一次性讲明白Spring Cloud核心组件

这几天可真是热啊，泡个海澡是再好不过了。玩的正起劲，突然脚底绊上一股暗流，然后我就一直在水里旋转旋转旋转。终于眼前一黑，爱的魔力转圈圈，我穿越了......

邻国相望，鸡犬之声相闻，民至老死不相往来。这个世界被小诸侯给切的七零八落，一锅乱麻。

而现实是，我的国家因为常年打仗，剩下的女人很多，需要打通远嫁他方的通道;而 A 国盛产长得和猪一样大的耗子，卖的很好。它们可以做成皮大氅，用来取暖。所以交流是在所难免的。

现实是这样的：

• A 国不知道 B 国身处何方，经常有牧民捧着藏宝图一样的破布，葬身在崎岖的山路上。
• B 国听不懂 C 国含糊不清的吐词，感觉他们在求救，等跑近一看，却发现其实是在骂娘。
• C 国生产的南瓜就知道卖给 D 国，剩下的都烂在了地里，E 国都开始吃树皮了。
• F 国倒是远近闻名，但四面八方蜂拥而至的难民，让他们非常苦恼。其中，G 国的难民，最是恶劣。

曾有其他大陆板块的使者，5 年不得要领。见神粥大地现状，作诗一首：《真 TM 乱》。

作为一个穿越者，一个怜悯众生的剩人。我要留给这个世界一张蓝图，好让后人记住我的名字。同时，我也想起了，我为什么有这种这种强大的自信。

“回忆”的片段将我带回到 21 世纪。

我要聊点技术了：单体应用

我们刚开始的服务，其实并没有那么复杂。我只有一台配置非常低的机器，我的应用，我的代码，我的聪明才智，全部在这一个小小的工程里面。

由于我是搞 IT 的，所以我的项目名字就叫 jisuanji。有人说我用中文拼音做项目名，太那个。

我不听，我就是这么命名。我还把公共模块叫 gg，密码字段叫 mm，谁管得着呢。

对，看下面的图，就是这么简单。项目能活到用 Nginx 来做负载均衡这一步，就算是小成功了。

这个时候，所有的代码就是一个整体，用户访问什么，我直接给就是。

我拆成了两个服务

可能是我和我一样二的人有点多，我的项目访问量越来越大，这也许就叫臭味相投吧。

我自己的开发速度，已经追不上头脑里的 Idea，是时候招个人对服务进行拆分了。

不能拆的太过火，所以刚开始，我把 jisuanji 拆成了两个服务。其中的服务 B，仅仅部署了一个节点，因为它的压力还不是太大。

即使这样，我不得不买上 3 台服务器来部署服务节点，真是肉痛。我这么抠门的人，数据库当然也是共用的。虽然有时候机器压力有点大，但暂时还死不了人。

这个时候我就面临了一个选择问题：服务 A 要怎么访问服务 B 呢?

由于我搞过一段时间的 Web Service，首先就想到了它。但这玩意太重了，我还不如通过 HTTP 访问来的舒爽。

通过 HTTP Client，或者 Ok Http，我的服务 A，现在可以直接模拟 HTTP 请求访问服务 B 了。

当团队里有第二个人，就开始吐槽我的项目了。 以下是他罗列的，我的项目的罪状：

• 复杂度太高，代码严重耦合。
• 技术债务多，拍脑袋需求一箩筐。
• 代码不规范，一坨屎。
• 技术创新难，一个类几千行…

至于么?从一个服务拆成两个，就这么吐槽我。不过为了以后能拆出成百上千个服务，这口气我暂时忍了，毕竟我这人还是比较虚心的。

乱成一锅粥了

等过去半年一看，好家伙，服务给我拆了了几十个。当我的同伴把系统结构图拿给我看，我直接懵逼了。

我挑了 9 个能看的服务，画了张图：

首先进行了业务拆分。比如支付业务，订单业务，用户中心，商品中心等，都组建了独立的团队。每个业务又进行了细分，拆分成不同的服务。

在这之间，进行了下面的改动：

• 有小伙伴写了个通用的 HTTP Client 调用组件，自己的负载均衡策略。
• 有另外一个小伙伴，习惯 Protobuf，所以选了 gRPC。
• 事实证明 SOA 还是有市场的，这不，就有几个服务的交互引入了 Web Service。
• 有人想要用 RMI，被我及时发现、否决，腹死胎中了。
• 每次建个新服务，都需要更新一下 Excel，然后将这个 Excel 周知出去。

现在的整个系统，简直是个四不像。什么通信方式都有，什么交互格式都不缺。

拿最要命的 D 服务来说，光通讯模块，就引入了 20 几个 Jar 包。如果应用扩展到上千个…My God…

更要命的是，这么多服务，每次上线一个模块都胆战心惊，因为他不知道到底会有什么连锁反应。

是时候叫出超级飞侠了。哦不，叫出微服务了。

微服务来袭

目前，最火的微服务框架，就是 Spring Cloud 了。虽然 Netflix 公司对某些组件的维护经常爽约，但有些核心组件还是非常经典的。

注册中心：Eureka

服务 A，怎么找到服务 B，有很多种方式。比如你生活在一个小镇上，你问 xjjdog 是谁，老王可能认识他，但小李可能并不知晓;但小李认识老王，所以通过他最终也能找到 xjjdog，只不过麻烦一些。

你可以随便拉小镇上的一个人，来问 xjjdog 是谁。你还会变戏法一样拿出一个小本本，把你认识的人，都告诉他们。当你脑残式的问了一个遍，到最后所有人都知道 xjjdog 了。

上面说的就是 Gossip 协议。最终，你们都能够知道彼此，因为都是大嘴巴。

比如小郑生了个孩子，过不了多少时间，全镇子的人都把这个孩子记录在本子上了。用这种方式，服务都能够知道彼此，完成通信。

可惜这并不美好，从小镇的东头跑到西头，需要很长时间。在这个时间里，小郑刚生的孩子可能因为先天疾病夭折了。我们需要一种信息集中度和实效性更高的方式。

这就需要一个中心，那里的信息就是权威。 在 Spring Cloud 体系中，最常用的注册中心就是 Eureka。

任何服务启动以后，都会把自己注册到 Eureka 的注册表中;当服务死亡的时候，也会通知 Eureka。

这样，当服务 A 想要找服务 B 的时候，只需要问一下 Eureka Server 就可以了，它什么都知道。

为了达到这个目的，还是要有一部分工作量的。且看下图。这个注册动作，是由一个叫做 Eureka Client 的组件来完成的。

服务启动和关闭的时候，会通过这个组件推销自己;而当服务 A 想要调用服务 B 的时候，直接问 Eureka Server 就可以了。服务 A 拿到结果后，会把结果缓存在本地的注册表里。

你可以认为是一个拷贝。所以 Eureka Server 死掉后，并不影响服务 A 找到服务 B。

负载均衡组件：Ribbon

现在问题来了。服务 A 拿到服务 B 的实例列表以后，发现有两台。

10.0.0.12 
10.0.0.16 

接下来麻烦了，该调哪台机器呢?这就是 Spring Cloud 中组件 Ribbon 的作用。

其实 Round Robin 是一个通用的计算机术语。它是最常用的负载均衡策略，请求会均匀的分配给后面的每台服务器。

Ribbon 工作时，会做下面四件事：

• 优先选择在一个 Zone 且负载较少的 Eureka Server，进行连接。
• 定期从 Eureka 更新、过滤服务和实例列表。
• 根据负载均衡策略，从注册表中选择一个真正的实例地址。
• 通过 Rest Client 对服务发起调用。

可以看到，Ribbon 背后，还是采用的 HTTP 协议进行交互。看以下代码，就可以直接实现对远端服务的调用：

@Bean 
@LoadBalanced 
RestTemplate restTemplate(){ 
    return new RestTemplate(); 
} 
... 
 
 @Autowired 
RestTemplate restTemplate; 
public String test() { 
    return restTemplate.getForObject("http://test-service/test", String.class); 
} 

Ribbon 的 Filter 会查找 Test-Service，并替换成相应的实例地址。

Ribbon 不仅仅提供了轮询的策略，还有其他的，比如：

• 随机 Random
• 根据响应时间加权
• 自定义

拿轮询来说，最终的选择逻辑就在 RoundRobinRule 类中：

private int incrementAndGetModulo(int modulo) { 
        for (;;) { 
            int current = nextServerCyclicCounter.get(); 
            int next = (current + 1) % modulo; 
            if (nextServerCyclicCounter.compareAndSet(current, next)) 
                return next; 
        } 
} 

为简化代码而生：Feign

可以看到，Ribbon 需要自己构建 HTTP 请求，模拟 HTTP 请求然后使用 RestTemplate 发送给其他服务，步骤相当繁琐。而且返回类型不安全，也表达不出什么语义。

其实，通过 Ribbon 方式，已经能够完成微服务之间的调用了。但 Spring Cloud 的开发语言是 Java，肯定要进行更加高级的封装，才能体现它的逼格。

Feign 得益于 Java 的动态代理机制，最终封装出一套简洁的接口调用方式，将需要调用的其他服务的方法定义成抽象方法即可，不需要自己构建 HTTP 请求。

首先，Feign 会根据 @FerignClient 注解，通过动态代理，创建一个动态代理类。

接下来，你只要通过调用接口的方式，就可以构造上面提到的 Ribbon 调用参数，这个过程会自动填充。最后，通过构造的 Ribbon 请求，发起真正的调用，并通过反射组装返回值。

所以，Feign 只是一层皮，最终还是要通过 Ribbon 进行调用。在我看来，把 Ribbon 和 Feign 合成一个组件，也是合理的。

它们有一个比较通用的名词，就叫做 RPC(远程调用)。

异常的保护伞：断路器 Hystrix

下面以一个支付请求为例，说一下不是风平浪静的情况下，服务会有什么反应。

每一个真正的支付请求，都会调用其他四个服务。首先，使用鉴权服务，获取用户的支付权限;然后，风控服务会做一些规则验证。

为了更好的推销产品，会调用营销业务，获取一些推荐信息;最后，调用聚合支付服务，进行真正的支付。

其中，营销业务其实是可有可无的。让用户首先把钱花出去，是我们的首要任务。

考虑下面一种场景，营销业务由于系统故障或者负载问题，发生了大面积的不可用或者超时。然后，所有的请求都卡在了获取营销信息的代码上。

如图所示，鉴权和风控都已经通过了。因为一个旁路功能：营销业务，导致真正的支付无法进行。这个时候，如果有人调用支付请求，会发现支付请求也出错了。

因为它们最终都卡在了营销这一段小代码上：

所以，对于营销业务这种不是链路上必备的服务提供者，要有一个手段，让它在发生问题的时候，隔离它一段时间。

负责这个功能的组件，就叫做 Hystrix。以我们编程的思维来说，这就是个 if 条件：

if(服务发生问题){ 
    return "暂时不要处理"; 
} 

但我们不能这么编码在业务代码里。所以 Hystrix 对每个服务开了一个线程池，并有比较复杂的规则，来控制这些出问题的服务的行为。

比如，在2分钟内，直接返回营销业务的默认结果，而不是一直卡在那里。

这个过程，就叫熔断。就像电源一样，出了问题，先切断保险丝，别把电器给烧了。

此网关非彼网关：Zuul

API 网关是一个反向的路由，它屏蔽了内部的细节，为调用者提供了统一的入口。

网关，其实是一堆过滤器的几何，可以实现一系列和业务无关的横切面功能。

熟悉 Spring 的都知道 AOP，路由的一个功能，就是针对于分布式服务的一个 AOP。

还是先说下网关的职责吧。简单罗列几个：

• 安全认证。 提供统一的认证方式和鉴权功能，避免重复开发。
• 熔断，限流。 针对问题服务，进行熔断操作;对流量进行预估，限制访问。
• 日志监控。 统一流量入口，进行流量分析和监控。
• 屏蔽内部细节 ，对外提供一致的接口。
• 实现灰度。 使用自定义策略实现分流，达到测试的目的。

网关的位置，大体就如下图：

可以看到，我们平常用的 Nginx，就可以当作网关。但对于微服务来说，Nginx 的配置实在是太麻烦了。

不是说 Nginx 功能不够强大，而是因为它们不是一个体系的，就存在整合成本(比如 Kong)。

Zuul 就不一样了，它和 Spring Cloud 的其他组件，是一家子的。一家子的，当然会特殊照顾。

Zuul 本身就是一个 Servlet，外部请求经过一系列 Filter 后，会达到真正的服务。上面说的熔断器，就是高度集成的。

一张聚合图

有了上面关键组件，事情就明了的多了。我们把它放在一张图中，就是下面的样子：

我们将其简化一下，就可以得到一张更简洁的图。可以看到，只需要 3 个关键点：

• 服务注册中心 ，统一管理所有服务的信息，默认组件是 Eureka。
• RPC， 网络通信组件，服务 A 怎么调用服务 B。在 Spring Cloud 中，就是 Ribbon+Feign。
• 网关， 拆分的服务怎么暴露接口，最终见人的样子。默认组件是 Zuul。

一点道理

处理杂乱无章的事情，最有效的途径，就是集权和中心化。集权和中心化的核心就是授权或者认同，否则注定失败。

授权是对上，各位当权者应该同意我的做法，所以我需要用极其易懂的语言，去说服他们接受这个体系;认同，是对下，最好是从人民的抱怨声中，出具的改善措施，所以要权威专业。

和微服务一样，需要给一些陈旧的概念，强行赋予看起来比较自然的新意义。比如我把统一语言，叫做文化融合，就显得高大上一些。

第二个，就是把职责拆的足够细。够细才能够精，每个位置上的人才能各司其职。

还有一点，整个过程，要能够系统化，能够进行推演。如果一件事有着不可预料的后果，那是冒险家干的事情。

一些途径

为了对世界进行初步的了解，我成立了资源统计部，对山川河流进行了初步的勘查，绘制出有章可循的地图。对社会的现状和错综复杂的关系进行了摸底。

我把这些信息出版成图书，遭到藏宝图收藏者们的嫉妒和憎恶。他们躲藏在不为人知的角落，龌龊行事。

我还选了一个自己觉得好听的方言，统一了每个诸侯国的语言。在推行的过程中，多次受到土著们强烈的反对，拒不改正。被我强行斩首了几个之后，以后的推行，就快的多了。

对于所有的重要商品，进行了集中管控。这个世界贵重的不是黄金，而是食物，所以我还修建了四通八达的道路和无孔不入的交易中心。

从此之后，很少饿死过人。由于这部分是在我的控制范围内，所以进行的很顺畅。

G 国的民风比较彪悍，经常发生暴力事件。这也难免，从刚开始，这个国家就难以驯化。好在缺了他们，这个系统也能循环的下去。

前不久 G 国又发生了重大的事件，所有其他国家联合抵制，禁止 G 国国民入境。但时间是化解伤痛的良药，我估计这样的限制不会持续很久。

但糟粕还是有的。有人的地方，就有江湖，就有压迫。但这样的糟粕我是不想让其他人看到的。

来访的使者，应该只能够看到歌舞升平、安居乐业，这注定了不能让他们和底层接触，否则就发现金玉其外败絮其中的现状了。

他们和外交官打的不亦乐乎，我很欣慰。

结语

我清楚的知道，为了建立一个和谐自然的系统，曾经花费了多大的代价。这其中的组成部分，并不能总是完美无缺的运行。

而且，在这个看似平和的整体上，就滋生了其他无数令人头痛的问题 ，不过这是另外一个话题了。

就是这样。我所做的一切，我所有的期望，只不过是为了：当新的机会在我身后，我能够从容的、华丽的转身。

这就是我为了有一天能够穿越，所做的准备。