Spring Cloud作為一套微服務治理的框架镜沽，幾乎考慮到了微服務治理的方方面面，本篇主要解答這兩個問題：Spring Cloud在微服務的架構中都做了哪些事情报腔？Spring Cloud提供的這些功能對微服務的架構提供了怎樣的便利蜈彼？
傳統(tǒng)架構發(fā)展史
單體架構
單體架構在小微企業(yè)比較常見，典型代表就是一個應用总滩、一個數(shù)據(jù)庫纲堵、一個Web容器就可以跑起來，比如我們開發(fā)的開源軟件云收藏闰渔，就是標準的單體架構席函。
在兩種情況下可能會選擇單體架構：一是在企業(yè)發(fā)展的初期，為了保證快速上線冈涧，采用此種方案較為簡單靈活茂附；二是傳統(tǒng)企業(yè)中垂直度較高，訪問壓力較小的業(yè)務督弓。在這種模式下對技術要求較低营曼，方便各層次開發(fā)人員接手，也能滿足客戶需求愚隧。
下面是單體架構的架構圖：
單體架構的架構圖
在單體架構中蒂阱，技術選型非常靈活，優(yōu)先滿足快速上線的要求，也便于快速跟進市場录煤。
垂直架構
在單體架構發(fā)展一段時間后鳄厌，公司的業(yè)務模式得到了認可，交易量也慢慢的大起來妈踊，這時候有些企業(yè)為了應對更大的流量了嚎，就會對原有的業(yè)務進行拆分，比如說：后臺系統(tǒng)廊营、前端系統(tǒng)歪泳、交易系統(tǒng)等。
在這一階段往往會將系統(tǒng)分為不同的層級露筒，每個層級有對應的職責夹囚，UI層負責和用戶進行交互、業(yè)務邏輯層負責具體的業(yè)務功能邀窃、數(shù)據(jù)庫層負責和上層進行數(shù)據(jù)交換和存儲荸哟。
下面是垂直架構的架構圖：
垂直架構的架構圖
在這個階段SSH（Struts Spring Hibernate）是項目的關鍵技術，Struts負責Web層邏輯控制瞬捕、Spring負責業(yè)務層管理Bean鞍历、Hibernate負責數(shù)據(jù)庫操作進行封裝，持久化數(shù)據(jù)肪虎。
服務化架構
如果公司進一步的做大劣砍，垂直子系統(tǒng)會變的越來越多，系統(tǒng)和系統(tǒng)之間的調(diào)用關系呈指數(shù)上升的趨勢扇救。在這樣的背景下刑枝，很多公司都會考慮服務的SOA化。SOA代表面向服務的架構迅腔，將應用程序根據(jù)不同的職責劃分為不同的模塊装畅，不同的模塊直接通過特定的協(xié)議和接口進行交互。這樣使整個系統(tǒng)切分成很多單個組件服務來完成請求沧烈，當流量過大時通過水平擴展相應的組件來支撐掠兄，所有的組件通過交互來滿足整體的業(yè)務需求。
SOA服務化的優(yōu)點是锌雀，它可以根據(jù)需求通過網(wǎng)絡對松散耦合的粗粒度應用組件進行分布式部署蚂夕、組合和使用。服務層是SOA的基礎腋逆，可以直接被應用調(diào)用婿牍，從而有效控制系統(tǒng)中與軟件代理交互的人為依賴性。
服務化架構是一套松耦合的架構惩歉，服務的拆分原則是服務內(nèi)部高內(nèi)聚等脂，服務之間低耦合俏蛮。
下面是服務化架構圖：
服務化架構圖
在這個階段可以使用WebService或者Dubbo來服務治理。
我們發(fā)現(xiàn)從單體架構到服務化架構慎菲，應用數(shù)量都在不斷的增加嫁蛇，慢慢的下沉的就成了基礎組建锨并，上浮的就成為業(yè)務系統(tǒng)露该。從上述也可以看出架構的本質就是不斷的拆分重構：分的過程是把系統(tǒng)拆分為各個子系統(tǒng)/模塊/組件，拆的時候第煮，首先要解決每個組件的定位問題解幼，然后才能劃分彼此的邊界，實現(xiàn)合理的拆分包警。合就是根據(jù)最終要求撵摆，把各個分離的組件有機整合在一起。拆分的結果使開發(fā)人員能夠做到業(yè)務聚焦害晦、技能聚焦特铝，實現(xiàn)開發(fā)敏捷，合的結果是系統(tǒng)變得柔性壹瘟，可以因需而變鲫剿，實現(xiàn)業(yè)務敏捷。
SOA和微服務架構
SOA和微服務的區(qū)別
其實服務化架構已經(jīng)可以解決大部分企業(yè)的需求了稻轨，那么我們?yōu)槭裁匆芯课⒎漳亓榱肯日f說它們的區(qū)別：
微服務架構強調(diào)業(yè)務系統(tǒng)需要徹底的組件化和服務化，一個組件就是一個產(chǎn)品殴俱，可以獨立對外提供服務
微服務不再強調(diào)傳統(tǒng)SOA架構里面比較重的ESB企業(yè)服務總線
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微服務強調(diào)每個微服務都有自己獨立的運行空間榕堰，包括數(shù)據(jù)庫資源
微服務架構本身來源于互聯(lián)網(wǎng)的思路，因此組件對外發(fā)布的服務強調(diào)了采用HTTP Rest API的方式來進行
微服務的切分粒度會更小
總結：微服務架構是 SOA 架構思想的一種擴展嫌套，更加強調(diào)服務個體的獨立性逆屡、拆分粒度更小。
為什么考慮Spring Cloud
Spring Cloud來源于Spring踱讨，質量魏蔗、穩(wěn)定性、持續(xù)性都可以得到保證
Spirng Cloud天然支持Spring Boot痹筛，更加便于業(yè)務落地
Spring Cloud發(fā)展非常的快莺治，從16年開始接觸的時候相關組件版本為1.x廓鞠，到現(xiàn)在將要發(fā)布2.x系列
Spring Cloud是Java領域最適合做微服務的框架
相比于其它框架,Spring Cloud對微服務周邊環(huán)境的支持力度最大
對于中小企業(yè)來講，使用門檻較低
Spring Cloud是微服務架構的最佳落地方案谣旁！
它的特性
以下為Spring Cloud的核心特性：
分布式/版本化配置
服務注冊和發(fā)現(xiàn)
路由
服務和服務之間的調(diào)用
負載均衡
斷路器
分布式消息傳遞
這些特性都是由不同的組件來完成床佳，在架構的演進過程中扮演著重要的角色，接下來我們一起看看榄审。
微服務架構
Spring Cloud解決的第一個問題就是：服務與服務之間的解耦砌们。很多公司在業(yè)務高速發(fā)展的時候，服務組件也會相應的不斷增加搁进。服務和服務之間有著復雜的相互調(diào)用關系浪感，經(jīng)常有服務A調(diào)用服務B，服務B調(diào)用服務C和服務D……饼问，隨著服務化組件的不斷增多影兽，服務之間的調(diào)用關系成指數(shù)級別的增長，極端情況下就如下圖所示：
這樣最容易導致的情況就是牽一發(fā)而動全身莱革。經(jīng)常出現(xiàn)由于某個服務更新而沒有通知到其它服務峻堰，導致上線后慘案頻發(fā)。這時候就應該進行服務治理盅视，將服務之間的直接依賴轉化為服務對服務中心的依賴捐名。Spring Cloud 核心組件Eureka就是解決這類問題。
Eureka
Eureka是Netflix開源的一款提供服務注冊和發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)品左冬，它提供了完整的Service Registry和Service Discovery實現(xiàn)桐筏。也是Spring Cloud體系中最重要最核心的組件之一。
用大白話講拇砰，Eureka就是一個服務中心梅忌，將所有的可以提供的服務都注冊到它這里來管理，其它各調(diào)用者需要的時候去注冊中心獲取除破，然后再進行調(diào)用牧氮，避免了服務之間的直接調(diào)用，方便后續(xù)的水平擴展瑰枫、故障轉移等踱葛。如下圖：
當然服務中心這么重要的組件一但掛掉將會影響全部服務，因此需要搭建Eureka集群來保持高可用性光坝，生產(chǎn)中建議最少兩臺尸诽。隨著系統(tǒng)的流量不斷增加，需要根據(jù)情況來擴展某個服務盯另，Eureka內(nèi)部已經(jīng)提供均衡負載的功能性含，只需要增加相應的服務端實例既可。那么在系統(tǒng)的運行期間某個實例掛了怎么辦鸳惯？Eureka內(nèi)容有一個心跳檢測機制商蕴，如果某個實例在規(guī)定的時間內(nèi)沒有進行通訊則會自動被剔除掉叠萍，避免了某個實例掛掉而影響服務。
Hystrix
在微服務架構中通常會有多個服務層調(diào)用绪商，基礎服務的故障可能會導致級聯(lián)故障苛谷，進而造成整個系統(tǒng)不可用的情況，這種現(xiàn)象被稱為服務雪崩效應格郁。服務雪崩效應是一種因“服務提供者”的不可用導致“服務消費者”的不可用腹殿，并將不可用逐漸放大的過程。
如下圖所示：A作為服務提供者理张，B為A的服務消費者赫蛇，C和D是B的服務消費者绵患。A不可用引起了B的不可用雾叭，并將不可用像滾雪球一樣放大到C和D時，雪崩效應就形成了落蝙。
在這種情況下就需要整個服務機構具有故障隔離的功能织狐，避免某一個服務掛掉影響全局。在Spring Cloud 中Hystrix組件就扮演這個角色筏勒。
Hystrix會在某個服務連續(xù)調(diào)用N次不響應的情況下移迫，立即通知調(diào)用端調(diào)用失敗，避免調(diào)用端持續(xù)等待而影響了整體服務管行。Hystrix間隔時間會再次檢查此服務厨埋，如果服務恢復將繼續(xù)提供服務。
Hystrix Dashboard和Turbine
當熔斷發(fā)生的時候需要迅速的響應來解決問題捐顷，避免故障進一步擴散荡陷，那么對熔斷的監(jiān)控就變得非常重要。熔斷的監(jiān)控現(xiàn)在有兩款工具：Hystrix-dashboard和Turbine迅涮。
Hystrix-dashboard是一款針對Hystrix進行實時監(jiān)控的工具废赞，通過Hystrix Dashboard我們可以直觀地看到各Hystrix Command的請求響應時間, 請求成功率等數(shù)據(jù)。但是只使用Hystrix Dashboard的話, 你只能看到單個應用內(nèi)的服務信息, 這明顯不夠. 我們需要一個工具能讓我們匯總系統(tǒng)內(nèi)多個服務的數(shù)據(jù)并顯示到Hystrix Dashboard上叮姑，這個工具就是Turbine唉地，監(jiān)控的效果圖如下：
配置中心
隨著微服務不斷的增多，每個微服務都有自己對應的配置文件传透。在研發(fā)過程中有測試環(huán)境耘沼、UAT環(huán)境、生產(chǎn)環(huán)境朱盐，因此每個微服務又對應至少三個不同環(huán)境的配置文件群嗤。這么多的配置文件，如果需要修改某個公共服務的配置信息托享，如：緩存骚烧、數(shù)據(jù)庫等浸赫，難免會產(chǎn)生混亂，這個時候就需要引入Spring Cloud另外一個組件：Spring Cloud Config赃绊。
Spring Cloud Config
Spring Cloud Config是一個解決分布式系統(tǒng)的配置管理方案既峡。它包含了Client和Server兩個部分，Server提供配置文件的存儲碧查、以接口的形式將配置文件的內(nèi)容提供出去运敢，Client通過接口獲取數(shù)據(jù)、并依據(jù)此數(shù)據(jù)初始化自己的應用忠售。
其實就是Server端將所有的配置文件服務化传惠，需要配置文件的服務實例去Config Server獲取對應的數(shù)據(jù)。將所有的配置文件統(tǒng)一整理稻扬，避免了配置文件碎片化卦方。架構是Java程序員無法繞開的話題，在群619881427中分享了分布式架構泰佳，微服務架構盼砍，源碼分析，Java工程化等知識點供大家免費下載學習逝她，有興趣進階成為架構師的志同道合之士可以一起來學習分享浇坐。
如果服務運行期間改變配置文件，服務是不會得到最新的配置信息黔宛，需要解決這個問題就需要引入Refresh近刘。可以在服務的運行期間重新加載配置文件臀晃。
當所有的配置文件都存儲在配置中心的時候觉渴，配置中心就成為了一個非常重要的組件。如果配置中心出現(xiàn)問題將會導致災難性的后果积仗，因此在生產(chǎn)中建議對配置中心做集群疆拘，來支持配置中心高可用性。
Spring Cloud Bus
上面的Refresh方案雖然可以解決單個微服務運行期間重載配置信息的問題寂曹，但是在真正的實踐生產(chǎn)中哎迄，可能會有N多的服務需要更新配置，如果每次依靠手動Refresh將是一個巨大的工作量隆圆，這時候Spring Cloud提出了另外一個解決方案：Spring Cloud Bus漱挚。
Spring Cloud Bus通過輕量消息代理連接各個分布的節(jié)點。這會用在廣播狀態(tài)的變化（例如配置變化）或者其它的消息指令中渺氧。Spring Cloud Bus的一個核心思想是通過分布式的啟動器對Spring Boot應用進行擴展旨涝，也可以用來建立一個或多個應用之間的通信頻道。目前唯一實現(xiàn)的方式是用AMQP消息代理作為通道侣背。
Spring Cloud Bus是輕量級的通訊組件白华，也可以用在其它類似的場景中慨默。有了Spring Cloud Bus之后，當我們改變配置文件提交到版本庫中時弧腥，會自動的觸發(fā)對應實例的Refresh厦取，具體的工作流程如下：
服務網(wǎng)關
在微服務架構模式下，后端服務的實例數(shù)一般是動態(tài)的管搪，對于客戶端而言很難發(fā)現(xiàn)動態(tài)改變的服務實例的訪問地址信息虾攻。因此在基于微服務的項目中為了簡化前端的調(diào)用邏輯，通常會引入API Gateway作為輕量級網(wǎng)關更鲁，同時API Gateway中也會實現(xiàn)相關的認證邏輯從而簡化內(nèi)部服務之間相互調(diào)用的復雜度霎箍。
Spring Cloud體系中支持API Gateway落地的技術就是Zuul。Spring Cloud Zuul路由是微服務架構中不可或缺的一部分澡为，提供動態(tài)路由漂坏，監(jiān)控，彈性缀壤，安全等的邊緣服務樊拓。Zuul是Netflix出品的一個基于JVM路由和服務端的負載均衡器纠亚。
它的具體作用就是服務轉發(fā)塘慕，接收并轉發(fā)所有內(nèi)外部的客戶端調(diào)用。使用Zuul可以作為資源的統(tǒng)一訪問入口蒂胞，同時也可以在網(wǎng)關做一些權限校驗等類似的功能图呢。
鏈路跟蹤
隨著服務的越來越多，對調(diào)用鏈的分析會越來越復雜骗随，如服務之間的調(diào)用關系蛤织、某個請求對應的調(diào)用鏈、調(diào)用之間消費的時間等鸿染，對這些信息進行監(jiān)控就成為一個問題指蚜。在實際的使用中我們需要監(jiān)控服務和服務之間通訊的各項指標，這些數(shù)據(jù)將是我們改進系統(tǒng)架構的主要依據(jù)涨椒。因此分布式的鏈路跟蹤就變的非常重要摊鸡，Spring Cloud也給出了具體的解決方案：Spring Cloud Sleuth和Zipkin。
Spring Cloud Sleuth為服務之間調(diào)用提供鏈路追蹤蚕冬。通過Sleuth可以很清楚的了解到一個服務請求經(jīng)過了哪些服務免猾，每個服務處理花費了多長時間。從而讓我們可以很方便的理清各微服務間的調(diào)用關系囤热。
Zipkin是Twitter的一個開源項目猎提，允許開發(fā)者收集 Twitter 各個服務上的監(jiān)控數(shù)據(jù)，并提供查詢接口
分布式鏈路跟蹤需要Sleuth+Zipkin結合來實現(xiàn)旁蔼。
總結
我們從整體上來看一下Spring Cloud各個組件如何來配套使用：
從上圖可以看出Spring Cloud各個組件相互配合锨苏，合作支持了一套完整的微服務架構疙教。
其中Eureka負責服務的注冊與發(fā)現(xiàn)，很好將各服務連接起來
Hystrix負責監(jiān)控服務之間的調(diào)用情況伞租，連續(xù)多次失敗進行熔斷保護
Hystrix dashboard松逊，Turbine負責監(jiān)控Hystrix的熔斷情況，并給予圖形化的展示
Spring Cloud Config提供了統(tǒng)一的配置中心服務
當配置文件發(fā)生變化的時候肯夏，Spring Cloud Bus負責通知各服務去獲取最新的配置信息
架構是Java程序員無法繞開的話題经宏，在群619881427中分享了分布式架構，微服務架構驯击，源碼分析烁兰，Java工程化等知識點供大家免費下載學習，有興趣進階成為架構師的志同道合之士可以一起來學習分享徊都。
所有對外的請求和服務沪斟，我們都通過Zuul來進行轉發(fā)，起到API網(wǎng)關的作用
最后我們使用Sleuth+Zipkin將所有的請求數(shù)據(jù)記錄下來暇矫，方便我們進行后續(xù)分析
Spring Cloud從設計之初就考慮了絕大多數(shù)互聯(lián)網(wǎng)公司架構演化所需的功能主之，如服務發(fā)現(xiàn)注冊、配置中心李根、消息總線槽奕、負載均衡、斷路器房轿、數(shù)據(jù)監(jiān)控等粤攒。這些功能都是以插拔的形式提供出來，方便我們系統(tǒng)架構演進的過程中囱持，可以合理的選擇需要的組件進行集成夯接，從而在架構演進的過程中會更加平滑、順利纷妆。
微服務架構是一種趨勢盔几，Spring Cloud提供了標準化的、全站式的技術方案掩幢，意義可能會堪比當前Servlet規(guī)范的誕生逊拍，有效推進服務端軟件系統(tǒng)技術水平的進步。
