Spring Cloud的主要组件

Spring Cloud是目前微服务架构领域的翘楚,无数的书籍博客都在讲解这个技术,实际上,Spring Cloud是一个全家桶式的技术栈,包含了很多组件。本文先从其最核心的几个组件入手,来剖析一下其底层的工作原理。也就是Eureka、Ribbon、Feign、Hystrix、Zuul这几个组件。

业务场景介绍

先来给大家说一个业务场景,假设咱们现在开发一个电商网站,要实现支付订单的功能,流程如下:

  • 创建一个订单,如果用户立刻支付了这个订单,我们需要将订单状态更新为“已支付”

  • 扣减相应的商品库存

  • 通知仓储中心,进行发货

  • 给用户的这次购物增加相应的积分

针对上述流程,我们需要有订单服务、库存服务、仓储服务、积分服务。整个流程的大体思路如下:

用户针对一个订单完成支付之后,就会去找订单服务,更新订单状态
订单服务调用库存服务,完成相应功能
订单服务调用仓储服务,完成相应功能
订单服务调用积分服务,完成相应功能

至此,整个支付订单的业务流程结束
下图这张图,清晰表明了各服务间的调用过程:
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Spring Cloud组件之间如何运作

Eureka组件
咱们来考虑第一个问题:订单服务想要调用库存服务、仓储服务,或者是积分服务,怎么调用?

  • 订单服务压根儿就不知道人家库存服务在哪台机器上啊!他就算想要发起一个请求,都不知道发送给谁,有心无力!

  • 这时候,就轮到Spring Cloud Eureka出场了。Eureka是微服务架构中的注册中心,专门负责服务的注册与发现。

通过这个图来了解Eureka是如何工作的在这里插入图片描述
如上图所示,库存服务、仓储服务、积分服务中都有一个Eureka Client组件,这个组件专门负责将这个服务的信息注册到Eureka Server中。说白了,就是告诉Eureka Server,自己在哪台机器上,监听着哪个端口。而Eureka Server是一个注册中心,里面有一个注册表,保存了各服务所在的机器和端口号。

订单服务里也有一个Eureka Client组件,这个Eureka Client组件会找Eureka Server问一下:库存服务在哪台机器啊?监听着哪个端口啊?仓储服务呢?积分服务呢?然后就可以把这些相关信息从Eureka Server的注册表中拉取到自己本地缓存起来。

这时如果订单服务想要调用库存服务,不就可以找自己本地的Eureka Client问一下库存服务在哪台机器?监听哪个端口吗?收到响应后,紧接着就可以发送一个请求过去,调用库存服务扣减库存的那个接口!同理,如果订单服务要调用仓储服务、积分服务,也是如法炮制。

Feign组件
现在订单服务确实知道库存服务、积分服务、仓库服务在哪里了,同时也监听着哪些端口号了,但是新问题又来了

  • 订单服务要自己写一大堆代码,跟其他服务建立网络连接,然后构造一个复杂的请求,接着发送请求过去,最后对返回的响应结果再写一大堆代码来处理吗?

  • 别急,Feign早已为我们提供好了优雅的解决方案
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    没有底层的建立连接、构造请求、解析响应的代码,直接就是用注解定义一个 FeignClient接口,然后调用那个接口就可以了。人家Feign Client会在底层根据你的注解,跟你指定的服务建立连接、构造请求、发起靕求、获取响应、解析响应,等等。这一系列脏活累活,人家Feign全给你干了。

Feign实现原理解析

  • 首先,如果你对某个接口定义了@FeignClient注解,Feign就会针对这个接口创建一个动态代理

  • 接着你要调用哪个接口,本质就是会调用 Feign创建的动态代理,这是核心中的核心

  • Feign的动态代理会根据你在接口上的@RequestMapping等注解,来动态构造出你要请求的服务的地址

  • 最后针对这个地址,发起请求、解析响应
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Ribbon组件
说完了Feign,还没完。现在新的问题又来了,如果人家库存服务部署在了3台机器上,如下所示:

  • 192.168.170:9090

  • 192.168.171:9090

  • 192.168.172:9090

这下糟糕了,人家Feign怎么知道该请求哪台机器呢?

Ribbon就派上用场了。Ribbon就是专门解决这个问题的。它的作用是负载均衡,会帮你在每次请求时选择一台机器,均匀的把请求分发到各个机器上。

Ribbon的负载均衡默认使用的最经典的Round Robin轮询算法。这是啥?简单来说,就是如果订单服务对库存服务发起10次请求,那就先让你请求第1台机器、然后是第2台机器、第3台机器、第4台机器、第5台机器,接着再来—个循环,第1台机器、第2台机器。。。以此类推。

Hystrix组件
当然这些服务正常的情况下,系统是没有问题的,但是谁也不能保证做的系统就一点问题也没有,所以万一要是哪台机器的服务挂了,怎么办,服务与服务之间都是紧密联系的,会不会产生连锁反应,导致整个系统崩掉。
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如上图,这么多服务互相调用,要是不做任何保护的话,某一个服务挂了,就会引起连锁反应,导致别的服务也挂。比如积分服务挂了,会导致订单服务的线程全部卡在请求积分服务这里,没有一个线程可以工作,瞬间导致订单服务也挂了,别人请求订单服务全部会卡住,无法响应。

但是我们思考一下,就算积分服务挂了,订单服务也可以不用挂啊!为什么?

  • 我们结合业务来看:支付订单的时候,只要把库存扣减了,然后通知仓库发货就OK了

  • 如果积分服务挂了,大不了等他恢复之后,慢慢人肉手工恢复数据!为啥一定要因为一个积分服务挂了,就直接导致订单服务也挂了呢?不可以接受!

  • Hystrix闪亮登场了。Hystrix是隔离、熔断以及降级的一个框架。啥意思呢?说白了,Hystrix会搞很多个小小的线程池,比如订单服务请求库存服务是一个线程池,请求仓储服务是一个线程池,请求积分服务是一个线程池。每个线程池里的线程就仅仅用于请求那个服务。

现在有了Hystrix组件,再次发生积分服务挂了,会怎样?

  • 订单服务调用库存服务、仓储服务的这两个线程池都是正常工作的,所以这两个服务不会受到任何影响。

  • 订单服务调用积分服务,如果积分服务挂了,那么这时系统会直接返回一个固定的字符串或者图片等等,不至于造成卡顿现象,影响客户体验。

Zuul组件

业务场景:假设你后台部署了几百个服务,现在有个前端兄弟,人家请求是直接从浏览器那儿发过来的。人家要请求一下库存服务,你难道还让人家记着这服务的名字叫做inventory-service?部署在5台机器上?就算人家肯记住这一个,你后台可有几百个服务的名称和地址呢?难不成人家请求一个,就得记住一个?

解决办法:Zuul组件,一种微服务网关组件,负责网络路由的,类似于路由器的功能。所以一般微服务架构中都必然会设计一个网关在里面,像android、ios、pc前端、微信小程序、H5等等,不用去关心后端有几百个服务,就知道有一个网关,所有请求都往网关走,网关会根据请求中的一些特征,将请求转发给后端的各个服务。

总结

最后再来总结一下,上述Spring Cloud核心组件,在微服务架构中,分别扮演的角色:

  • Eureka:各个服务启动时,Eureka Client都会将服务注册到Eureka Server,并且Eureka Client还可以反过来从Eureka Server拉取注册表,从而知道其他服务在哪里

  • Ribbon:服务间发起请求的时候,基于Ribbon做负载均衡,从一个服务的多台机器中选择一台

  • Feign:基于Feign的动态代理机制,根据注解和选择的机器,拼接请求URL地址,发起请求

  • Hystrix:发起请求是通过Hystrix的线程池来走的,不同的服务走不同的线程池,实现了不同服务调用的隔离,避免了服务雪崩的问题

  • Zuul:如果前端、移动端要调用后端系统,统一从Zuul网关进入,由Zuul网关转发请求给对应的服务
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