目錄

一、業(yè)務(wù)場景介紹

二媚值、Spring Cloud核心組件：Eureka

三、Spring Cloud核心組件：Feign

四、Spring Cloud核心組件：Ribbon

五梆奈、Spring Cloud核心組件：Hystrix

六、Spring Cloud核心組件：Zuul

七称开、總結(jié)

概述

毫無疑問亩钟，Spring Cloud是目前微服務(wù)架構(gòu)領(lǐng)域的翹楚乓梨，無數(shù)的書籍博客都在講解這個技術(shù)。不過大多數(shù)講解還停留在對Spring Cloud功能使用的層面清酥，其底層的很多原理扶镀，很多人可能并不知曉。因此本文將通過大量的手繪圖焰轻，給大家談?wù)凷pring Cloud微服務(wù)架構(gòu)的底層原理臭觉。

實(shí)際上，Spring Cloud是一個全家桶式的技術(shù)棧辱志，包含了很多組件蝠筑。本文先從其最核心的幾個組件入手，來剖析一下其底層的工作原理揩懒。也就是Eureka什乙、Ribbon、Feign已球、Hystrix臣镣、Zuul這幾個組件。

一智亮、業(yè)務(wù)場景介紹

先來給大家說一個業(yè)務(wù)場景忆某，假設(shè)咱們現(xiàn)在開發(fā)一個電商網(wǎng)站，要實(shí)現(xiàn)支付訂單的功能鸽素，流程如下：

（1）創(chuàng)建一個訂單之后褒繁，如果用戶立刻支付了這個訂單，我們需要將訂單狀態(tài)更新為“已支付”

（2）扣減相應(yīng)的商品庫存

（3）通知倉儲中心馍忽，進(jìn)行發(fā)貨

（4）給用戶的這次購物增加相應(yīng)的積分

針對上述流程棒坏，我們需要有訂單服務(wù)、庫存服務(wù)遭笋、倉儲服務(wù)坝冕、積分服務(wù)。整個流程的大體思路如下：

（1）用戶針對一個訂單完成支付之后瓦呼，就會去找訂單服務(wù)喂窟，更新訂單狀態(tài)

（2）訂單服務(wù)調(diào)用庫存服務(wù)，完成相應(yīng)功能

（3）訂單服務(wù)調(diào)用倉儲服務(wù)央串，完成相應(yīng)功能

（4）訂單服務(wù)調(diào)用積分服務(wù)磨澡，完成相應(yīng)功能

至此，整個支付訂單的業(yè)務(wù)流程結(jié)束

下圖這張圖质和，清晰表明了各服務(wù)間的調(diào)用過程：

好稳摄！有了業(yè)務(wù)場景之后，咱們就一起來看看Spring?Cloud微服務(wù)架構(gòu)中饲宿，這幾個組件如何相互協(xié)作厦酬，各自發(fā)揮的作用以及其背后的原理胆描。

二、Spring Cloud核心組件：Eureka

咱們來考慮第一個問題：訂單服務(wù)想要調(diào)用庫存服務(wù)仗阅、倉儲服務(wù)昌讲，或者是積分服務(wù)，怎么調(diào)用减噪？

（1）訂單服務(wù)壓根兒就不知道人家?guī)齑娣?wù)在哪臺機(jī)器上岸坛瘛！他就算想要發(fā)起一個請求旋廷，都不知道發(fā)送給誰鸠按，有心無力！

（2）這時候饶碘，就輪到Spring Cloud Eureka出場了。Eureka是微服務(wù)架構(gòu)中的注冊中心馒吴，專門負(fù)責(zé)服務(wù)的注冊與發(fā)現(xiàn)扎运。

?咱們來看看下面的這張圖，結(jié)合圖來仔細(xì)剖析一下整個流程：?

如上圖所示饮戳，庫存服務(wù)豪治、倉儲服務(wù)、積分服務(wù)中都有一個Eureka Client組件扯罐，這個組件專門負(fù)責(zé)將這個服務(wù)的信息注冊到Eureka Server中负拟。說白了，就是告訴Eureka Server歹河，自己在哪臺機(jī)器上掩浙，監(jiān)聽著哪個端口。而Eureka Server是一個注冊中心秸歧，里面有一個注冊表厨姚，保存了各服務(wù)所在的機(jī)器和端口號

訂單服務(wù)里也有一個Eureka Client組件，這個Eureka Client組件會找Eureka Server問一下：庫存服務(wù)在哪臺機(jī)器凹狻谬墙？監(jiān)聽著哪個端口啊经备？倉儲服務(wù)呢拭抬？積分服務(wù)呢？然后就可以把這些相關(guān)信息從Eureka Server的注冊表中拉取到自己本地緩存起來侵蒙。

這時如果訂單服務(wù)想要調(diào)用庫存服務(wù)造虎，不就可以找自己本地的Eureka Client問一下庫存服務(wù)在哪臺機(jī)器？監(jiān)聽哪個端口嗎蘑志？收到響應(yīng)后累奈，緊接著就可以發(fā)送一個請求過去贬派，調(diào)用庫存服務(wù)扣減庫存的那個接口！同理澎媒，如果訂單服務(wù)要調(diào)用倉儲服務(wù)搞乏、積分服務(wù)，也是如法炮制戒努。

總結(jié)一下：

Eureka?Client：負(fù)責(zé)將這個服務(wù)的信息注冊到Eureka Server中

Eureka Server：注冊中心请敦，里面有一個注冊表，保存了各個服務(wù)所在的機(jī)器和端口號

三储玫、Spring Cloud核心組件：Feign

現(xiàn)在訂單服務(wù)確實(shí)知道庫存服務(wù)侍筛、積分服務(wù)、倉庫服務(wù)在哪里了撒穷，同時也監(jiān)聽著哪些端口號了匣椰。但是新問題又來了：難道訂單服務(wù)要自己寫一大堆代碼，跟其他服務(wù)建立網(wǎng)絡(luò)連接端礼，然后構(gòu)造一個復(fù)雜的請求禽笑，接著發(fā)送請求過去，最后對返回的響應(yīng)結(jié)果再寫一大堆代碼來處理嗎蛤奥？

這是上述流程翻譯的代碼片段佳镜，咱們一起來看看，體會一下這種絕望而無助的感受７睬拧ｓ吧臁！

友情提示缅刽，前方高能：

看完上面那一大段代碼啊掏，有沒有感到后背發(fā)涼、一身冷汗拷恨？實(shí)際上你進(jìn)行服務(wù)間調(diào)用時脖律，如果每次都手寫代碼，代碼量比上面那段要多至少幾倍腕侄，所以這個事兒壓根兒就不是地球人能干的小泉。

既然如此，那怎么辦呢冕杠？別急微姊，F(xiàn)eign早已為我們提供好了優(yōu)雅的解決方案。來看看如果用Feign的話分预，你的訂單服務(wù)調(diào)用庫存服務(wù)的代碼會變成啥樣兢交？

看完上面的代碼什么感覺？是不是感覺整個世界都干凈了笼痹，又找到了活下去的勇氣配喳！沒有底層的建立連接酪穿、構(gòu)造請求、解析響應(yīng)的代碼晴裹，直接就是用注解定義一個 FeignClient接口被济，然后調(diào)用那個接口就可以了。人家Feign Client會在底層根據(jù)你的注解涧团，跟你指定的服務(wù)建立連接只磷、構(gòu)造請求、發(fā)起靕求泌绣、獲取響應(yīng)钮追、解析響應(yīng)，等等阿迈。這一系列臟活累活元媚，人家Feign全給你干了。

那么問題來了苗沧，F(xiàn)eign是如何做到這么神奇的呢惠毁？很簡單，Feign的一個關(guān)鍵機(jī)制就是使用了動態(tài)代理崎页。咱們一起來看看下面的圖，結(jié)合圖來分析：

（1）首先腰埂，如果你對某個接口定義了@FeignClient注解飒焦，F(xiàn)eign就會針對這個接口創(chuàng)建一個動態(tài)代理

（2）接著你要是調(diào)用那個接口，本質(zhì)就是會調(diào)用?Feign創(chuàng)建的動態(tài)代理屿笼，這是核心中的核心

（3）Feign的動態(tài)代理會根據(jù)你在接口上的@RequestMapping等注解牺荠，來動態(tài)構(gòu)造出你要請求的服務(wù)的地址

（4）最后針對這個地址，發(fā)起請求驴一、解析響應(yīng)

四休雌、Spring Cloud核心組件：Ribbon

說完了Feign，還沒完「味希現(xiàn)在新的問題又來了杈曲，如果人家?guī)齑娣?wù)部署在了5臺機(jī)器上，如下所示：

192.168.169:9000

192.168.170:9000

192.168.171:9000

192.168.172:9000

192.168.173:9000

這下麻煩了胸懈！人家Feign怎么知道該請求哪臺機(jī)器呢担扑？

這時Spring Cloud?Ribbon就派上用場了。Ribbon就是專門解決這個問題的趣钱。它的作用是負(fù)載均衡涌献，會幫你在每次請求時選擇一臺機(jī)器，均勻的把請求分發(fā)到各個機(jī)器上

Ribbon的負(fù)載均衡默認(rèn)使用的最經(jīng)典的Round?Robin輪詢算法首有。這是啥燕垃？簡單來說枢劝，就是如果訂單服務(wù)對庫存服務(wù)發(fā)起10次請求，那就先讓你請求第1臺機(jī)器卜壕、然后是第2臺機(jī)器您旁、第3臺機(jī)器、第4臺機(jī)器印叁、第5臺機(jī)器被冒，接著再來—個循環(huán)，第1臺機(jī)器轮蜕、第2臺機(jī)器昨悼。。跃洛。以此類推率触。

此外，Ribbon是和Feign以及Eureka緊密協(xié)作汇竭，完成工作的葱蝗，具體如下：

（1）首先Ribbon從?Eureka Client里獲取到對應(yīng)的服務(wù)注冊表，即知道了所有的服務(wù)都部署在了哪些機(jī)器上细燎，在監(jiān)聽哪些端口號

（2）然后Ribbon就可以使用默認(rèn)的Round?Robin算法两曼，從中選擇一臺機(jī)器

（3）Feign就會針對這臺機(jī)器，構(gòu)造并發(fā)起請求玻驻。

對上述整個過程悼凑，再來一張圖，幫助大家更深刻的理解：

五璧瞬、Spring Cloud核心組件：Hystrix

在微服務(wù)架構(gòu)里户辫，一個系統(tǒng)會有很多的服務(wù)。以本文的業(yè)務(wù)場景為例：訂單服務(wù)在一個業(yè)務(wù)流程里需要調(diào)用三個服務(wù)∴惋保現(xiàn)在假設(shè)訂單服務(wù)自己最多只有100個線程可以處理請求渔欢，然后呢，積分服務(wù)不幸的掛了瘟忱，每次訂單服務(wù)調(diào)用積分服務(wù)的時候奥额，都會卡住幾秒鐘，然后拋出—個超時異常酷誓。

咱們一起來分析一下披坏，這樣會導(dǎo)致什么問題？

如果系統(tǒng)處于高并發(fā)的場景下盐数，大量請求涌過來的時候棒拂，訂單服務(wù)的100個線程都會卡在請求積分服務(wù)這塊。導(dǎo)致訂單服務(wù)沒有一個線程可以處理請求。然后就會導(dǎo)致別人請求訂單服務(wù)的時候帚屉，發(fā)現(xiàn)訂單服務(wù)也掛了谜诫，不響應(yīng)任何請求了

上面這個，就是微服務(wù)架構(gòu)中恐怖的服務(wù)雪崩問題攻旦，如下圖所示：

如上圖喻旷，這么多服務(wù)互相調(diào)用，要是不做任何保護(hù)的話牢屋，某一個服務(wù)掛了且预，就會引起連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致別的服務(wù)也掛烙无。比如積分服務(wù)掛了锋谐，會導(dǎo)致訂單服務(wù)的線程全部卡在請求積分服務(wù)這里，沒有一個線程可以工作截酷，瞬間導(dǎo)致訂單服務(wù)也掛了涮拗，別人請求訂單服務(wù)全部會卡住，無法響應(yīng)迂苛。

但是我們思考一下三热，就算積分服務(wù)掛了，訂單服務(wù)也可以不用掛叭谩就漾！為什么？

（1）我們結(jié)合業(yè)務(wù)來看：支付訂單的時候念搬，只要把庫存扣減了从藤，然后通知倉庫發(fā)貨就OK了

（2）如果積分服務(wù)掛了，大不了等他恢復(fù)之后锁蠕，慢慢人肉手工恢復(fù)數(shù)據(jù)！為啥一定要因?yàn)橐粋€積分服務(wù)掛了懊蒸，就直接導(dǎo)致訂單服務(wù)也掛了呢荣倾？不可以接受！

現(xiàn)在問題分析完了骑丸，如何解決舌仍？

這時就輪到Hystrix閃亮登場了。Hystrix是隔離通危、熔斷以及降級的一個框架铸豁。啥意思呢？說白了菊碟，Hystrix會搞很多個小小的線程池节芥，比如訂單服務(wù)請求庫存服務(wù)是一個線程池，請求倉儲服務(wù)是一個線程池，請求積分服務(wù)是一個線程池头镊。每個線程池里的線程就僅僅用于請求那個服務(wù)蚣驼。

打個比方：現(xiàn)在很不幸，積分服務(wù)掛了相艇，會咋樣颖杏？

當(dāng)然會導(dǎo)致訂單服務(wù)里的那個用來調(diào)用積分服務(wù)的線程都卡死不能工作了啊坛芽！但是由于訂單服務(wù)調(diào)用庫存服務(wù)留储、倉儲服務(wù)的這兩個線程池都是正常工作的，所以這兩個服務(wù)不會受到任何影響咙轩。

這個時候如果別人請求訂單服務(wù)获讳，訂單服務(wù)還是可以正常調(diào)用庫存服務(wù)扣減庫存，調(diào)用倉儲服務(wù)通知發(fā)貨臭墨。只不過調(diào)用積分服務(wù)的時候赔嚎，每次都會報(bào)錯。但是如果積分服務(wù)都掛了胧弛，每次調(diào)用都要去卡住幾秒鐘干啥呢尤误？有意義嗎？當(dāng)然沒有结缚！所以我們直接對積分服務(wù)熔斷不就得了损晤，比如在5分鐘內(nèi)請求積分服務(wù)直接就返回了，不要去走網(wǎng)絡(luò)請求卡住幾秒鐘红竭，這個過程尤勋，就是所謂的熔斷！

那人家又說茵宪，兄弟最冰，積分服務(wù)掛了你就熔斷，好歹你干點(diǎn)兒什么跋』稹暖哨！別啥都不干就直接返回啊凰狞？沒問題篇裁，咱們就來個降級：每次調(diào)用積分服務(wù)，你就在數(shù)據(jù)庫里記錄一條消息赡若，說給某某用戶增加了多少積分达布，因?yàn)榉e分服務(wù)掛了，導(dǎo)致沒增加成功逾冬！這樣等積分服務(wù)恢復(fù)了黍聂，你可以根據(jù)這些記錄手工加一下積分。這個過程，就是所謂的降級分冈。

為幫助大家更直觀的理解圾另，接下來用一張圖，梳理一下Hystrix隔離雕沉、熔斷和降級的全流程：

六集乔、Spring Cloud核心組件：Zuul

說完了Hystrix，接著給大家說說最后一個組件：Zuul坡椒，也就是微服務(wù)網(wǎng)關(guān)扰路。這個組件是負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)路由的。不懂網(wǎng)絡(luò)路由倔叼？行汗唱，那我給你說說，如果沒有Zuul的日常工作會怎樣丈攒？

假設(shè)你后臺部署了幾百個服務(wù)哩罪，現(xiàn)在有個前端兄弟，人家請求是直接從瀏覽器那兒發(fā)過來的巡验。打個比方：人家要請求一下庫存服務(wù)际插，你難道還讓人家記著這服務(wù)的名字叫做inventory-service？部署在5臺機(jī)器上显设？就算人家肯記住這一個框弛，你后臺可有幾百個服務(wù)的名稱和地址呢？難不成人家請求一個捕捂，就得記住一個瑟枫？你要這樣玩兒，那真是友誼的小船指攒，說翻就翻慷妙！

上面這種情況，壓根兒是不現(xiàn)實(shí)的允悦。所以一般微服務(wù)架構(gòu)中都必然會設(shè)計(jì)一個網(wǎng)關(guān)在里面景殷，像android、ios澡屡、pc前端、微信小程序咐旧、H5等等驶鹉，不用去關(guān)心后端有幾百個服務(wù)，就知道有一個網(wǎng)關(guān)铣墨，所有請求都往網(wǎng)關(guān)走室埋，網(wǎng)關(guān)會根據(jù)請求中的一些特征，將請求轉(zhuǎn)發(fā)給后端的各個服務(wù)。

而且有一個網(wǎng)關(guān)之后摔寨，還有很多好處尤蛮，比如可以做統(tǒng)一的降級疏叨、限流、認(rèn)證授權(quán)降淮、安全，等等搏讶。

七佳鳖、總結(jié)：

最后再來總結(jié)一下，上述幾個Spring?Cloud核心組件媒惕，在微服務(wù)架構(gòu)中系吩，分別扮演的角色：

Eureka：各個服務(wù)啟動時，Eureka?Client都會將服務(wù)注冊到Eureka?Server妒蔚，并且Eureka?Client還可以反過來從Eureka?Server拉取注冊表穿挨，從而知道其他服務(wù)在哪里

Ribbon：服務(wù)間發(fā)起請求的時候，基于Ribbon做負(fù)載均衡肴盏，從一個服務(wù)的多臺機(jī)器中選擇一臺

Feign：基于Feign的動態(tài)代理機(jī)制科盛，根據(jù)注解和選擇的機(jī)器，拼接請求URL地址叁鉴，發(fā)起請求

Hystrix：發(fā)起請求是通過Hystrix的線程池來走的土涝，不同的服務(wù)走不同的線程池，實(shí)現(xiàn)了不同服務(wù)調(diào)用的隔離幌墓，避免了服務(wù)雪崩的問題

Zuul：如果前端但壮、移動端要調(diào)用后端系統(tǒng)，統(tǒng)一從Zuul網(wǎng)關(guān)進(jìn)入常侣，由Zuul網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)請求給對應(yīng)的服務(wù)

以上就是我們通過一個電商業(yè)務(wù)場景蜡饵，闡述了Spring?Cloud微服務(wù)架構(gòu)幾個核心組件的底層原理。

作者：佛祖

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來源：簡書