Spring Cloud

Published: 18 Dec 2018 Category: arch

一、什么是Spring Cloud?

Spring Cloud 基于 Spring Boot,为微服务体系开发中的架构问题,提供了一整套的解决方案——服务注册与发现,服务消费,服务保护与熔断,网关,分布式调用追踪,分布式配置管理等。

核心功能:

  • 分布式/版本化配置
  • 服务注册和发现
  • 路由
  • 服务和服务之间的调用
  • 负载均衡
  • 断路器
  • 分布式消息传递

1.1 组件架构

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流程:

  • (来自Mobile、页面的)请求统一通过 API 网关(Zuul)来访问内部服务。
  • 网关接收到请求后,从注册中心(Eureka)获取可用服务。
  • 由 Ribbon 进行均衡负载后,分发到后端具体实例。
  • 微服务之间通过 Feign 进行通信处理业务。
  • Hystrix 负责处理服务超时熔断。
  • Turbine 监控服务间的调用和熔断相关指标。

1.2 工具框架

(真多)

  • Spring Cloud Config 配置中心,利用 Git 集中管理程序的配置。
  • Spring Cloud Netflix 集成众多Netflix的开源软件。
  • Spring Cloud Netflix Eureka 服务中心(类似于管家的概念,需要什么直接从这里取,就可以了),一个基于 REST的服务,用于定位服务,以实现云端中间层服务发现和故障转移。
  • Spring Cloud Netflix Hystrix熔断器,容错管理工具,旨在通过熔断机制控制服务和第三方库的节点,从而对延迟和故障提供更强大的容错能力。
  • Spring Cloud Netflix Zuul 网关,是在云平台上提供动态路由,监控,弹性,安全等边缘服务的框架。Web网站后端所有请求的前门。
  • Spring Cloud Netflix Archaius 配置管理API,包含一系列配置管理API,提供动态类型化属性、线程安全配置操作、轮询框架、回调机制等功能。
  • Spring Cloud Netflix Ribbon 负载均衡。
  • Spring Cloud Netflix Fegin REST客户端。
  • Spring Cloud Bus 消息总线,利用分布式消息将服务和服务实例连接在一起,用于在一个集群中传播状态的变化。
  • Spring Cloud for Cloud Foundry 利用 Pivotal Cloudfoundry 集成你的应用程序。
  • Spring Cloud Cloud Foundry Service Broker 为建立管理云托管服务的服务代理提供了一个起点。
  • Spring Cloud Cluster 集群工具,基于 Zookeeper, Redis, Hazelcast, Consul实现的领导选举和平民状态模式的抽象和实现。
  • Spring Cloud Consul 基于 Hashicorp Consul 实现的服务发现和配置管理。
  • Spring Cloud Security 安全控制,在 Zuul 代理中为 OAuth2 REST 客户端和认证头转发提供负载均衡。
  • Spring Cloud Sleuth 分布式链路监控,SpringCloud 应用的分布式追踪系统,和 Zipkin,HTrace,ELK 兼容。
  • Spring Cloud Data Flow 一个云本地程序和操作模型,组成数据微服务在一个结构化的平台上。
  • Spring Cloud Stream 消息组件,基于 Redis,Rabbit,Kafka 实现的消息微服务,简单声明模型用以在 Spring Cloud应用中收发消息。
  • Spring Cloud Stream App Starters 基于 Spring Boot 为外部系统提供 Spring 的集成。
  • Spring Cloud Task 短生命周期的微服务,为 Spring Booot 应用简单声明添加功能和非功能特性。
  • Spring Cloud Task App Starters。
  • Spring Cloud Zookeeper 服务发现和配置管理基于 Apache Zookeeper。
  • Spring Cloud for Amazon Web Services 快速和亚马逊网络服务集成。
  • Spring Cloud Connectors 便于PaaS应用在各种平台上连接到后端像数据库和消息经纪服务。
  • Spring Cloud Starters (项目已经终止并且在 Angel.SR2 后的版本和其他项目合并)
  • Spring Cloud CLI 命令行工具,插件用 Groovy 快速的创建 Spring Cloud 组件应用。

1.3 优缺点

一些优点

  • 有强大的 Spring 社区、Netflix 等公司支持,并且开源社区贡献非常活跃。
  • 标准化的将微服务的成熟产品和框架结合一起,Spring Cloud 提供整套的微服务解决方案,开发成本较低,且风险较小。
  • 基于 Spring Boot,具有简单配置、快速开发、轻松部署、方便测试的特点。
  • 支持 REST 服务调用,相比于 RPC,更加轻量化和灵活(服务之间只依赖一纸契约,不存在代码级别的强依赖),有利于跨语言服务的实现,以及服务的发布部署。另外,结合 Swagger,也使得服务的文档一体化。
  • 提供了 Docker 及 Kubernetes 微服务编排支持。
  • 国内外企业应用非常多,经受了大公司的应用考验(比如 Netfilx 公司),以及强大的开源社区支持。

一些问题

  • 支持 REST 服务调用,可能因为接口定义过轻,导致定义文档与实际实现不一致导致服务集成时的问题(可以使用统一文档和版本管理解决,比如 Swagger)。
  • 另外,REST 服务调用性能会比 RPC 低一些(但也不是强绑定)
  • Spring Cloud 整合了大量组件,相关文档比较复杂,需要针对性的进行阅读。

二、和Dubbo的对比

2.1 性能方面

vs

Spring Cloud 抛弃了 Dubbo 的 RPC 通信,采用的是基于 HTTP 的 REST 方式。严格来说,这两种方式各有优劣。虽然从一定程度上来说,后者牺牲了服务调用的性能,但也避免了上面提到的原生 RPC 带来的问题。而且 REST 相比 RPC 更为灵活,服务提供方和调用方的依赖只依靠一纸契约,不存在代码级别的强依赖,这在强调快速演化的微服务环境下,显得更加合适。

问题:为什么 Dubbo 比 Spring Cloud 性能要高一些?

回答:因为 Dubbo 采用单一长连接和 NIO 异步通讯(保持连接/轮询处理),使用自定义报文的 TCP 协议,并且序列化使用定制 Hessian2 框架,适合于小数据量大并发的服务调用,以及服务消费者机器数远大于服务提供者机器数的情况,但不适用于传输大数据的服务调用。而 Spring Cloud 直接使用 HTTP 协议(但也不是强绑定,也可以使用 RPC 库,或者采用 HTTP 2.0 + 长链接方式(Fegin 可以灵活设置))。

2.2 组件方面

vs

Dubbo 专注 RPC 和服务治理,Spring Cloud 则是一个微服务架构生态。

2.3 内部组件对比

  • ZooKeeper 和 Eureka 的区别
    鉴于服务发现对服务化架构的重要性,Dubbo 实践通常以 ZooKeeper 为注册中心(Dubbo 原生支持的 Redis 方案需要服务器时间同步,且性能消耗过大)。针对分布式领域著名的 CAP 理论(C——数据一致性,A——服务可用性,P——服务对网络分区故障的容错性),Zookeeper 保证的是 CP ,但对于服务发现而言,可用性比数据一致性更加重要,AP 胜过 CP,而 Eureka 设计则遵循 AP 原则。

2.4 Dubbo 和 Spring Cloud 比喻

使用 Dubbo 构建的微服务架构就像组装电脑,各环节我们的选择自由度很高,但是最终结果很有可能因为一条内存质量不行就点不亮了,总是让人不怎么放心,但是如果你是一名高手,那这些都不是问题;而 Spring Cloud 就像品牌机,在 Spring Source 的整合下,做了大量的兼容性测试,保证了机器拥有更高的稳定性,但是如果要在使用非原装组件外的东西,就需要对其基础有足够的了解。

REF

Java 微服务框架选型(Dubbo 和 Spring Cloud)