springcloud开始第一课

微服务的一些概念知识

一、系统架构的演变

随着互联网的发展，网站应用的规模不断扩大，常规的应用架构已无法应对，分布式服务架构以及微服务架构势在必行，亟需一个治理系统确保架构有条不紊的演进!

1、单体应用架构

Web应用程序发展的早期，大部分web工程(包含前端页面,web层代码,service层代码,dao层代码)是将所有的功能模块,打包到一起并放在一个web容器中运行。

• 优点
  • 所有的功能集成在一个项目工程中
  • 项目架构简单，前期成本低，周期短，小型项目的首选
• 缺点
  • 全部功能集成在一个工程中，对于大型项目不易开发、扩展及维护
  • 系统性能扩展只能通过扩展集群结点，成本高、有瓶颈
  • 技术栈受限。

2、垂直应用架构

当访问量逐渐增大，单一应用增加机器带来的加速度越来越小，将应用拆成互不相干的几个应用，以提升效率

• 优点
  • 项目架构简单，前期开发成本低，周期短，小型项目的首选。
  • 通过垂直拆分，原来的单体项目不至于无限扩大
  • 不同的项目可采用不同的技术。
• 缺点：
  • 全部功能集成在一个工程中，对于大型项目不易开发、扩展及维护。
  • 系统性能扩展只能通过扩展集群结点，成本高、有瓶颈。

3、分布式SOA架构

什么是SOA

SOA 全称为 Service-Oriented Architecture，即面向服务的架构。
它可以根据需求通过网络对松散耦合的粗粒度应用组件(服务)进行分布式部署、组合和使用。一个服务通常以独立的形式存在于操作系统进 程中。
站在功能的角度，把业务逻辑抽象成可复用、可组装的服务，通过服务的编排实现业务的快速再生，目 的：把原先固有的业务功能转变为通用的业务服务，实现业务逻辑的快速复用。 通过上面的描述可以发现
SOA 有如下几个特点：分布式、可重用、扩展灵活、松耦合。

SOA架构

当垂直应用越来越多，应用之间交互不可避免，将核心业务抽取出来，作为独立的服务，逐渐形成稳定的服务中心，使前端应用能更快速的响应多变的市场需求

• 优点
  • 抽取公共的功能为服务,提高开发效率
  • 对不同的服务进行集群化部署解决系统压力
  • 基于ESB/DUBBO减少系统耦合
• 缺点：
  • 抽取服务的粒度较大
  • 服务提供方与调用方接口耦合度较高

4、微服务架构

• 优点
  • 通过服务的原子化拆分，以及微服务的独立打包、部署和升级，小团队的交付周期将缩短，运维成本也将大幅度下降
  • 微服务遵循单一原则。微服务之间采用Restful等轻量协议传输。
• 缺点
  • 微服务过多，服务治理成本高，不利于系统维护。
  • 分布式系统开发的技术成本高（容错、分布式事务等）。

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5、那么SOA与微服务的关系是什么呢？

SOA（ Service Oriented Architecture ）“面向服务的架构”:他是一种设计方法，其中包含多个服 务，
服务之间通过相互依赖最终提供一系列的功能。一个服务 通常以独立的形式存在与操作系统进程中。各个服务之间 通过网络调用。

微服务架构:其实和 SOA 架构类似,微服务是在 SOA 上做的升华，微服务架构强调的一个重点是“业务需 要彻底的组件化和服务化”，原有的单个业务系统会拆分为多个可以独立开发、设计、运行的小应用。 这些小应用之间通过服务完成交互和集成。（就是简单来说将一个商城分成订单模块、商品模块等进行开发）

二、分布式核心知识

分布式中的远程调用

在微服务架构中，通常存在多个服务之间的远程调用的需求。远程调用通常包含两个部分：序列化和通信协议。常见的序列化协议包括json、xml、hession、protobuf、thrift、text、bytes等，目前主流的远程调用技术有基于HTTP的RESTful接口以及基于TCP的RPC协议。

RESTful接口

（1）RESTful接口

REST，即Representational State Transfer的缩写，如果一个架构符合REST原则，就称它为RESTful架构。

资源（Resources）
所谓"资源"，就是网络上的一个实体，或者说是网络上的一个具体信息。它可以是一段文本、一张图片、一首歌曲、一种服务，总之就是一个具体的实在。你可以用一个URI（统一资源定位符）指向它，每种资源对应一个特定的URI。要获取这个资源，访问它的URI就可以，因此URI就成了每一个资源的地址或独一无二的识别符。REST的名称"表现层状态转化"中，省略了主语。“表现层"其实指的是"资源”（Resources）的"表现层"。

表现层（Representation）
“资源"是一种信息实体，它可以有多种外在表现形式。我们把"资源"具体呈现出来的形式，叫做它的"表 现层”（Representation）。比如，文本可以用txt格式表现，也可以用HTML格式、XML格式、JSON格式表现，甚至可以采用二进制格式；图片可以用JPG格式表现，也可以用PNG格式表现。URI只代表资源 的实体，不代表它的形式。严格地说，有些网址最后的".html"后缀名是不必要的，因为这个后缀名表示 格式，属于"表现层"范畴，而URI应该只代表"资源"的位置

状态转化（State Transfer）
访问一个网站，就代表了客户端和服务器的一个互动过程。在这个过程中，势必涉及到数据和状态的变化。互联网通信协议HTTP协议，是一个无状态协议。这意味着，所有的状态都保存在服务器端。因 此，如果客户端想要操作服务器，必须通过某种手段，让服务器端发生"状态转化"（State Transfer）。
客户端用到的手段，只能是HTTP协议。具体来说，就是HTTP协议里面，四个表示操作方式的动词： GET、POST、PUT、DELETE。它们分别对应四种基本操作：GET用来获取资源，POST用来新建资源（也可以用于更新资源），PUT用来更新资源，DELETE用来删除资源。

综合上面的解释，我们总结一下什么是RESTful架构：

• 每一个URI代表一种资源；
• 客户端和服务器之间，传递这种资源的某种表现层；
• 客户端通过四个HTTP动词，对服务器端资源进行操作，实现"表现层状态转化"。

RPC协议

RPC（Remote Procedure Call ） 一种进程间通信方式。允许像调用本地服务一样调用远程服务。RPC 框架的主要目标就是让远程服务调用更简单、透明。RPC框架负责屏蔽底层的传输方式（TCP或者 UDP）、序列化方式XML/JSON/二进制）和通信细节。
开发人员在使用的时候只需要了解谁在什么 位置提供了什么样的远程服务接口即可，并不需要关心底层通信细节和调用过程。

（3）区别与联系

1、HTTP相对更规范，更标准，更通用，无论哪种语言都支持http协议。如果你是对外开放API，例如开放平台，外部的编程语言多种多样，你无法拒绝对每种语言的支持，现在开源中间件，基本最先支持的几个协议都包含RESTful（微服务）。
2、 RPC 框架作为架构微服务化的基础组件，它能大大降低架构微服务化的成本，提高调用方与服务提供方的研发效率，屏蔽跨进程调用函数（服务）的各类复杂细节。让调用方感觉就像调用本地函数一样调用远端函数、让服务提供方感觉就像实现一个本地函数一样来实现服务（例子：DUBBO）。

分布式中的CAP原理

现如今，对于多数大型互联网应用，分布式系统（distributed system）正变得越来越重要。分布式系
统的最大难点，就是各个节点的状态如何同步。CAP 定理是这方面的基本定理，也是理解分布式系统的
起点。
CAP理论由 Eric Brewer 在ACM研讨会上提出，而后CAP被奉为分布式领域的重要理论。分布式系统的
CAP理论，首先把分布式系统中的三个特性进行了如下归纳：

• Consistency（一致性）：数据一致更新，所有数据的变化都是同步的
• Availability（可用性）：在集群中一部分节点故障后，集群整体是否还能响应客户端的读写请求
• Partition tolerance（分区容忍性）：某个节点的故障，并不影响整个系统的运行,是否可以将数
  据存放到多个地方

通过学习CAP理论，我们得知任何分布式系统只可同时满足二点，没法三者兼顾，既然一个分布式
系统无法同时满足一致性、可用性、分区容错性三个特点，所以我们就需要抛弃一样：

需要明确一点的是，在一个分布式系统当中，分区容忍性和可用性是最基本的需求，所以在分布是系统中，我们的系统最当关注的就是A（可用性）P（容忍性），通过补偿的机制寻求数据的一致性

三、常见的微服务框架

SpringCloud

Spring Cloud是一系列框架的有序集合。它利用Spring Boot的开发便利性巧妙地简化了分布式系统基础设施的开发，如服务发现注册、配置中心、消息总线、负载均衡、断路器、数据监控等，都可以用Spring Boot的开发风格做到一键启动和部署。Spring Cloud并没有重复制造轮子，它只是将目前各家公司开发的比较成熟、经得起实际考验的服务框架组合起来，通过Spring Boot风格进行再封装屏蔽掉了复杂的配置和实现原理，最终给开发者留出了一套简单易懂、易部署和易维护的分布式系统开发工具包。（总而言之一句话，SpringCloud不是一项新技术，而是先有技术的整合利用）

ServiceComb

Apache ServiceComb 是业界第一个Apache微服务顶级项目， 是一个开源微服务解决方案,致力于帮助企业、用户和开发者将企业应用轻松微服务化上云，并实现对微服务应用的高效运维管理。其提供一站式开源微服务解决方案，融合SDK框架级、0侵入ServiceMesh场景并支持多语言

ZeroC ICE

ZeroC IceGrid 是ZeroC公司的杰作，继承了CORBA的血统，是新一代的面向对象的分布式系统中间 件。作为一种微服务架构，它基于RPC框架发展而来，具有良好的性能与分布式能力。

SpringCloud概述

微服务中的相关概念

服务注册与发现

服务注册：服务实例将自身服务信息注册到注册中心。这部分服务信息包括服务所在主机IP和提供服务的Port，以及暴露服务自身状态以及访问协议等信息。

服务发现：服务实例请求注册中心获取所依赖服务信息。服务实例通过注册中心，获取到注册到其中的服务实例的信息，通过这些信息去请求它们提供的服务

负载均衡

负载均衡是高可用网络基础架构的关键组件，通常用于将工作负载分布到多个服务器来提高网站、应 用、数据库或其他服务的性能和可靠性

熔断

熔断这一概念来源于电子工程中的断路器（Circuit Breaker）。在互联网系统中，当下游服务因访问压力过大而响应变慢或失败，上游服务为了保护系统整体的可用性，可以暂时切断对下游服务的调用。这 种牺牲局部，保全整体的措施就叫做熔断。

链路追踪

随着微服务架构的流行，服务按照不同的维度进行拆分，一次请求往往需要涉及到多个服务。互联网应 用构建在不同的软件模块集上，这些软件模块，有可能是由不同的团队开发、可能使用不同的编程语言来实现、有可能布在了几千台服务器，横跨多个不同的数据中心。因此，就需要对一次请求涉及的多个 服务链路进行日志记录，性能监控即链路追踪。

API网关

随着微服务的不断增多，不同的微服务一般会有不同的网络地址，而外部客户端可能需要调用多个服务
的接口才能完成一个业务需求，如果让客户端直接与各个微服务通信可能出现：

• 客户端需要调用不同的url地址，增加难度
• 在一定的场景下，存在跨域请求的问题
• 每个微服务都需要进行单独的身份认证

针对这些问题，API网关顺势而生。

API网关直面意思是将所有API调用统一接入到API网关层，由网关层统一接入和输出。
一个网关的基本 功能有：统一接入、安全防护、协议适配、流量管控、长短链接支持、容错能力。
有了网关之后，各个 API服务提供团队可以专注于自己的的业务逻辑处理，而API网关更专注于安全、流量、路由等问题

四、SpringCloud的架构

SpringCloud的核心组件

Spring Cloud的本质是在 Spring Boot 的基础上，增加了一堆微服务相关的规范，并对应用上下文 （Application Context）进行了功能增强。既然 Spring Cloud 是规范，那么就需要去实现，目前 Spring Cloud 规范已有 Spring官方，Spring Cloud Netflix，Spring Cloud Alibaba等实现。通过组件 化的方式，SpringCloud将这些实现整合到一起构成全家桶式的微服务技术栈。

• Spring Cloud Netflix组件

• SpringCloud Alibaba组件

• SpringCloud原生及其他组件

SpringCloud的体系结构

从上图可以看出Spring Cloud各个组件相互配合，合作支持了一套完整的微服务架构。

• 注册中心负责服务的注册与发现，很好将各服务连接起来
• 断路器负责监控服务之间的调用情况，连续多次失败进行熔断保护。
• API网关负责转发所有对外的请求和服务
  配置中心提供了统一的配置信息管理服务,可以实时的通知各个服务获取最新的配置信息
• 链路追踪技术可以将所有的请求数据记录下来，方便我们进行后续分析
• 各个组件又提供了功能完善的dashboard监控平台,可以方便的监控各组件的运行状况

至此本文结束，感谢观看！！！
接下来案例实战，后续持续更新中