天天看點

微服務為什麼選Spring Cloud?

現如今微服務架構十分流行,而采用微服務建構系統也會帶來更清晰的業務劃分和可擴充性。同時,支援微服務的技術棧也是多種多樣的,本系列文章主要介紹這些技術中的翹楚——Spring Cloud。這是序篇,主要講述我們為什麼選擇Spring Cloud和它的技術概覽。

1、為什麼微服務架構需要Spring Cloud

簡單來說,服務化的核心就是将傳統的一站式應用根據業務拆分成一個一個的服務,而微服務在這個基礎上要更徹底地去耦合(不再共享DB、KV,去掉重量級ESB),并且強調DevOps和快速演化。這就要求我們必須采用與一站式時代、泛SOA時代不同的技術棧,而Spring Cloud就是其中的佼佼者。

DevOps是英文Development和Operations的合體,他要求開發、測試、運維進行一體化的合作,進行更小、更頻繁、更自動化的應用釋出,以及圍繞應用架構來建構基礎設施的架構。這就要求應用充分的内聚,也友善運維和管理。這個理念與微服務理念不謀而合。

接下來我們從服務化架構演進的角度來看看為什麼Spring Cloud更适應微服務架構。點選這裡檢視Spring系列教程集合。

1.1 從使用nginx說起

最初的服務化解決方案是給提供相同服務提供一個統一的域名,然後服務調用者向這個域名發送HTTP請求,由Nginx負責請求的分發和跳轉。

微服務為什麼選Spring Cloud?

這種架構存在很多問題:

Nginx作為中間層,在配置檔案中耦合了服務調用的邏輯,這削弱了微服務的完整性,也使得Nginx在一定程度上變成了一個重量級的ESB。

服務的資訊分散在各個系統,無法統一管理和維護。每一次的服務調用都是一次嘗試,服務消費者并不知道有哪些執行個體在給他們提供服務。這不符合DevOps的理念。

無法直覺的看到服務提供者和服務消費者目前的運作狀況和通信頻率。這也不符合DevOps的理念。

消費者的失敗重發,負載均衡等都沒有統一政策,這加大了開發每個服務的難度,不利于快速演化。

為了解決上面的問題,我們需要一個現成的中心元件對服務進行整合,将每個服務的資訊彙總,包括服務的元件名稱、位址、數量等。服務的調用方在請求某項服務時首先通過中心元件擷取提供這項服務的執行個體的資訊(IP、端口等),再通過預設或自定義的政策選擇該服務的某一提供者直接進行通路。是以,我們引入了Dubbo。

1.2 基于Dubbo實作微服務

Dubbo是阿裡開源的一個SOA服務治了解決方案,文檔豐富,在國内的使用度非常高。

使用Dubbo建構的微服務,已經可以比較好地解決上面提到的問題:

微服務為什麼選Spring Cloud?

調用中間層變成了可選元件,消費者可以直接通路服務提供者。

服務資訊被集中到Registry中,形成了服務治理的中心元件。

通過Monitor監控系統,可以直覺地展示服務調用的統計資訊。

Consumer可以進行負載均衡、服務降級的選擇。

但是對于微服務架構而言,Dubbo也并不是十全十美的:

Registry嚴重依賴第三方元件(zookeeper或者redis),當這些元件出現問題時,服務調用很快就會中斷。

DUBBO隻支援RPC調用。使得服務提供方與調用方在代碼上産生了強依賴,服務提供者需要不斷将包含公共代碼的jar包打包出來供消費者使用。一旦打包出現問題,就會導緻服務調用出錯。

最為重要的是,DUBBO現在已經重新維護了,對于技術發展的新需求,需要由開發者自行拓展更新。這對于很多想要采用微服務架構的中小軟體組織,顯然是相當合适的。

目前Github社群上有一個DUBBO的更新版,叫DUBBOX,提供了更高效的RPC序列化方式和REST調用方式。但是該項目也基本停止維護了。

1.3 新的選擇——Spring Cloud

作為新一代的服務架構,Spring Cloud提出的口号是開發“面向雲環境的應用程式”,它為微服務架構提供了更加全面的技術支援。點選這裡檢視Spring系列教程集合。

結合我們一開始提到的微服務的訴求,我們把Spring Cloud與DUBBO進行一番對比:

微服務為什麼選Spring Cloud?

PC通信,采用的是基于HTTP的REST方式。嚴格來說,這兩種方式各有優劣。雖然從一定程度上來說,後者犧牲了服務調用的性能,但也避免了上面提到的原生RPC帶來的問題。而且REST相比RPC更為靈活,服務提供方和調用方的依賴隻依靠一紙契約,不存在代碼級别的強依賴,這在強調快速演化的微服務環境下,顯得更加合适。

Eureka相比于zookeeper,更加适合于服務發現的場景,這點會在下一篇會詳細展開。

很明顯,Spring Cloud的功能比DUBBO更加強大,涵蓋面更廣,而且作為Spring的拳頭項目,它也能夠與Spring Framework、Spring Boot、Spring Data、Spring Batch等其他Spring項目完美融合,這些對于微服務而言是至關重要的。前面提到,微服務背後一個重要的理念就是持續內建、快速傳遞,而在服務内部使用一個統一的技術架構,顯然比把分散的技術組合到一起更有效率。更重要的是,相比于Dubbo,它是一個正在持續維護的、社群更加火熱的開源項目,這就保證使用它建構的系統,可以持續地得到開源力量的支援。點選這裡檢視Spring系列教程集合。

2、Spring Cloud技術概覽

下圖展示了Spring Cloud的完整技術組成:

微服務為什麼選Spring Cloud?

服務治理:這是Spring Cloud的核心。目前Spring Cloud主要通過整合Netflix的相關産品來實作這方面的功能(Spring Cloud Netflix),包括用于服務注冊和發現的Eureka,調用斷路器Hystrix,調用端負載均衡Ribbon,Rest用戶端Feign,智能服務路由Zuul,用于監控資料收集和展示的Spectator、Servo、Atlas,用于配置讀取的Archaius和提供Controller層Reactive封裝的RxJava。除此之外,針對

Feign和RxJava并不是Netiflix的産品,但是被整合到了Spring Cloud Netflix中。

對于服務的注冊和發現,除了Eureka,Spring Cloud也整合了Consul和Zookeeper作為備選,但是因為這兩個方案在CAP理論上都遵循CP而不是AP(下一篇會詳細介紹這點),是以官方并沒有推薦使用。

分布式鍊路監控:Spring Cloud Sleuth提供了全自動、可配置的資料埋點,以收集微服務調用鍊路上的性能資料,并發送給Zipkin進行存儲、統計和展示。

消息元件:Spring Cloud Stream對于分布式消息的各種需求進行了抽象,包括釋出訂閱、分組消費、消息分片等功能,實作了微服務之間的異步通信。Spring Cloud Stream也內建了第三方的RabbitMQ和Apache Kafka作為消息隊列的實作。而Spring Cloud Bus基于Spring Cloud Stream,主要提供了服務間的事件通信(比如重新整理配置)。

配置中心:基于Spring Cloud Netflix和Spring Cloud Bus,Spring又提供了Spring Cloud Config,實作了配置集中管理、動态重新整理的配置中心概念。配置通過Git或者簡單檔案來存儲,支援加解密。

安全控制:Spring Cloud Security基于OAUTH2這個開放網絡的安全标準,提供了微服務環境下的單點登入、資源授權、令牌管理等功能。

指令行工具:Spring Cloud Cli提供了以指令行和腳本的方式來管理微服務及Spring Cloud元件的方式。

叢集工具:Spring Cloud Cluster提供了叢集選主、分布式鎖(暫未實作)、一次性令牌(暫未實作)等分布式叢集需要的技術元件。

作者:董添 李秉謙 網易樂得技術團隊