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Spring Cloud係列（1）Spring Cloud概述
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原文作者：楊大仙的程序空間
1 Spring Cloud概述
本文要點
傳統應用的問題
微服務與Spring Cloud
本書介紹
本章將會簡述Spring Cloud的功能，描述什麼是Spring Cloud，它能為我們帶來什麼，為後麵學習該框架的知識打下理論的基礎。
1.1 傳統的應用
1.1.1 單體應用
在此之前，筆者所在公司開發Java程序，大都使用Struts、Spring、Hibernate（MyBatis）等技術框架，每一個項目都會發布一個單體應用。例如開發一個進銷存係統，將會開發一個war包部署到Tomcat中，每一次需要開發新的模塊或添加新功能時，都會在原來的基礎上不斷的添加。若幹年後，這個war包不斷的膨脹，程序員在進行調試時，服務器也可能需要啟動半天，維護這個係統的效率極為低下。這樣一個war包，涵蓋了庫存、銷售、會員、報表等模塊，如圖1-1。
圖1-1 單體應用
這樣的單體應用隱患非常多，任何的一個bug，都有可能導致整個係統宕機。筆者印象最深刻的是，曾經有一客戶在高峰期，導出一張銷售明細報表（數據量較大），最終造成整個係統癱瘓，前台的銷售人員無法售賣。維護這樣一個係統，不僅效率極低，而且充滿風險，項目組的各個成員惶惶不可終日，我們需要本質上的改變。
1.1.2 架構演進
針對以上的單體應用的問題，我們參考SOA架構，將各個模塊劃分獨立的服務模塊（war），並且使用了數據庫的讀寫分離，架構如圖1-2。
圖1-2 架構演進
各個模塊之間會存在相互調用的依賴關係，例如銷售模塊會調用會員模塊的接口，為了減少各個模塊之間的耦合，我們加入了企業服務總線（ESB），各模塊與ESB之間的架構如圖1-3所示。
圖1-3 ESB
加入ESB後，各個模塊將服務發布到ESB中，它們與ESB之間使用SOAP協議進行通信。圖1-2與圖1-3的架構實現後，整個係統的性能有了明顯的提升，各個模塊的耦合度也降低了。運行了一段日子後，又出現了新的問題，由於銷售終端數量的增多，銷售模塊明顯超過其承受能力，為了保證銷售前端的正常運行，我們使用了Nginx做負載均衡，請見圖1-4。
圖1-4 使用Nginx
隨著銷售模塊的增多，帶來了許多問題，例如管理這些模塊，對於運維工程師來說，是一項艱巨的任務，一旦銷售模塊有所修改，他們將通宵達旦進行升級。另外，企業服務總線也有可能成為性能的瓶頸，雖然目前仍未出現該問題，但我們需要未雨綢繆。
1.1.3 架構要求
從前麵的架構演進可知，應用中的每一個點，都有可能成為係統的問題點。隨著互聯網應用的普及，在大數據、高並發的環境下，我們的係統架構需要麵對更為嚴苛的挑戰，我們需要一套新的架構，它起碼能滿足以下要求：
高性能：這是應用程序的基本要求。
獨立性：其中一個模塊出現bug或者其他問題，不可以影響其他模塊或者整個應用。
容易擴展：應用中的每一個節點，都可以根據實際需要進行擴展。
便於管理：對於各個模塊的資源，可以輕鬆進行管理、升級，減少維護成本。
狀態監控與警報：對整個應用程序進行監控，當某一個節點出現問題時，能及時發出警報。
為了能解決遇到的問題、達到以上的架構要求，我們開始研究Spring Cloud。
1.2 微服務與Spring Cloud
1.2.1 什麼是微服務
微服務一詞來源Martin Fowler的“Microservices”一文，微服務是一種架構風格，將單體應用劃分為小型的服務單元，微服務之間使用HTTP的API進行資源訪問與操作。
在對單體應用的劃分上，微服務與前麵的SOA架構有點類似，但是SOA架構側重於將每個單體應用的服務集成到ESB上，而微服務做得更加徹底，強調將整個模塊變成服務組件，微服務對模塊的劃分粒度可能會更細。以我們前麵的銷售、會員模塊為例，在SOA架構中，隻需要將相應的服務發布到ESB容器就可以了，而在微服務架構中，這兩個模塊本身，將會變為一個或多個的服務組件。SOA架構與微服務架構，請見圖1-5與圖1-6。
圖1-5 SOA架構
圖1-6 微服務架構
在微服務的架構上，Martin Fowler的文章肯定了Netflix的貢獻，接下來，我們了解一下Netflix OSS。
1.2.2 關於Netflix OSS
Netflix是一個互聯網影片提供商，在幾年前，Netflix公司成立了自己的開源中心，名稱為Netflix Open Source Software Center，簡稱Netflix OSS。這個開源組織專注於大數據、雲計算方麵的技術，提供了多個開源框架，這些框架包括大數據工具、構建工具、基於雲平台的服務工具等。Netflix所提供的這些框架，很好的遵循微服務所推崇的理念，實現了去中心化的服務管理、服務容錯等機製。
1.2.3 Spring Cloud與Netflix
Spring Cloud並不是一個具體的框架，大家可以把它理解為一個工具箱，它提供的各類工具，可以幫助我們快速的構建分布式係統。
Spring Cloud的各個項目基於Spring Boot，將Netflix的多個框架進行封裝，並且通過自動配置的方式將這些框架綁定到Spring的環境中，從而簡化了這些框架的使用。由於Spring Boot的簡便，使得我們在使用Spring Cloud時，很容易的將Netflix各個框架整合進我們的項目中。Spring Cloud下的“Spring Cloud Netflix”模塊，主要封裝了Netflix的以下項目：
Eureka：基於REST服務的分布式中間件，主要用於服務管理。
Hystrix：容錯框架，通過添加延遲閥值以及容錯的邏輯，來幫助我們控製分布式係統間組件的交互。
Feign：一個REST客戶端，目的是為了簡化Web Service客戶端的開發
Ribbon：負載均衡框架，在微服務集群中為各個客戶端的通信提供支持，它主要實現中間層應用程序的負載均衡
Zuul：為微服務集群提供過代理、過濾、路由等功能。
1.2.4 Spring Cloud的主要模塊
除了Spring Cloud Netflix模塊外，Spring Cloud還包括以下幾個重要的模塊：
Spring Cloud Config：為分布式係統提供了配置服務器和配置客戶端，通過對它們的配置，可以很好的管理集群中的配置文件。
Spring Cloud Sleuth：服務跟蹤框架，可以與Zipkin、Apache HTrace和ELK等數據分析、服務跟蹤係統進行整合，為服務跟蹤、解決問題提供了便利。
Spring Cloud Stream：用於構建消息驅動微服務的框架，該框架在Spring Boot的基礎上，整合了“Spring Integration”來連接消息代理中間件。
Spring Cloud Bus：連接RabbitMQ、Kafka等消息代理的集群消息總線。
1.3 本章小結
本章的1.1小節，對傳統的單體應用、SOA架構做了一個簡單的總結，在此過程中分析我們所遇到的問題。在1.2小節，簡單介紹了微服務與Spring Cloud。接下來，我們正式開始講述本書的知識點。
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最後更新：2017-11-03 09:33:45