Spring Cloud/Spring Cloud Alibaba核心知识总结

Spring Cloud核心知识总结

springCloud是一个服务治理平台，若干个框架的集合，提供了全套的分布式系统的解决方案。包含：服务注册与发现、配置中心、服务网关、智能路由、负载均衡、断路器、监控跟踪、分布式消息、分布式事务等等。

SpringCloud  正常讲的是Spring Cloud Netflix 生态，2020年正常进入维护阶段。不会添加新的功能，现在基本上构建新的微服务都是用springCloudAlibaba为基准。

截止2022年，最新版springcloud为H版本，所以当我们再说springcloudH版是，即指的就是springcloud

SpringCloudAlibaba是阿里开发的一套微服务架构，目前已经纳入spring中；同Spring Cloud 一样，Spring Cloud Alibaba 也是一套微服务解决方案，包含开发分布式应用微服务的必需组件，方便开发者通过 Spring Cloud 编程模型轻松使用这些组件来开发分布式应用服务。主要是顺带使用阿里的产品。

下面是一张Spring Cloud核心组件关系图：

 springCloudAlibaba架构图如下：

先看看SpringCloud

1、 什么是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。

2、什么是微服务？

          微服务架构是一种架构模式或者说是一种架构风格，它提倡将单一应用程序划分为一组小的服务，每个服务运行在其独立的自己的进程中，服务之间相互协调、互相配合，为用户提供最终价值。服务之间采用轻量级的通信机制互相沟通（通常是基于HTTP的RESTful API）,每个服务都围绕着具体的业务进行构建，并且能够被独立的构建在生产环境、类生产环境等。另外，应避免统一的、集中式的服务管理机制，对具体的一个服务而言，应根据业务上下文，选择合适的语言、工具对其进行构建，可以有一个非常轻量级的集中式管理来协调这些服务，可以使用不同的语言来编写服务，也可以使用不同的数据存储。

通俗地来讲：

         微服务就是一个独立的职责单一的服务应用程序。在 intellij idea 工具里面就是用maven开发的一个个独立的module，具体就是使用springboot 开发的一个小的模块，处理单一专业的业务逻辑，一个模块只做一个事情。

        微服务强调的是服务大小，关注的是某一个点，具体解决某一个问题/落地对应的一个服务应用，可以看做是idea 里面一个 module。   

       单个服务支持横向扩展业务提升单一服务的性能和并发，从而不影响别的服务。

3、微服务之间如何独立通讯的?

同步通信：dubbo通过 RPC 远程过程调用、springcloud通过 REST  接口json调用等。

异步：消息队列，如：RabbitMq、ActiveM、Kafka等消息队列。

RPC基于TCP协议，Rest接口基于Http协议

TCP是传输层协议，定义数据传输和连接方式的规范
HTTP是应用层协议，定义传输数据的内容的规范
HTTP协议基于TCP协议，所以支持HTTP也就一定支持TCP

4、 什么是服务熔断？什么是服务降级？

           熔断机制是应对雪崩效应的一种微服务链路保护机制。当某个微服务不可用或者响应时间太长时，会进行服务降级，进而熔断该节点微服务的调用，快速返回“错误”的响应信息。当检测到该节点微服务调用响应正常后恢复调用链路。在Spring Cloud框架里熔断机制通过Hystrix实现，Hystrix会监控微服务间调用的状况，当失败的调用到一定阈值，缺省是5秒内调用20次，如果失败，就会启动熔断机制。

服务降级，一般是从整体负荷考虑。就是当某个服务熔断之后，服务器将不再被调用，此时客户端可以自己准备一个本地的fallback回调，返回一个缺省值。这样做，虽然水平下降，但好歹可用，比直接挂掉强。

Hystrix相关注解@EnableHystrix：开启熔断 @HystrixCommand(fallbackMethod=”XXX”)，声明一个失败回滚处理函数XXX，当被注解的方法执行超时（默认是1000毫秒），就会执行fallback函数，返回错误提示。

5、 请说说Eureka和zookeeper 的区别？

Zookeeper保证了CP，Eureka保证了AP。

A：高可用 ：这个比较好理解，就是说，只要我对服务器，发送请求，服务器必须对我进行相应，保证服务器一直是可用的。

C：一致性：一致性就是说，我们读写数据必须是一摸一样的。
比如一条数据，分别存在两个服务器中，server1和server2。
我们此时将数据a通过server1修改为数据b。此时如果我们访问server1访问的应该是b。
当我们访问server2的时候，如果返回的还是未修改的a，那么则不符合一致性，如果返回的是b，则符合数据的一致性。

P：分区容错性： 大多数分布式系统都分布在多个子网络。每个子网络就叫做一个区（partition）。分区容错的意思是，区间通信可能失败。比如，一台服务器放在中国，另一台服务器放在美国，这就是两个区，它们之间可能无法通信。

1、当向注册中心查询服务列表时，我们可以容忍注册中心返回的是几分钟以前的信息，但不能容忍直接down掉不可用。也就是说，服务注册功能对高可用性要求比较高，但zk会出现这样一种情况，当master节点因为网络故障与其他节点失去联系时，剩余节点会重新选leader。问题在于，选取leader时间过长，30 ~ 120s，且选取期间zk集群都不可用，这样就会导致选取期间注册服务瘫痪。在云部署的环境下，因网络问题使得zk集群失去master节点是较大概率会发生的事，虽然服务能够恢复，但是漫长的选取时间导致的注册长期不可用是不能容忍的。

2、Eureka保证了可用性，Eureka各个节点是平等的，几个节点挂掉不会影响正常节点的工作，剩余的节点仍然可以提供注册和查询服务。而Eureka的客户端向某个Eureka注册或发现时发生连接失败，则会自动切换到其他节点，只要有一台Eureka还在，就能保证注册服务可用，只是查到的信息可能不是最新的。

3. Nacos是支持CP 也 可以支持AP 可切换

6、SpringBoot和SpringCloud的区别？

SpringBoot专注于快速方便得开发单个个体微服务。

SpringCloud是关注全局的微服务协调整理治理框架，它将SpringBoot开发的一个个单体微服务整合并管理起来，

为各个微服务之间提供，配置管理、服务发现、断路器、路由、微代理、事件总线、全局锁、决策竞选、分布式会话等等集成服务

SpringBoot可以离开SpringCloud独立使用开发项目， 但是SpringCloud离不开SpringBoot ，属于依赖的关系.

SpringBoot专注于快速、方便得开发单个微服务个体，SpringCloud关注全局的服务治理框架。

我的理解是，一个偏开发，一个偏运维。

7、负载平衡的意义什么？

       在计算中，负载平衡可以改善跨计算机，计算机集群，网络链接，中央处理单元或磁盘驱动器等多种计算资源的工作负载分布。负载平衡旨在优化资源使用，最大化吞吐量，最小化响应时间并避免任何单一资源 的过载。使用多个组件进行负载平衡而不是单个组件可能会通过冗余来提高可靠性和可用性。负载平衡通常涉及专用软件或硬件，例如多层交换机或域名系统服务器进程。

8、说说 RPC 的实现原理

        首先需要有处理网络连接通讯的模块，负责连接建立、管理和消息的传输。其次需要有编 解码的模块，因为网络通讯都是传输的字节码，需要将我们使用的对象序列化和反序列化。剩下的就是客户端和服务器端的部分，服务器端暴露要开放的服务接口，客户调用服 务接口的一个代理实现，这个代理实现负责收集数据、编码并传输给服务器然后等待结果返回。  

9、什么是Ribbon？

 ribbon是一个负载均衡客户端，可以很好地控制htt和tcp的一些行为。feign默认集成了ribbon。

10、Spring Cloud 的核心组件有哪些？

• Eureka：服务注册于发现。

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

• Ribbon：实现负载均衡，从一个服务的多台机器中选择一台。

• Hystrix：提供线程池，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：网关管理，由 Zuul 网关转发请求给对应的服务。

11、Spring Cloud如何实现服务的注册? 

服务发布时，指定对应的服务名，将服务注册到 注册中心(Eureka 、Zookeeper)。

springCloudAlibaba使用的是Nacos

12、了解Spring Cloud Config 吗?

在分布式系统中，由于服务数量巨多，为了方便服务配置文件统一管理，实时更新，所以需要分布式配置中心组件。在Spring Cloud中，有分布式配置中心组件Spring Cloud Config，它支持配置服务放在配置服务的内存中（即本地），也支持放在远程Git仓库中。

在Spring Cloud Config 组件中，分两个角色，一是config server，二是config client。

使用方式：

• 添加pom依赖

• 配置文件添加相关配置

• 启动类添加注解@EnableConfigServer

 springCloudAlibaba使用的是Nacos

13、说说你对Spring Cloud Gateway的理解

Spring Cloud Gateway是Spring Cloud官方推出的第二代网关框架，取代Zuul网关。网关作为流量的，在微服务系统中有着非常作用，网关常见的功能有路由转发、权限校验、限流控制等作用。

使用了一个RouteLocatorBuilder的bean去创建路由，除了创建路由RouteLocatorBuilder可以让你添加各种predicates和filters，predicates断言的意思，顾名思义就是根据具体的请求的规则，由具体的route去处理，filters是各种过滤器，用来对请求做各种判断和修改。

- id: xxxuri: lb://xxxpredicates:- Path=/xxx/**filters:- StripPrefix=1

 14、 下面我们把 Spring Cloud 官方、Netflix、Alibaba 三者整理成如下表格：

	SpringCloud 官方	Netflix	Alibaba
配置中心	Spring Cloud Config	Archaius	Nacos
注册中心		Eureka	Nacos
服务调用	Spring Cloud OpenFeign、RestTemlete		Dubbo
负载均衡	Spring Cloud Load Balancer	Ribbon	Dubbo
服务容错		Hystrix	Sentinel
API网关	Spring Cloud Gateway	Zuul
消息驱动	Spring Cloud Stream RabbiltMQ/Kafka		Spring Cloud Stream RecketMQ
事件总线	Spring Cloud Bus		Spring Cloud Bus RecketMQ
链路跟踪	Spring Cloud Sleuth
分布式事物			Seate
分布式调度			SchedulerX

15 目前架构使用

正常一个服务的架构，可以参照一个博客，蘑菇博客的架构

服务入口Nginx负责跳转到Gateway；

Gateway跳转对应注册到Nacos的服务;

Nacos支持在线修改配置参数;

服务之前通行通过Rest ful的feign调用(也可以使用dubbo)；

服务异步通信可采用Kafka/RocketMQ/RbaaitMQ;

服务的负载均衡交由Ribbon（dubbo）;

服务容错/限流 可以采用Sentinel;

服务链路追踪使用Zipkin;

分布式事务使用Seate;

分布式调度使用XXL-job;

缓存数据库使用Redis;

持久化数据库使用Mysql;

索引引擎库使用Es,日志收集系统使用ELK；

接口文档使用Swagger;

项目管理采用Maven+Git+GitLab;

项目部署采用Docker+ Docker Compose + Jenkins+ GitLab自动化部署；

部署Docker 可视化管理 Portainer；

服务监控采用：promethus +auctuator +  grafana+ alertManager + cadviser

 数据量大业务存储采用Hbase（基于Hadoop的Hdfs）; 实时数据分析采用Flink -> 存储（Redis+Es+Hbase）;离线数据存Hive;

后端开发： Springboot + mybatis-Plus + Java 

开发常用工具包：common/guava/Hutool/Lombok/fastjson/OkHttp工具包

前端： 网页：Vue  + Echarts ； 小程序 / APP（安卓/苹果）/H5  uniapp