Spring Cloud概述

本章要點

    傳統應用的問題

    微服務與Spring Cloud

    本書介紹

本章將會簡述Spring Cloud的功能，描述什麼是Spring Cloud，它能為我們帶來什麼，為後面學習該框架的知識打下理論的基礎。

傳統的應用

單體應用

在此之前，筆者所在公司開發Java程式，大都使用Struts、Spring、Hibernate（MyBatis）等技術框架，每一個專案都會釋出一個單體應用。例如開發一個進銷存系統，將會開發一個war包部署到Tomcat中，每一次需要開發新的模組或新增新功能時，都會在原來的基礎上不斷的新增。若干年後，這個war包不斷的膨脹，程式設計師在進行除錯時，伺服器也可能需要啟動半天，維護這個系統的效率極為低下。這樣一個war包，涵蓋了庫存、銷售、會員、報表等模組，如圖1-1。

圖1-1單體應用

這樣的單體應用隱患非常多，任何的一個bug，都有可能導致整個系統當機。筆者印象最深刻的是，曾經有一客戶在高峰期，匯出一張銷售明細報表（資料量較大），最終造成整個系統癱瘓，前臺的銷售人員無法售賣。維護這樣一個系統，不僅效率極低，而且充滿風險，專案組的各個成員惶惶不可終日，我們需要本質上的改變。

架構演進

針對以上的單體應用的問題，我們參考SOA架構，將各個模組劃分獨立的服務模組（war），並且使用了資料庫的讀寫分離，架構如圖1-2。

圖1-2架構演進

各個模組之間會存在相互呼叫的依賴關係，例如銷售模組會呼叫會員模組的介面，為了減少各個模組之間的耦合，我們加入了企業服務匯流排（ESB），各模組與ESB之間的架構如圖1-3所示。

圖1-3 ESB

加入ESB後，各個模組將服務釋出到ESB中，它們與ESB之間使用SOAP協議進行通訊。圖1-2與圖1-3的架構實現後，整個系統的效能有了明顯的提升，各個模組的耦合度也降低了。執行了一段日子後，又出現了新的問題，由於銷售終端數量的增多，銷售模組明顯超過其承受能力，為了保證銷售前端的正常執行，我們使用了Nginx做負載均衡，請見圖1-4。

圖1-4使用Nginx

隨著銷售模組的增多，帶來了許多問題，例如管理這些模組，對於運維工程師來說，是一項艱鉅的任務，一旦銷售模組有所修改，他們將通宵達旦進行升級。另外，企業服務匯流排也有可能成為效能的瓶頸，雖然目前仍未出現該問題，但我們需要未雨綢繆。

架構要求

從前面的架構演進可知，應用中的每一個點，都有可能成為系統的問題點。隨著網際網路應用的普及，在大資料、高併發的環境下，我們的系統架構需要面對更為嚴苛的挑戰，我們需要一套新的架構，它起碼能滿足以下要求：

     高效能：這是應用程式的基本要求。

     獨立性：其中一個模組出現bug或者其他問題，不可以影響其他模組或者整個應用。

     容易擴充套件：應用中的每一個節點，都可以根據實際需要進行擴充套件。

     便於管理：對於各個模組的資源，可以輕鬆進行管理、升級，減少維護成本。

     狀態監控與警報：對整個應用程式進行監控，當某一個節點出現問題時，能及時發出警報。

為了能解決遇到的問題、達到以上的架構要求，我們開始研究Spring Cloud。

微服務與Spring Cloud

什麼是微服務

微服務一詞來源Martin Fowler的“Microservices”一文，微服務是一種架構風格，將單體應用劃分為小型的服務單元，微服務之間使用HTTP的API進行資源訪問與操作。

在對單體應用的劃分上，微服務與前面的SOA架構有點類似，但是SOA架構側重於將每個單體應用的服務整合到ESB上，而微服務做得更加徹底，強調將整個模組變成服務元件，微服務對模組的劃分粒度可能會更細。以我們前面的銷售、會員模組為例，在SOA架構中，只需要將相應的服務釋出到ESB容器就可以了，而在微服務架構中，這兩個模組本身，將會變為一個或多個的服務元件。SOA架構與微服務架構，請見圖1-5與圖1-6。

圖1-5 SOA架構

圖1-6微服務架構

在微服務的架構上，Martin Fowler的文章肯定了Netflix的貢獻，接下來，我們瞭解一下Netflix OSS。

關於Netflix OSS

Netflix是一個網際網路影片提供商，在幾年前，Netflix公司成立了自己的開源中心，名稱為Netflix Open Source Software Center，簡稱Netflix OSS。這個開源組織專注於大資料、雲端計算方面的技術，提供了多個開源框架，這些框架包括大資料工具、構建工具、基於雲平臺的服務工具等。Netflix所提供的這些框架，很好的遵循微服務所推崇的理念，實現了去中心化的服務管理、服務容錯等機制。

Spring Cloud與Netflix

Spring Cloud並不是一個具體的框架，大家可以把它理解為一個工具箱，它提供的各類工具，可以幫助我們快速的構建分散式系統。

Spring Cloud的各個專案基於Spring Boot，將Netflix的多個框架進行封裝，並且通過自動配置的方式將這些框架繫結到Spring的環境中，從而簡化了這些框架的使用。由於Spring Boot的簡便，使得我們在使用Spring Cloud時，很容易的將Netflix各個框架整合進我們的專案中。Spring Cloud下的“Spring Cloud Netflix”模組，主要封裝了Netflix的以下專案：

     Eureka：基於REST服務的分散式中介軟體，主要用於服務管理。

     Hystrix：容錯框架，通過新增延遲閥值以及容錯的邏輯，來幫助我們控制分散式系統間元件的互動。

     Feign：一個REST客戶端，目的是為了簡化Web Service客戶端的開發

     Ribbon：負載均衡框架，在微服務叢集中為各個客戶端的通訊提供支援，它主要實現中間層應用程式的負載均衡

     Zuul：為微服務叢集提供過代理、過濾、路由等功能。

Spring Cloud的主要模組

除了Spring Cloud Netflix模組外，Spring Cloud還包括以下幾個重要的模組：

     Spring Cloud Config：為分散式系統提供了配置伺服器和配置客戶端，通過對它們的配置，可以很好的管理叢集中的配置檔案。

     Spring Cloud Sleuth：服務跟蹤框架，可以與Zipkin、Apache HTrace和ELK等資料分析、服務跟蹤系統進行整合，為服務跟蹤、解決問題提供了便利。

     Spring Cloud Stream：用於構建訊息驅動微服務的框架，該框架在Spring Boot的基礎上，整合了“Spring Integration”來連線訊息代理中介軟體。

     Spring Cloud Bus：連線RabbitMQ、Kafka等訊息代理的叢集訊息匯流排。

關於本書

下載本書的軟體及原始碼

讀者可以到以下的地址下載本書的軟體以及原始碼：http://pan.baidu.com/s/1nvbZSeP，該地址下有一個“Spring Cloud”目錄，下面有一個codes.zip的壓縮包，下載解壓後即可拿到codes目錄。本書所的軟體，基本上都可以在soft目錄下找到。

如果讀者無法從以上的渠道獲取本書的軟體及原始碼，歡迎發郵件與筆者聯絡，郵箱地址：yangenxiong@163.com，也可以直接訪問筆者部落格直接交流：https://my.oschina.net/JavaLaw/blog。

匯入本書的案例

在Eclipse中，選擇匯入已存在的Maven專案，再選擇codes下的具體目錄即可。由於每個案例都會包含多個Maven專案，因此建議以小節為單位匯入，匯入介面請見圖1-7。

圖1-7匯入本章案例

在匯入案例前，請先按照第2章，把開發環境搭建好。

本章小結

本章的1.1小節，對傳統的單體應用、SOA架構做了一個簡單的總結，在此過程中分析我們所遇到的問題。在1.2小節，簡單介紹了微服務與Spring Cloud。接下來，我們正式開始講述本書的知識點。