面试篇之微服务（二）

目录

服务容灾

21.什么是服务雪崩？

22.什么是服务熔断？什么是服务降级？

什么是服务熔断？

什么是服务降级？

有哪些熔断降级方案实现？

23.Hystrix怎么实现服务容错？

24.Sentinel怎么实现限流的？

Sentinel采用的什么限流算法？

Sentinel怎么实现集群限流？

服务网关

25.什么是API网关？

26.SpringCloud可以选择哪些API网关？

27.Spring Cloud Gateway核心概念？ 

链路追踪

28.为什么要用微服务链路追踪？

29.SpringCloud可以选择哪些微服务链路追踪方案？

分布式事务

30.Seata支持哪些模式的分布式事务？

31.了解Seata的实现原理吗？

Seata的事务执行流程是什么样的？

全局事务ID和分支事务ID是怎么传递的？

Seata的事务回滚是怎么实现的？

服务监控

32.你们的服务怎么做监控和告警？

33.你们的服务怎么做日志收集？

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服务容灾

21.什么是服务雪崩？

在微服务中，假如一个或者多个服务出现故障，如果这时候，依赖的服务还在不断发起请求，或者重试，那么这些请求的压力会不断在下游堆积，导致下游服务的负载急剧增加。不断累计之下，可能会导致故障的进一步加剧，可能会导致级联式的失败，甚至导致整个系统崩溃，这就叫服务雪崩。

一般，为了防止服务雪崩，可以采用这些措施：

1. 服务高可用部署：确保各个服务都具备高可用性，通过冗余部署、故障转移等方式来减少单点故障的影响。

2. 限流和熔断：对服务之间的请求进行限流和熔断，以防止过多的请求涌入导致后端服务不可用。

3. 缓存和降级：合理使用缓存来减轻后端服务的负载压力，并在必要时进行服务降级，保证核心功能的可用性。

22.什么是服务熔断？什么是服务降级？

什么是服务熔断？

服务熔断是微服务架构中的容错机制，用于保护系统免受服务故障或异常的影响。当某个服务出现故障或异常时，服务熔断可以快速隔离该服务，确保系统稳定可用。

它通过监控服务的调用情况，当错误率或响应时间超过阈值时，触发熔断机制，后续请求将返回默认值或错误信息，避免资源浪费和系统崩溃。

服务熔断还支持自动恢复，重新尝试对故障服务的请求，确保服务恢复正常后继续使用。

什么是服务降级？

服务降级是也是一种微服务架构中的容错机制，用于在系统资源紧张或服务故障时保证核心功能的可用性。

当系统出现异常情况时，服务降级会主动屏蔽一些非核心或可选的功能，而只提供最基本的功能，以确保系统的稳定运行。通过减少对资源的依赖，服务降级可以保证系统的可用性和性能。

它可以根据业务需求和系统状况来制定策略，例如替换耗时操作、返回默认响应、返回静态错误页面等。

有哪些熔断降级方案实现？

目前常见的服务熔断降级实现方案有这么几种：

23.Hystrix怎么实现服务容错？

尽管已经不再更新，但是Hystrix是非常经典的服务容错开源库，它提供了多种机制来保护系统：

1. 服务熔断（Circuit Breaker）：Hystrix通过设置阈值来监控服务的错误率或响应时间。当错误率或响应时间超过预设的阈值时，熔断器将会打开，后续的请求将不再发送到实际的服务提供方，而是返回预设的默认值或错误信息。这样可以快速隔离故障服务，防止故障扩散，提高系统的稳定性和可用性。

2. 服务降级（Fallback）：当服务熔断打开时，Hystrix可以提供一个备用的降级方法或返回默认值，以保证系统继续正常运行。开发者可以定义降级逻辑，例如返回缓存数据、执行简化的逻辑或调用其他可靠的服务，以提供有限但可用的功能。

import com.netflix.hystrix.contrib.javanica.annotation.HystrixCommand;/**
* 服务降级示例
**/
@Service
public class MyService {@HystrixCommand(fallbackMethod = "fallbackMethod")public String myServiceMethod() {// 实际的服务调用逻辑// ...}public String fallbackMethod() {// 降级方法的逻辑，当服务调用失败时会执行此方法// 可以返回默认值或执行其他备用逻辑// ...}
}

1. 请求缓存（Request Caching）：Hystrix可以缓存对同一请求的响应结果，当下次请求相同的数据时，直接从缓存中获取，避免重复的网络请求，提高系统的性能和响应速度。

2. 请求合并（Request Collapsing）：Hystrix可以将多个并发的请求合并为一个批量请求，减少网络开销和资源占用。这对于一些高并发的场景可以有效地减少请求次数，提高系统的性能。

3. 实时监控和度量（Real-time Monitoring and Metrics）：Hystrix提供了实时监控和度量功能，可以对服务的执行情况进行监控和统计，包括错误率、响应时间、并发量等指标。通过监控数据，可以及时发现和解决服务故障或性能问题。

4. 线程池隔离（Thread Pool Isolation）：Hystrix将每个依赖服务的请求都放在独立的线程池中执行，避免因某个服务的故障导致整个系统的线程资源耗尽。通过线程池隔离，可以提高系统的稳定性和可用性。

24.Sentinel怎么实现限流的？

Sentinel通过动态管理限流规则，根据定义的规则对请求进行限流控制。具体实现步骤如下：

1. 定义资源：在Sentinel中，资源可以是URL、方法等，用于标识需要进行限流的请求。

// 原本的业务方法.
@SentinelResource(blockHandler = "blockHandlerForGetUser")
public User getUserById(String id) {throw new RuntimeException("getUserById command failed");
}// blockHandler 函数，原方法调用被限流/降级/系统保护的时候调用
public User blockHandlerForGetUser(String id, BlockException ex) {return new User("admin");
}

1. 配置限流规则：在Sentinel的配置文件中定义资源的限流规则。规则可以包括资源名称、限流阈值、限流模式（令牌桶或漏桶）等。

private static void initFlowQpsRule() {List<FlowRule> rules = new ArrayList<>();FlowRule rule1 = new FlowRule();rule1.setResource(resource);// Set max qps to 20rule1.setCount(20);rule1.setGrade(RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);rule1.setLimitApp("default");rules.add(rule1);FlowRuleManager.loadRules(rules);
}

1. 监控流量：Sentinel会监控每个资源的流量情况，包括请求的QPS（每秒请求数）、线程数、响应时间等。

1. 限流控制：当请求到达时，Sentinel会根据资源的限流规则判断是否需要进行限流控制。如果请求超过了限流阈值，则可以进行限制、拒绝或进行其他降级处理。

Sentinel采用的什么限流算法？

Sentinel使用滑动窗口限流算法来实现限流。

滑动窗口限流算法是一种基于时间窗口的限流算法。它将一段时间划分为多个时间窗口，并在每个时间窗口内统计请求的数量。通过动态地调整时间窗口的大小和滑动步长，可以更精确地控制请求的通过速率。

Sentinel怎么实现集群限流？

Sentinel利用了Token Server和Token Client的机制来实现集群限流。

开启集群限流后，Client向Token Server发送请求，Token Server根据配置的规则决定是否限流。T

服务网关

25.什么是API网关？

API网关（API Gateway）是一种中间层服务器，用于集中管理、保护和路由对后端服务的访问。它充当了客户端与后端服务之间的入口点，提供了一组统一的接口来管理和控制API的访问。

API网关的主要功能包括：

1. 路由转发：API网关根据请求的URL路径或其他标识，将请求路由到相应的后端服务。通过配置路由规则，可以灵活地将请求分发给不同的后端服务。

2. 负载均衡：API网关可以在后端服务之间实现负载均衡，将请求平均分发到多个实例上，提高系统的吞吐量和可扩展性。

3. 安全认证与授权：API网关可以集中处理身份验证和授权，确保只有经过身份验证的客户端才能访问后端服务。它可以与身份提供者（如OAuth、OpenID Connect）集成，进行用户认证和授权操作。

4. 缓存：API网关可以缓存后端服务的响应，减少对后端服务的请求次数，提高系统性能和响应速度。

5. 监控与日志：API网关可以收集和记录请求的指标和日志，提供实时监控和分析，帮助开发人员和运维人员进行故障排查和性能优化。

6. 数据转换与协议转换：API网关可以在客户端和后端服务之间进行数据格式转换和协议转换，如将请求从HTTP转换为WebSocket，或将请求的参数进行格式转换，以满足后端服务的需求。

7. API版本管理：API网关可以管理不同版本的API，允许同时存在多个API版本，并通过路由规则将请求正确地路由到相应的API版本上。

……

通过使用API网关，可以简化前端与后端服务的交互，提供统一的接口和安全性保障，同时也方便了服务治理和监控。它是构建微服务架构和实现API管理的重要组件之一。

26.SpringCloud可以选择哪些API网关？

使用SpringCloud开发，可以采用以下的API网关选型：

1. Netflix Zuul（已停止更新）：Netflix Zuul是Spring Cloud早期版本中提供的默认API网关。它基于Servlet技术栈，可以进行路由、过滤、负载均衡等功能。然而，自2020年12月起，Netflix宣布停止对Zuul 1的维护，转而支持新的API网关项目。

2. Spring Cloud Gateway：Spring Cloud Gateway是Spring Cloud官方推荐的API网关，取代了Netflix Zuul。它基于非阻塞的WebFlux框架，充分利用了响应式编程的优势，并提供了路由、过滤、断路器、限流等特性。Spring Cloud Gateway还支持与Spring Cloud的其他组件集成，如服务发现、负载均衡等。

3. Kong：Kong是一个独立的、云原生的API网关和服务管理平台，可以与Spring Cloud集成。Kong基于Nginx，提供了强大的路由、认证、授权、监控和扩展能力。它支持多种插件和扩展，可满足不同的API管理需求。

4. APISIX：APISIX基于Nginx和Lua开发，它具有强大的路由、流量控制、插件扩展等功能。APISIX支持灵活的配置方式，可以根据需求进行动态路由、负载均衡和限流等操作

27.Spring Cloud Gateway核心概念？ 

 

在Spring Cloud Gateway里，有三个关键组件：

• Route（路由）：路由是Spring Cloud Gateway的基本构建块，它定义了请求的匹配规则和转发目标。通过配置路由，可以将请求映射到后端的服务实例或URL上。路由规则可以根据请求的路径、方法、请求头等条件进行匹配，并指定转发的目标URI。

• Predicate（断言）：断言用于匹配请求的条件，如果请求满足断言的条件，则会应用所配置的过滤器。Spring Cloud Gateway提供了多种内置的断言，如Path（路径匹配）、Method（请求方法匹配）、Header（请求头匹配）等，同时也支持自定义断言。

• Filter（过滤器）：过滤器用于对请求进行处理和转换，可以修改请求、响应以及执行其他自定义逻辑。Spring Cloud Gateway提供了多个内置的过滤器，如请求转发、请求重试、请求限流等。同时也支持自定义过滤器，可以根据需求编写自己的过滤器逻辑。

我们再来看下Spring Cloud Gateway的具体工作流程：

 

又有两个比较重要的概念：

• Gateway Handler（网关处理器）：网关处理器是Spring Cloud Gateway的核心组件，负责将请求转发到匹配的路由上。它根据路由配置和断言条件进行路由匹配，选择合适的路由进行请求转发。网关处理器还会依次应用配置的过滤器链，对请求进行处理和转换。

• Gateway Filter Chain（网关过滤器链）：网关过滤器链由一系列过滤器组成，按照配置的顺序依次执行。每个过滤器可以在请求前、请求后或请求发生错误时进行处理。过滤器链的执行过程可以修改请求、响应以及执行其他自定义逻辑。

链路追踪

28.为什么要用微服务链路追踪？

在微服务中，有的山下游可能有十几个服务，如果某一环出了问题，排查起来非常困难，所以，就需要进行链路追踪，来帮助排查问题。

 

通过链路追踪，可以可视化地追踪请求从一个微服务到另一个微服务的调用情况。除了排查问题，链路追踪黑还可以帮助优化性能，可视化依赖关系、服务监控和告警。

29.SpringCloud可以选择哪些微服务链路追踪方案？

Spring Cloud提供了多种选择的微服务链路追踪方案。以下是一些常用的方案：

1. Zipkin：Zipkin 是一个开源的分布式实时追踪系统，由 Twitter 开发并贡献给开源社区。Spring Cloud Sleuth 提供了与 Zipkin 的集成，可以通过在微服务中添加相应的依赖和配置，将追踪信息发送到 Zipkin 服务器，并通过 Zipkin UI 进行可视化展示和查询。

1. Jaeger：Jaeger 是 Uber 开源的分布式追踪系统，也被纳入了 CNCF（云原生计算基金会）的维护。通过使用 Spring Cloud Sleuth 和 Jaeger 客户端库，可以将追踪信息发送到 Jaeger 并进行可视化展示和查询。

2. SkyWalking：Apache SkyWalking 是一款开源的应用性能监控与分析系统，提供了对 Java、.NET 和 Node.js 等语言的支持。它可以与 Spring Cloud Sleuth 集成，将追踪数据发送到 SkyWalking 服务器进行可视化展示和分析

1. Pinpoint：Pinpoint 是 Naver 开源的分布式应用性能监控系统，支持 Java 和 .NET。它提供了与 Spring Cloud Sleuth 的集成，可以将追踪数据发送到 Pinpoint 服务器，并通过其 UI 进行分析和监控。这些方案都可以与 Spring Cloud Sleuth 进行集成，Spring Cloud Sleuth 是 Spring Cloud 中的一个组件，提供了在微服务调用时生成追踪信息的能力。

这些方案都可以与 Spring Cloud Sleuth 进行集成，Spring Cloud Sleuth 是 Spring Cloud 中的一个组件，提供了在微服务调用时生成追踪信息的能力。 

分布式事务

分布式事务可以查看前面的分布式基础篇。

30.Seata支持哪些模式的分布式事务？

Seata以下几种模式的分布式事务：

1. AT（Atomikos）模式：AT模式是Seata默认支持的模式，也是最常用的模式之一。在AT模式下，Seata通过在业务代码中嵌入事务上下文，实现对分布式事务的管理。Seata会拦截并解析业务代码中的SQL语句，通过对数据库连接进行拦截和代理，实现事务的管理和协调。

1. TCC（Try-Confirm-Cancel）模式：TCC模式是一种基于补偿机制的分布式事务模式。在TCC模式中，业务逻辑需要实现Try、Confirm和Cancel三个阶段的操作。Seata通过调用业务代码中的Try、Confirm和Cancel方法，并在每个阶段记录相关的操作日志，来实现分布式事务的一致性。

1. SAGA模式：SAGA模式是一种基于事件驱动的分布式事务模式。在SAGA模式中，每个服务都可以发布和订阅事件，通过事件的传递和处理来实现分布式事务的一致性。Seata提供了与SAGA模式兼容的Saga框架，用于管理和协调分布式事务的各个阶段。

31.了解Seata的实现原理吗？

Seata的实现原理主要包括三个核心组件：事务协调器（Transaction Coordinator）、事务管理器（Transaction Manager）和资源管理器（Resource Manager）。

• 事务协调器（Transaction Coordinator）：事务协调器负责协调和管理分布式事务的整个过程。它接收事务的开始和结束请求，并根据事务的状态进行协调和处理。事务协调器还负责记录和管理事务的全局事务 ID（Global Transaction ID）和分支事务 ID（Branch Transaction ID）。

• 事务管理器（Transaction Manager）：事务管理器负责全局事务的管理和控制。它协调各个分支事务的提交或回滚，并保证分布式事务的一致性和隔离性。事务管理器还负责与事务协调器进行通信，并将事务的状态变更进行持久化。

• 资源管理器（Resource Manager）：资源管理器负责管理和控制各个参与者（Participant）的事务操作。它与事务管理器进行通信，并根据事务管理器的指令执行相应的事务操作，包括提交和回滚。

 

Seata的实现原理基于两阶段提交（Two-Phase Commit）协议，具体的机制如下：

1. 一阶段：在事务提交的过程中，首先进行预提交阶段。事务协调器向各个资源管理器发送预提交请求，资源管理器执行相应的事务操作并返回执行结果。在此阶段，业务数据和回滚日志记录在同一个本地事务中提交，并释放本地锁和连接资源。

2. 二阶段：在预提交阶段成功后，进入真正的提交阶段。此阶段主要包括提交异步化和回滚反向补偿两个步骤：

   • 提交异步化：事务协调器发出真正的提交请求，各个资源管理器执行最终的提交操作。这个阶段的操作是非常快速的，以确保事务的提交效率。

   • 回滚反向补偿：如果在预提交阶段中有任何一个资源管理器返回失败结果，事务协调器发出回滚请求，各个资源管理器执行回滚操作，利用一阶段的回滚日志进行反向补偿。

Seata的事务执行流程是什么样的？

Seata事务的执行流程可以简要概括为以下几个步骤：

1. 事务发起方（Transaction Starter）发起全局事务：事务发起方是指发起分布式事务的应用程序或服务。它向Seata的事务协调器发送全局事务的开始请求，生成全局事务ID（Global Transaction ID）。

2. 事务协调器创建全局事务记录：事务协调器接收到全局事务的开始请求后，会为该事务创建相应的全局事务记录，并生成分支事务ID（Branch Transaction ID）。

3. 分支事务注册：事务发起方将全局事务ID和分支事务ID发送给各个参与者（Participant），即资源管理器。参与者将分支事务ID注册到本地事务管理器，并将事务的执行结果反馈给事务协调器。

4. 执行业务逻辑：在分布式事务的上下文中，各个参与者执行各自的本地事务，即执行业务逻辑和数据库操作。

5. 预提交阶段：事务发起方向事务协调器发送预提交请求，事务协调器将预提交请求发送给各个参与者。

6. 执行本地事务确认：参与者接收到预提交请求后，执行本地事务的确认操作，并将本地事务的执行结果反馈给事务协调器。

7. 全局事务提交或回滚：事务协调器根据参与者反馈的结果进行判断，如果所有参与者的本地事务都执行成功，事务协调器发送真正的提交请求给参与者，参与者执行最终的提交操作；如果有任何一个参与者的本地事务执行失败，事务协调器发送回滚请求给参与者，参与者执行回滚操作。

8. 完成全局事务：事务协调器接收到参与者的提交或回滚结果后，根据结果更新全局事务的状态，并通知事务发起方全局事务的最终结果。

全局事务ID和分支事务ID是怎么传递的？

全局事务ID和分支事务ID在分布式事务中通过上下文传递的方式进行传递。常见的传递方式包括参数传递、线程上下文传递和消息中间件传递。具体的传递方式可以根据业务场景和技术选型进行选择和调整。

Seata的事务回滚是怎么实现的？

Seata的事务回滚是通过回滚日志实现的。每个参与者在执行本地事务期间生成回滚日志，记录了对数据的修改操作。

当需要回滚事务时，事务协调器向参与者发送回滚请求，参与者根据回滚日志中的信息执行撤销操作，将数据恢复到事务开始前的状态。

回滚日志的管理和存储是Seata的核心机制，可以选择将日志存储在不同的介质中。通过回滚日志的持久化和恢复，Seata确保了事务的一致性和恢复性。

服务监控

32.你们的服务怎么做监控和告警？

我们使用Prometheus和Grafana来实现整个微服务集群的监控和告警：

1. Prometheus：Prometheus 是一个开源的监控系统，具有灵活的数据模型和强大的查询语言，能够收集和存储时间序列数据。它可以通过HTTP协议定期拉取微服务的指标数据，并提供可扩展的存储和查询功能。

2. Grafana：Grafana 是一个开源的可视化仪表板工具，可以与 Prometheus 结合使用，创建实时和历史数据的仪表板。Grafana 提供了丰富的图表和可视化选项，可以帮助用户更好地理解和分析微服务的性能和状态。

33.你们的服务怎么做日志收集？

日志收集有很多种方案，我们用的是ELK：

• Elasticsearch：Elasticsearch是一个分布式搜索和分析引擎，用于存储和索引大量的日志数据。它提供了快速的搜索和聚合功能，可以高效地处理大规模的日志数据。

• Logstash：Logstash是一个用于收集、过滤和转发日志数据的工具。它可以从各种来源（如文件、网络、消息队列等）收集日志数据，并对数据进行处理和转换，然后将其发送到Elasticsearch进行存储和索引。

• Kibana：Kibana是一个用于日志数据可视化和分析的工具。它提供了丰富的图表、仪表盘和搜索功能，可以帮助用户实时监控和分析日志数据，发现潜在的问题和趋势。

简单说，这三者里Elasticsearch提供数据存储和检索能力，Logstash负责将日志收集到ES，Kibana负责日志数据的可视化分析。

使用ELK进行微服务日志收集的一般流程如下：

1. 在每个微服务中配置日志输出：将微服务的日志输出到标准输出（stdout）或日志文件。

2. 使用Logstash收集日志：配置Logstash收集器，通过配置输入插件（如文件输入、网络输入等）监听微服务的日志输出，并进行过滤和处理。

3. 将日志数据发送到Elasticsearch：配置Logstash的输出插件，将经过处理的日志数据发送到Elasticsearch进行存储和索引。

4. 使用Kibana进行可视化和分析：通过Kibana连接到Elasticsearch，创建仪表盘、图表和搜索查询，实时监控和分析微服务的日志数据。

除了应用最广泛的ELK，还有一些其它的方案比如Fluentd、Graylog、Loki、Filebeat，一些云厂商也提供了付费方案，比如阿里云的sls。