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目錄

一叁鉴、業(yè)務(wù)場景介紹

二土涝、Spring Cloud核心組件：Eureka

三、Spring Cloud核心組件：Feign

四幌墓、Spring Cloud核心組件：Ribbon

五但壮、Spring Cloud核心組件：Hystrix

六、Spring Cloud核心組件：Zuul

七常侣、總結(jié)

概述

毫無疑問蜡饵，Spring Cloud是目前微服務(wù)架構(gòu)領(lǐng)域的翹楚，無數(shù)的書籍博客都在講解這個(gè)技術(shù)胳施。不過大多數(shù)講解還停留在對Spring Cloud功能使用的層面溯祸，其底層的很多原理，很多人可能并不知曉舞肆。因此本文將通過大量的手繪圖焦辅，給大家談?wù)凷pring Cloud微服務(wù)架構(gòu)的底層原理。

實(shí)際上椿胯，Spring Cloud是一個(gè)全家桶式的技術(shù)棧筷登，包含了很多組件。本文先從其最核心的幾個(gè)組件入手哩盲，來剖析一下其底層的工作原理前方。也就是Eureka狈醉、Ribbon、Feign惠险、Hystrix苗傅、Zuul這幾個(gè)組件。

一班巩、業(yè)務(wù)場景介紹

先來給大家說一個(gè)業(yè)務(wù)場景渣慕，假設(shè)咱們現(xiàn)在開發(fā)一個(gè)電商網(wǎng)站，要實(shí)現(xiàn)支付訂單的功能趣竣，流程如下：

（1）創(chuàng)建一個(gè)訂單之后摇庙，如果用戶立刻支付了這個(gè)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）通知倉儲中心遥缕，進(jìn)行發(fā)貨

（4）給用戶的這次購物增加相應(yīng)的積分

針對上述流程卫袒，我們需要有訂單服務(wù)、庫存服務(wù)单匣、倉儲服務(wù)夕凝、積分服務(wù)。整個(gè)流程的大體思路如下：

（1）用戶針對一個(gè)訂單完成支付之后户秤，就會去找訂單服務(wù)码秉，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)鸡号，完成相應(yīng)功能

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

至此，整個(gè)支付訂單的業(yè)務(wù)流程結(jié)束

下圖這張圖鲸伴，清晰表明了各服務(wù)間的調(diào)用過程：

好府蔗！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)中汞窗，這幾個(gè)組件如何相互協(xié)作姓赤，各自發(fā)揮的作用以及其背后的原理。

二仲吏、Spring Cloud核心組件：Eureka

咱們來考慮第一個(gè)問題：訂單服務(wù)想要調(diào)用庫存服務(wù)不铆、倉儲服務(wù)，或者是積分服務(wù)裹唆，怎么調(diào)用誓斥？

（1）訂單服務(wù)壓根兒就不知道人家?guī)齑娣?wù)在哪臺機(jī)器上啊许帐！他就算想要發(fā)起一個(gè)請求劳坑，都不知道發(fā)送給誰，有心無力舞吭！

（2）這時(shí)候泡垃，就輪到Spring Cloud Eureka出場了。Eureka是微服務(wù)架構(gòu)中的注冊中心羡鸥，專門負(fù)責(zé)服務(wù)的注冊與發(fā)現(xiàn)蔑穴。

?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(gè)流程：?

如上圖所示惧浴，庫存服務(wù)存和、倉儲服務(wù)、積分服務(wù)中都有一個(gè)Eureka Client組件衷旅，這個(gè)組件專門負(fù)責(zé)將這個(gè)服務(wù)的信息注冊到Eureka Server中捐腿。說白了，就是告訴Eureka Server柿顶，自己在哪臺機(jī)器上茄袖，監(jiān)聽著哪個(gè)端口。而Eureka Server是一個(gè)注冊中心嘁锯，里面有一個(gè)注冊表宪祥，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(gè)Eureka Client組件，這個(gè)Eureka Client組件會找Eureka Server問一下：庫存服務(wù)在哪臺機(jī)器凹页恕蝗羊？監(jiān)聽著哪個(gè)端口啊仁锯？倉儲服務(wù)呢耀找？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业崖。

這時(shí)如果訂單服務(wù)想要調(diào)用庫存服務(wù)野芒，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(gè)端口嗎腻要？收到響應(yīng)后复罐，緊接著就可以發(fā)送一個(gè)請求過去，調(diào)用庫存服務(wù)扣減庫存的那個(gè)接口雄家！同理效诅，如果訂單服務(wù)要調(diào)用倉儲服務(wù)、積分服務(wù)趟济，也是如法炮制乱投。

總結(jié)一下：

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

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

三戚炫、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)、積分服務(wù)媳纬、倉庫服務(wù)在哪里了双肤，同時(shí)也監(jiān)聽著哪些端口號了施掏。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)連接茅糜，然后構(gòu)造一個(gè)復(fù)雜的請求七芭，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蔑赘？

這是上述流程翻譯的代碼片段狸驳，咱們一起來看看，體會一下這種絕望而無助的感受Ｋ跞０夜俊！

友情提示酥馍，前方高能：

看完上面那一大段代碼辩昆，有沒有感到后背發(fā)涼、一身冷汗物喷？實(shí)際上你進(jìn)行服務(wù)間調(diào)用時(shí)卤材，如果每次都手寫代碼，代碼量比上面那段要多至少幾倍峦失，所以這個(gè)事兒壓根兒就不是地球人能干的扇丛。

既然如此，那怎么辦呢尉辑？別急帆精，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的話隧魄，你的訂單服務(wù)調(diào)用庫存服務(wù)的代碼會變成啥樣卓练？

看完上面的代碼什么感覺？是不是感覺整個(gè)世界都干凈了购啄，又找到了活下去的勇氣襟企！沒有底層的建立連接、構(gòu)造請求狮含、解析響應(yīng)的代碼顽悼，直接就是用注解定義一個(gè) FeignClient接口，然后調(diào)用那個(gè)接口就可以了几迄。人家Feign Client會在底層根據(jù)你的注解蔚龙，跟你指定的服務(wù)建立連接、構(gòu)造請求映胁、發(fā)起靕求木羹、獲取響應(yīng)、解析響應(yīng)解孙，等等坑填。這一系列臟活累活抛人，人家Feign全給你干了。

那么問題來了脐瑰，F(xiàn)eign是如何做到這么神奇的呢函匕？很簡單，Feign的一個(gè)關(guān)鍵機(jī)制就是使用了動態(tài)代理蚪黑。咱們一起來看看下面的圖，結(jié)合圖來分析：

（1）首先中剩，如果你對某個(gè)接口定義了@FeignClient注解忌穿，F(xiàn)eign就會針對這個(gè)接口創(chuàng)建一個(gè)動態(tài)代理

（2）接著你要是調(diào)用那個(gè)接口，本質(zhì)就是會調(diào)用?Feign創(chuàng)建的動態(tài)代理结啼，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等注解掠剑，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(gè)地址，發(fā)起請求郊愧、解析響應(yīng)

四朴译、Spring Cloud核心組件：Ribbon

說完了Feign，還沒完∈籼現(xiàn)在新的問題又來了眠寿，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

這下麻煩了焦蘑！人家Feign怎么知道該請求哪臺機(jī)器呢盯拱？

這時(shí)Spring Cloud?Ribbon就派上用場了。Ribbon就是專門解決這個(gè)問題的例嘱。它的作用是負(fù)載均衡狡逢，會幫你在每次請求時(shí)選擇一臺機(jī)器，均勻的把請求分發(fā)到各個(gè)機(jī)器上

Ribbon的負(fù)載均衡默認(rèn)使用的最經(jīng)典的Round?Robin輪詢算法拼卵。這是啥奢浑？簡單來說，就是如果訂單服務(wù)對庫存服務(wù)發(fā)起10次請求腋腮，那就先讓你請求第1臺機(jī)器雀彼、然后是第2臺機(jī)器、第3臺機(jī)器低葫、第4臺機(jī)器详羡、第5臺機(jī)器，接著再來—個(gè)循環(huán)嘿悬，第1臺機(jī)器实柠、第2臺機(jī)器。善涨。窒盐。以此類推草则。

此外，Ribbon是和Feign以及Eureka緊密協(xié)作蟹漓，完成工作的炕横，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)器上葡粒，在監(jiān)聽哪些端口號

（2）然后Ribbon就可以使用默認(rèn)的Round?Robin算法份殿，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)起請求嗽交。

對上述整個(gè)過程卿嘲，再來一張圖，幫助大家更深刻的理解：

五夫壁、Spring Cloud核心組件：Hystrix

在微服務(wù)架構(gòu)里拾枣，一個(gè)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(gè)業(yè)務(wù)流程里需要調(diào)用三個(gè)服務(wù)『腥茫現(xiàn)在假設(shè)訂單服務(wù)自己最多只有100個(gè)線程可以處理請求梅肤，然后呢，積分服務(wù)不幸的掛了邑茄，每次訂單服務(wù)調(diào)用積分服務(wù)的時(shí)候姨蝴，都會卡住幾秒鐘，然后拋出—個(gè)超時(shí)異常肺缕。

咱們一起來分析一下似扔，這樣會導(dǎo)致什么問題？

如果系統(tǒng)處于高并發(fā)的場景下搓谆，大量請求涌過來的時(shí)候炒辉，訂單服務(wù)的100個(gè)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(gè)線程可以處理請求泉手。然后就會導(dǎo)致別人請求訂單服務(wù)的時(shí)候黔寇，發(fā)現(xiàn)訂單服務(wù)也掛了，不響應(yīng)任何請求了

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

如上圖，這么多服務(wù)互相調(diào)用颊郎，要是不做任何保護(hù)的話憋飞，某一個(gè)服務(wù)掛了，就會引起連鎖反應(yīng)姆吭，導(dǎo)致別的服務(wù)也掛榛做。比如積分服務(wù)掛了，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(gè)線程可以工作检眯，瞬間導(dǎo)致訂單服務(wù)也掛了厘擂，別人請求訂單服務(wù)全部會卡住，無法響應(yīng)锰瘸。

但是我們思考一下刽严，就算積分服務(wù)掛了，訂單服務(wù)也可以不用掛氨苣舞萄！為什么？

（1）我們結(jié)合業(yè)務(wù)來看：支付訂單的時(shí)候管削，只要把庫存扣減了鹏氧，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)之后佩谣，慢慢人肉手工恢復(fù)數(shù)據(jù)！為啥一定要因?yàn)橐粋€(gè)積分服務(wù)掛了实蓬，就直接導(dǎo)致訂單服務(wù)也掛了呢茸俭？不可以接受！

現(xiàn)在問題分析完了安皱，如何解決调鬓？

這時(shí)就輪到Hystrix閃亮登場了。Hystrix是隔離酌伊、熔斷以及降級的一個(gè)框架腾窝。啥意思呢？說白了居砖，Hystrix會搞很多個(gè)小小的線程池虹脯，比如訂單服務(wù)請求庫存服務(wù)是一個(gè)線程池，請求倉儲服務(wù)是一個(gè)線程池奏候，請求積分服務(wù)是一個(gè)線程池循集。每個(gè)線程池里的線程就僅僅用于請求那個(gè)服務(wù)。

打個(gè)比方：現(xiàn)在很不幸蔗草，積分服務(wù)掛了咒彤，會咋樣？

當(dāng)然會導(dǎo)致訂單服務(wù)里的那個(gè)用來調(diào)用積分服務(wù)的線程都卡死不能工作了爸渚镶柱！但是由于訂單服務(wù)調(diào)用庫存服務(wù)、倉儲服務(wù)的這兩個(gè)線程池都是正常工作的模叙，所以這兩個(gè)服務(wù)不會受到任何影響歇拆。

這個(gè)時(shí)候如果別人請求訂單服務(wù)，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)貨查吊。只不過調(diào)用積分服務(wù)的時(shí)候谐区，每次都會報(bào)錯(cuò)。但是如果積分服務(wù)都掛了逻卖，每次調(diào)用都要去卡住幾秒鐘干啥呢宋列？有意義嗎？當(dāng)然沒有评也！所以我們直接對積分服務(wù)熔斷不就得了炼杖，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)請求卡住幾秒鐘盗迟，這個(gè)過程坤邪，就是所謂的熔斷！

那人家又說罚缕，兄弟艇纺，積分服務(wù)掛了你就熔斷，好歹你干點(diǎn)兒什么坝实黔衡！別啥都不干就直接返回啊腌乡？沒問題盟劫，咱們就來個(gè)降級：每次調(diào)用積分服務(wù)，你就在數(shù)據(jù)庫里記錄一條消息与纽，說給某某用戶增加了多少積分侣签，因?yàn)榉e分服務(wù)掛了，導(dǎo)致沒增加成功急迂！這樣等積分服務(wù)恢復(fù)了影所，你可以根據(jù)這些記錄手工加一下積分。這個(gè)過程僚碎，就是所謂的降級型檀。

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

六、Spring Cloud核心組件：Zuul

說完了Hystrix皆看，接著給大家說說最后一個(gè)組件：Zuul仓坞，也就是微服務(wù)網(wǎng)關(guān)。這個(gè)組件是負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)路由的腰吟。不懂網(wǎng)絡(luò)路由无埃？行徙瓶，那我給你說說，如果沒有Zuul的日常工作會怎樣嫉称？

假設(shè)你后臺部署了幾百個(gè)服務(wù)侦镇，現(xiàn)在有個(gè)前端兄弟，人家請求是直接從瀏覽器那兒發(fā)過來的织阅。打個(gè)比方：人家要請求一下庫存服務(wù)壳繁，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)器上荔棉？就算人家肯記住這一個(gè)闹炉，你后臺可有幾百個(gè)服務(wù)的名稱和地址呢？難不成人家請求一個(gè)润樱，就得記住一個(gè)渣触？你要這樣玩兒，那真是友誼的小船壹若，說翻就翻嗅钻！

上面這種情況，壓根兒是不現(xiàn)實(shí)的店展。所以一般微服務(wù)架構(gòu)中都必然會設(shè)計(jì)一個(gè)網(wǎng)關(guān)在里面养篓，像android、ios壁查、pc前端、微信小程序剔应、H5等等睡腿，不用去關(guān)心后端有幾百個(gè)服務(wù)，就知道有一個(gè)網(wǎng)關(guān)峻贮，所有請求都往網(wǎng)關(guān)走席怪，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(gè)服務(wù)纤控。

而且有一個(gè)網(wǎng)關(guān)之后挂捻，還有很多好處，比如可以做統(tǒng)一的降級船万、限流刻撒、認(rèn)證授權(quán)、安全耿导，等等声怔。

七、總結(jié)：

最后再來總結(jié)一下舱呻，上述幾個(gè)Spring?Cloud核心組件醋火，在微服務(wù)架構(gòu)中，分別扮演的角色：

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

Ribbon：服務(wù)間發(fā)起請求的時(shí)候，基于Ribbon做負(fù)載均衡兆旬，從一個(gè)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)制假抄，根據(jù)注解和選擇的機(jī)器，拼接請求URL地址爵憎，發(fā)起請求

Hystrix：發(fā)起請求是通過Hystrix的線程池來走的慨亲，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)用的隔離宝鼓，避免了服務(wù)雪崩的問題

Zuul：如果前端刑棵、移動端要調(diào)用后端系統(tǒng)，統(tǒng)一從Zuul網(wǎng)關(guān)進(jìn)入愚铡，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(gè)電商業(yè)務(wù)場景蛉签，闡述了Spring?Cloud微服務(wù)架構(gòu)幾個(gè)核心組件的底層原理。

文字總結(jié)還不夠直觀沥寥？沒問題碍舍！我們將Spring Cloud的5個(gè)核心組件通過一張圖串聯(lián)起來，再來直觀的感受一下其底層的架構(gòu)原理：

作者：石杉的架構(gòu)筆記

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來源：簡書

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