系統，統一從Zuul網關進入，由Zuul網關轉發請求給對應的服務

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