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這次要是講不明白 Spring Cloud 核心組件,那我就白編這故事了

 liang1234_ 2019-08-03

(給ImportNew加星標(biāo),提高Java技能)

作者:小姐姐味道

juejin.im/post/5d4296ffe51d4562043f5682

這幾天可真是熱啊,泡個海澡是再好不過了。玩的正起勁,突然腳底絆上一股暗流,然后我就一直在水里旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)...終于眼前一黑。

愛的魔力轉(zhuǎn)圈圈。我穿越了。

鄰國相望,雞犬之聲相聞,民至老死不相往來。這個世界被小諸侯給切的七零八落,一鍋亂麻。

而現(xiàn)實是,我的國家因為常年打仗,剩下的女人很多,需要打通遠(yuǎn)嫁他方的通道;而A國盛產(chǎn)長得和豬一樣大的耗子,賣的很好。它們可以做成皮大氅,用來取暖。所以交流是在所難免的。

現(xiàn)實是這樣的:

一、A國不知道B國身處何方,經(jīng)常有牧民捧著藏寶圖一樣的破布,葬身在崎嶇的山路上。

二、B國聽不懂C國含糊不清的吐詞,感覺他們在求救,等跑近一看,卻發(fā)現(xiàn)其實是在罵娘。

三、C國生產(chǎn)的南瓜就知道賣給D國,剩下的都爛在了地里,E國都開始吃樹皮了。

四、F國倒是遠(yuǎn)近聞名,但四面八方蜂擁而至的難民,讓他們非??鄲?。其中,G國的難民,最是惡劣。

五、曾有其他大陸板塊的使者,5年不得要領(lǐng)。見神粥大地現(xiàn)狀,作詩一首:《真TM亂》。

作為一個穿越者,一個憐憫眾生的剩人。我要留給這個世界一張藍(lán)圖,好讓后人記住我的名字:xjjdog。同時,我也想起了,我為什么有這種這種強(qiáng)大的自信。

”回憶“的片段將我?guī)Щ氐?1世紀(jì)。

一、我要聊點(diǎn)技術(shù)了:單體應(yīng)用

我們剛開始的服務(wù),其實并沒有那么復(fù)雜。我只有一臺配置非常低的機(jī)器,我的應(yīng)用,我的代碼,我的聰明才智,全部在這一個小小的工程里面。由于我是搞it的,所以我的項目名字就叫jisuanji。有人說我用中文拼音做項目名,太那個。我不聽,我就是這么命名。我還把公共模塊叫gg,密碼字段叫mm,誰管得著呢。

這個時候,所有的代碼就是一個整體,用戶訪問什么,我直接給就是。

二、我拆成了兩個服務(wù)

可能是我和我一樣二的人有點(diǎn)多,我的項目訪問量越來越大,這也許就叫臭味相投吧。我自己的開發(fā)速度,已經(jīng)追不上頭腦里的idea,是時候招個人對服務(wù)進(jìn)行拆分了。

不能拆的太過火,所以剛開始,我把jisuanji拆成了兩個服務(wù)。其中的服務(wù)B,僅僅部署了一個節(jié)點(diǎn),因為它的壓力還不是太大。即使這樣,我不得不買上3臺服務(wù)器來部署服務(wù)節(jié)點(diǎn),真是肉痛。我這么摳門的人,數(shù)據(jù)庫當(dāng)然也是共用的。雖然有時候機(jī)器壓力有點(diǎn)大,但暫時還死不了人。

這個時候我就面臨了一個選擇問題:服務(wù)A要怎么訪問服務(wù)B呢?

由于我搞過一段時間的webservice,首先就想到了它。但這玩意太重了,我還不如通過Http訪問來的舒爽。通過HttpClient,或者OkHttp,我的服務(wù)A,現(xiàn)在可以直接模擬Http請求訪問服務(wù)B了。

當(dāng)團(tuán)隊里有第二個人,就開始吐槽我的項目了。以下是他羅列的,我的項目的罪狀:1、復(fù)雜度太高,代碼嚴(yán)重耦合;2、技術(shù)債務(wù)多,拍腦袋需求一籮筐;3、代碼不規(guī)范,一坨屎;4、技術(shù)創(chuàng)新難,一個類幾千行...

至于么?從一個服務(wù)拆成兩個,就這么吐槽我。不過為了以后能拆出成百上千個服務(wù),這口氣我暫時忍了,畢竟我這人還是比較虛心的。

三、亂成一鍋粥了

等過去半年一看,好家伙,服務(wù)給我拆了了幾十個。當(dāng)我的同伴把系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖拿給我看,我直接懵逼了。我挑了9個能看的服務(wù),畫了張圖。

首先進(jìn)行了業(yè)務(wù)拆分。比如支付業(yè)務(wù),訂單業(yè)務(wù),用戶中心,商品中心等,都組建了獨(dú)立的團(tuán)隊。每個業(yè)務(wù)又進(jìn)行了細(xì)分,拆分成不同的服務(wù)。

在這之間,進(jìn)行了下面的改動:

  1. 有小伙伴寫了個通用的HttpClient調(diào)用組件,自己的負(fù)載均衡策略。

  2. 有另外一個小伙伴,習(xí)慣protobuf,所以選了gRPC。

  3. 事實證明SOA還是有市場的,這不,就有幾個服務(wù)的交互引入了webservice。

  4. 有人想要用RMI,被我及時發(fā)現(xiàn)、否決,腹死胎中了。

  5. 每次建個新服務(wù),都需要更新一下excel,然后將這個excel周知出去。

現(xiàn)在的整個系統(tǒng),簡直是個四不像。什么通信方式都有,什么交互格式都不缺。拿最要命的D服務(wù)來說,光通訊模塊,就引入了20幾個jar包。如果應(yīng)用擴(kuò)展到上千個...My god...

更要命的是,這么多服務(wù),每次上線一個模塊都膽戰(zhàn)心驚,因為它不知道到底會有什么連鎖反應(yīng)。

是時候叫出超級飛俠了。哦不,叫出微服務(wù)了。

四、微服務(wù)來襲

目前,最火的微服務(wù)框架,就是SpringCloud了。雖然netflix公司對某些組件的維護(hù)經(jīng)常爽約,但有些核心組件還是非常經(jīng)典的。

1、注冊中心:Eureka

服務(wù)A,怎么找到服務(wù)B,有很多種方式。比如你生活在一個小鎮(zhèn)上,你問xjjdog是誰,老王可能認(rèn)識他,但小李可能并不知曉;但小李認(rèn)識老王,所以通過他最終也能找到xjjdog,只不過麻煩一些。

你可以隨便拉小鎮(zhèn)上的一個人,來問xjjdog是誰。你還會變戲法一樣拿出一個小本本,把你認(rèn)識的人,都告訴他們。當(dāng)你腦殘式的問了一個遍,到最后所有人都知道xjjdog了。

上面說的就是gossip協(xié)議。最終,你們都能夠知道彼此,因為都是大嘴巴。比如小鄭生了個孩子,過不了多少時間,全鎮(zhèn)子的人都把這個孩子記錄在本子上了。

用這種方式,服務(wù)都能夠知道彼此,完成通信。

可惜這并不美好,從小鎮(zhèn)的東頭跑到西頭,需要很長時間。在這個時間里,小鄭剛生的孩子可能因為先天疾病夭折了。我們需要一種信息集中度和實效性更高的方式。

這就需要一個中心,那里的信息就是權(quán)威。在SpringCloud體系中,最常用的注冊中心就是Eureka。任何服務(wù)啟動以后,都會把自己注冊到Eureka的注冊表中;當(dāng)服務(wù)死亡的時候,也會通知Eureka。

這樣,當(dāng)服務(wù)A想要找服務(wù)B的時候,只需要問一下Eureka Server就可以了,它什么都知道。

為了達(dá)到這個目的,還是要有一部分工作量的。且看下圖。這個注冊動作,是由一個叫做Eureka Client的組件來完成的。服務(wù)啟動和關(guān)閉的時候,會通過這個組件推銷自己;而當(dāng)服務(wù)A想要調(diào)用服務(wù)B的時候,直接問Eureka Server就可以了。服務(wù)A拿到結(jié)果后,會把結(jié)果緩存在本地的注冊表里。

你可以認(rèn)為是一個拷貝。所以Eureka Server死掉后,并不影響服務(wù)A找到服務(wù)B。

2、負(fù)載均衡組件:Ribbon

現(xiàn)在問題來了。服務(wù)A拿到服務(wù)B的實例列表以后,發(fā)現(xiàn)有兩臺。

10.0.0.12
10.0.0.16

接下來麻煩了,該調(diào)哪臺機(jī)器呢?這就是SpringCloud中組件Ribbon的作用。其實Round Robin是一個通用的計算機(jī)術(shù)語。它是最常用的負(fù)載均衡策略,請求會均勻的分配給后面的每臺服務(wù)器。

Ribbon工作時,會做下面四件事:

  1. 優(yōu)先選擇在一個Zone且負(fù)載較少的Eureka Server,進(jìn)行連接。

  2. 定期從Eureka更新、過濾服務(wù)和實例列表。

  3. 根據(jù)負(fù)載均衡策略,從注冊表中選擇一個真正的實例地址。

  4. 通過RestClient對服務(wù)發(fā)起調(diào)用。

可以看到,Ribbon背后,還是采用的Http協(xié)議進(jìn)行交互。看以下代碼,就可以直接實現(xiàn)對遠(yuǎn)端服務(wù)的調(diào)用。

@Bean
@LoadBalanced
RestTemplate restTemplate()
{
return new RestTemplate();
}
...

@Autowired
RestTemplate restTemplate;
public String test() {
return restTemplate.getForObject('http://test-service/test', String.class);
}

Ribbon的Filter會查找test-service,并替換成相應(yīng)的實例地址。

策略 Ribbon不僅僅提供了輪詢的策略,還有其他的,比如:

  1. 隨機(jī)Random

  2. 根據(jù)響應(yīng)時間加權(quán)

  3. 自定義

拿輪詢來說,最終的選擇邏輯就在RoundRobinRule類中。

private int incrementAndGetModulo(int modulo) {
for (;;) {
int current = nextServerCyclicCounter.get();
int next = (current 1) % modulo;
if (nextServerCyclicCounter.compareAndSet(current, next))
return next;
}
}

3、為簡化代碼而生:Feign

可以看到,Ribbon需要自己構(gòu)建http請求,模擬http請求然后使用RestTemplate發(fā)送給其他服務(wù),步驟相當(dāng)繁瑣。而且返回類型不安全,也表達(dá)不出什么語義。

其實,通過Ribbon方式,已經(jīng)能夠完成微服務(wù)之間的調(diào)用了。但SpringCloud的開發(fā)語言是Java,肯定要進(jìn)行更加高級的封裝,才能體現(xiàn)它的逼格。

Feign得益于Java的動態(tài)代理機(jī)制,最終封裝出一套簡潔的接口調(diào)用方式,將需要調(diào)用的其他服務(wù)的方法定義成抽象方法即可,不需要自己構(gòu)建http請求。

首先,F(xiàn)eign會根據(jù)@FerignClient注解,通過動態(tài)代理,創(chuàng)建一個動態(tài)代理類。接下來,你只要通過調(diào)用接口的方式,就可以構(gòu)造上面提到的Ribbon調(diào)用參數(shù),這個過程會自動填充。最后,通過構(gòu)造的Ribbon請求,發(fā)起真正的調(diào)用,并通過反射組裝返回值。

所以,F(xiàn)eign只是一層皮,最終還是要通過Ribbon進(jìn)行調(diào)用。在我看來,把Ribbon和Feign合成一個組件,也是合理的。

它們有一個比較通用的名詞,就叫做RPC(遠(yuǎn)程調(diào)用)。

4、異常的保護(hù)傘:斷路器

下面以一個支付請求為例,說一下不是風(fēng)平浪靜的情況下,服務(wù)會有什么反應(yīng)。

每一個真正的支付請求,都會調(diào)用其他四個服務(wù)。首先,使用鑒權(quán)服務(wù),獲取用戶的支付權(quán)限;然后,風(fēng)控服務(wù)會做一些規(guī)則驗證;為了更好的推銷產(chǎn)品,會調(diào)用營銷業(yè)務(wù),獲取一些推薦信息;最后,調(diào)用聚合支付服務(wù),進(jìn)行真正的支付。

其中,營銷業(yè)務(wù)其實是可有可無的。讓用戶首先把錢花出去,是我們的首要任務(wù)。

考慮下面一種場景,營銷業(yè)務(wù)由于系統(tǒng)故障或者負(fù)載問題,發(fā)生了大面積的不可用或者超時。然后,所有的請求都卡在了獲取營銷信息的代碼上。

如圖所示,鑒權(quán)和風(fēng)控都已經(jīng)通過了。因為一個旁路功能:營銷業(yè)務(wù),導(dǎo)致真正的支付無法進(jìn)行。這個時候,如果有人調(diào)用支付請求,會發(fā)現(xiàn)支付請求也完蛋了。

因為它們最終都卡在了營銷這一段小代碼上。

所以,對于營銷業(yè)務(wù)這種不是鏈路上必備的服務(wù)提供者,要有一個手段,讓它在發(fā)生問題的時候,隔離它一段時間。

負(fù)責(zé)這個功能的組件,就叫做Hystrix。

以我們編程的思維來說,這就是個if條件。

if(服務(wù)發(fā)生問題){
return '暫時不要處理';
}

但我們不能這么編碼在業(yè)務(wù)代碼里。所以Hystrix對每個服務(wù)開了一個線程池,并有比較復(fù)雜的規(guī)則,來控制這些出問題的服務(wù)的行為。比如,在2分鐘內(nèi),直接返回營銷業(yè)務(wù)的默認(rèn)結(jié)果,而不是一直卡在那里。

這個過程,就叫熔斷。就像電源一樣,出了問題,先切斷保險絲,別把電器給燒了。

5、此網(wǎng)關(guān)非彼網(wǎng)關(guān):zuul

API網(wǎng)關(guān)是一個反向的路由,它屏蔽了內(nèi)部的細(xì)節(jié),為調(diào)用者提供了統(tǒng)一的入口。網(wǎng)關(guān),其實是一堆過濾器的幾何,可以實現(xiàn)一系列和業(yè)務(wù)無關(guān)的橫切面功能。

熟悉Spring的都知道AOP,路由的一個功能,就是針對于分布式服務(wù)的一個AOP。

還是先說下網(wǎng)關(guān)的職責(zé)吧。簡單羅列幾個:

  1. 安全認(rèn)證。提供統(tǒng)一的認(rèn)證方式和鑒權(quán)功能,避免重復(fù)開發(fā)。

  2. 熔斷,限流。針對問題服務(wù),進(jìn)行熔斷操作;對流量進(jìn)行預(yù)估,限制訪問。

  3. 日志監(jiān)控。統(tǒng)一流量入口,進(jìn)行流量分析和監(jiān)控。

  4. 屏蔽內(nèi)部細(xì)節(jié),對外提供一致的接口。

  5. 實現(xiàn)灰度。使用自定義策略實現(xiàn)分流,達(dá)到測試的目的。

網(wǎng)關(guān)的位置,大體就如下圖。

可以看到,我們平常用的nginx,就可以當(dāng)作網(wǎng)關(guān)。但對于微服務(wù)來說,nginx的配置實在是太麻煩了。不是說nginx功能不夠強(qiáng)大,而是因為它們不是一個體系的,就存在整合成本(比如kong)。

zuul就不一樣了,它和SpringCloud的其他組件,是一家子的。一家子的,當(dāng)然會特殊照顧。Zuul本身就是一個Servlet,外部請求經(jīng)過一系列Filter后,會達(dá)到真正的服務(wù)。上面說的熔斷器,就是高度集成的。

6、一張聚合圖

有了上面關(guān)鍵組件,事情就明了的多了。我們把它放在一張圖中,就是下面的樣子。

我們將其簡化一下,就可以得到一張更簡潔的圖。可以看到,只需要3個關(guān)鍵點(diǎn):

  1. 服務(wù)注冊中心,統(tǒng)一管理所有服務(wù)的信息,默認(rèn)組件是Eureka。

  2. RPC,網(wǎng)絡(luò)通信組件,服務(wù)A怎么調(diào)用服務(wù)B。在SpringCloud中,就是Ribbon Feign。

  3. 網(wǎng)關(guān),拆分的服務(wù)怎么暴露接口,最終見人的樣子。默認(rèn)組件是Zuul。

征途

一點(diǎn)道理

處理雜亂無章的事情,最有效的途徑,就是集權(quán)和中心化。集權(quán)和中心化的核心就是授權(quán)或者認(rèn)同,否則注定失敗。授權(quán)是對上,各位當(dāng)權(quán)者應(yīng)該同意我的做法,所以我需要用及其易懂的語言,去說服他們接受這個體系;認(rèn)同,是對下,最好是從人民的抱怨聲中,出具的改善措施,所以要權(quán)威專業(yè)。

和微服務(wù)一樣,需要給一些陳舊的概念,強(qiáng)行賦予看起來比較自然的新意義。比如我把統(tǒng)一語言,叫做文化融合,就顯得高大上一些。

第二個,就是把職責(zé)拆的足夠細(xì)。夠細(xì)才能夠精,每個位置上的人才能各司其職。

還有一點(diǎn),整個過程,要能夠系統(tǒng)化,能夠進(jìn)行推演。如果一件事有著不可預(yù)料的后果,那是冒險家干的事情。

一些途徑

為了對世界進(jìn)行初步的了解,我成立了資源統(tǒng)計部,對山川河流進(jìn)行了初步的勘查,繪制出有章可循的地圖。對社會的現(xiàn)狀和錯綜復(fù)雜的關(guān)系進(jìn)行了摸底。我把這些信息出版成圖書,遭到藏寶圖收藏者們的嫉妒和憎惡。他們躲藏在不為人知的角落,齷齪行事。

我還選了一個自己覺得好聽的方言,統(tǒng)一了每個諸侯國的語言。在推行的過程中,多次受到土著們強(qiáng)烈的反對,拒不改正。被我強(qiáng)行斬首了幾個之后,以后的推行,就快的多了。

對于所有的重要商品,進(jìn)行了集中管控。這個世界貴重的不是黃金,而是食物,所以我還修建了四通八達(dá)的道路和無孔不入的交易中心。從此之后,很少餓死過人。由于這部分是在我的控制范圍內(nèi),所以進(jìn)行的很順暢。

G國的民風(fēng)比較彪悍,經(jīng)常發(fā)生暴力事件。這也難免,從剛開始,這個國家就難以馴化。好在缺了他們,這個系統(tǒng)也能循環(huán)的下去。前不久G國又發(fā)生了重大的事件,所有其他國家聯(lián)合抵制,禁止G國國民入境。但時間是化解傷痛的良藥,我估計這樣的限制不會持續(xù)很久。

但糟粕還是有的。有人的地方,就有江湖,就有壓迫。但這樣的糟粕我是不想讓其他人看到的。來訪的使者,應(yīng)該只能夠看到歌舞升平、安居樂業(yè),這注定了不能讓他們和底層接觸,否則就發(fā)現(xiàn)金玉其外敗絮其中的現(xiàn)狀了。

他們和外交官打的不亦樂乎,我很欣慰。

End

我清楚的知道,為了建立一個和諧自然的系統(tǒng),曾經(jīng)花費(fèi)了多大的代價。這其中的組成部分,并不能總是完美無缺的運(yùn)行。而且,在這個看似平和的整體上,就滋生了其他無數(shù)令人頭痛的問題 ,不過這是另外一個話題了。

就是這樣。我所做的一切,我所有的期望,只不過是為了:當(dāng)新的機(jī)會在我身后,我能夠從容的、華麗的轉(zhuǎn)身。

這就是我為了有一天能夠穿越,所做的準(zhǔn)備。

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