SpringCloud

Spring Cloud

Spring Cloud是一个服务治理平台（微服务框架），提供了一些服务框架。包含：服务注册与发现、配置中心、消息中心、负载均衡、数据监控等。

Spring Cloud对微服务基础框架Netflix的多个开源组件进行了封装，同时又实现了和云端平台及Spring Boot框架的集成。

常用组件：

Spring Cloud Netflix Eureka:服务注册中心。

Spring Cloud Netflix Ribbon:客户端负载均衡。

Spring Cloud Netflix Hystrix:服务容错保护。

Spring Cloud Netflix Feign:声明式服务调用。

Spring Cloud Netflix OpenFeign: OpenFeign是Spring Cloud在Feign基础上支持Spring MVC的注解，如@RequestMapping等等。OpenFeign的@FeignClient可以解析Spring MVC的@RequestMapping注解下的接口。

Spring Cloud Netflix Zuul:API网关服务、过滤、安全、监控、限流、路由。

Spring Cloud Netflix Gateway:

Spring Cloud Netflix Config:

Spring Cloud Netflix Stream:

Spring Cloud Netflix Sleuth:

Spring Cloud Netflix Alibaba:

Eureka服务注册中心

服务注册中心是服务实现服务化管理的核心组件，只要用来存储服务信息等。

服务注册中心的作用就是服务的注册和服务的发现。

 

常见的注册中心：

Netflix Eureka、Alibab Nacos、HashCorp Consul、Apache Zookeeper、CoreOS Etcd、CNCF coredns。

 

注册中心解决了什么问题：1.服务管理 2.服务的依赖关系管理。

Eureka是Netflix开发的服务发现组件，本身是一个基于REST的服务。Spring Cloud将它集成在子项目Spring Cloud Netflix中，实现Spring Cloud的服务注册与发现，同时还提供了负载均衡、故障转移等能力。

Eureka注册中心三种角色：

 

Eureka Server:通过Register、Get、Renew等接口提供服务的注册和发现。

Server Provider:服务提供方，把自身的服务实例注册到Eureka Server中。

Server Consumer:服务调用方，通过Eureka Server获取服务列表，消费服务。

 

Server Consumer的3中服务调用实现方式：

discoveryClient:通过元数据获取服务信息。

LoadBalancerClient:Ribbon的负载均衡器

@LoadBalanced:通过注解开启Ribbon的负载均衡器。

Eureka构架原理

 

Register(服务注册)：把自己的ip和port注册给Eureka。

Renew（服务续约）：发送心跳包，每30S发送一次，告诉Eureka自己还活着，如果90S未发送心跳，宕机。

Cancel（服务下线）：当Provider关闭时，会向Eureka发送消息，把自己移除服务列表。

Get Register(获取服务注册列表)：获取其他服务列表。

Replicate（集群中数据同步）：Eureka集群中的数据复制与同步。

Make Remote Call(远程调用)：完成服务的远程调用。

 

CAP原则：

Eureka自我保护

启动自我保护条件：一般情况下，服务在Eureka上注册后，每隔30S发送一个心跳包，Eureka通过心跳来判断服务是否健康，同时会定期删除超过90S没有发送心跳包的服务。

两种情况导致Eureka Server 收不到微服务的心跳：

1. 微服务自身的原因。2.微服务与Eureka之间的网络故障。

自我保护模式：Eureka Server在运行期间会统计心跳失败比例在15分钟之类是否低于85%，如果低于85%，Eureka Server会将这些实例保护起来，让这些实例不会过期，同时提供一个警告。这种算法叫做Eureka Server的自我保护模式。

 

为什么要自我保护：

因为同时保留“好数据”和“坏数据”总比没有任何数据好，当网络恢复后，这个Eureka节点会退出“自我保护模式”。

Eureka还有客户端缓存功能（微服务的缓存功能）。即使Eureka集群中所有节点都宕机失效，微服务的Provider和Consumer都能正常通信。

微服务的负载均衡策略会自动剔除死亡的微服务节点。

如何关闭自我保护：

Eureka优雅停服

配置了优雅停服后，将不需要Eureka Server中配置关闭自我保护。代码中使用actuator实现。

Eureka安全认证

需要修改访问集群节点的url。

 

过滤CSRF

Eureka会自动化配置CSRF服务机制，Spring Security认为POST、POST、PUT、DELETE http methods 都是有风险的，如果这些method发送过程中没有带上CSRF token的话，会被拦截器拦截并返回403 forbidden.

Ribbon

Ribbon是一个基于HTTP和TCP的客户端负载均衡工具，它是基于Netflix Ribbon实现的。

它不像Spring Cloud服务注册中心、配置中心等独立部署，但是它几乎存在于每个Spring Cloud微服务中。包括Feign提供的声明式服务调用也是基于Ribbon实现的。

集中式负载均衡（服务器负载均衡）：即在consumer和provider之间使用独立的负载均衡设施（可以是硬件，如F5，也可以是软件，如Nginx）,由该设施负责访问请求通过某种策略转发置provider。

进程内负载均衡（客户端负载均衡）：将负载均衡逻辑集成到consumer，consumer从服务注册中心获知有哪些地址可用，然后自己在从这些地址中选择一个合适的provider。Ribbon属于后者，它只是一个类库，集成于consumer进程，consumer通过它来获取provider的地址。            

集中式负载均衡：

 

进程式负载均衡：

 

Ribbon负载均衡策略：

1. 轮询策略
2. 权重轮询策略
3. 随机策略
4. 最少并发数策略
5. 重试策略
6. 可用性敏感策略
7. 区域敏感性策略

Ribbon负载均衡设置：

1.全局。在启动类或配置类中注入负载均衡策略对象。所有服务请求均使用该策略。

 

1. 局部。修改配置文件指定服务的负载均衡策略。

 

Ribbon点对点直连

点对点直连是指绕过注册中心，直接连接服务提供者获取服务，一般在测试阶段使用较多。

Consul

用于实现分布式系统的服务发现与配置。

特性：1.Raft算法  2.服务发现  3.健康检查  4.Key/Value存储  5.多数据中心  6.支持http和dns协议接口  7.官方提供web管理界面。

Consul角色：

client:客户端，无状态，将HTTP和DNS接口请求转发给局域网内的服务集群。

server:服务端，保存配置信息，高可用集群，每个数据中心的server数据推荐3或5个。

 

上图是一个简单的Consul Cluster架构，Consul Cluster有server和client两种角色。不管是server还是client，统称为Agent, Consul client是相对无状态的，只负责转发RPC到server，资源开销很少。Server是一个有一组扩展功能的代理，这些功能包括参与Raft选举，维护集群状态，响应RPC查询，与其他数据中心交互等。

Consul工作原理：

 

服务发现及注册：

当服务Producer启动时，会将自己的IP/host等信息通过发送请求告知Consul,Consul接收到Producer的注册信息后，每隔10S会向Producer发送一个健康检查的请求，检验Producer是否健康。

服务调用：

当Consumer请求Producer时，会先向Consul中拿到Producer服务的IP和PORT的临时表（temp table）,从temp table表中任选一个Producer的IP和PORT，然后根据这个IP和PORT，发送访问请求；temp table表只包含通过了健康检查的Producer信息，每隔10S更新。

Consul安装：

Eureka其实就是一个Server程序，跑在Servlet容器中；Consul则是用go语言编写的第三方工具，需要单独安装使用。

就只有一个.exe的文件。

启动命令：

https://blog.csdn.net/qq_35433926/article/details/96477211

访问后台：http://localhost:8500/ui/

Feign声明式服务调用

Feign是Spring Cloud Netflix组件中的一个轻量级RESTFUL 的http服务客户端，实现了负载均衡和Rest调用的开源框架，封装了Ribbon和RestTemplate，实现了webService的面向接口编程。

Feign内置了Ribbon，用来做客户端负载均衡调用服务注册中心的服务。

Feign旨在使编写java http客户端变得更加容易，feign简化了RestTemplate代码，实现了Ribbon负载均衡，是代码更加简洁。使用Feign实现负载均衡是首选方案。只需要创建一个接口，然后在上面添加注解即可。

Feign是声明式服务调用组件，其核心是：像调用本地方法一样调用远程方法，无感知远程HTTP请求。

Feign和OpenFeign：

OpenFeign是Spring Cloud在Feign基础上支持Spring MVC的注解，如@RequestMapping等等。OpenFeign的@FeignClient可以解析Spring MVC的@RequestMapping注解下的接口，并通过动态代理的方式产生实现类，实现类中做负载均衡并调用服务。

Feign的使用主要分为以下几个步骤：

服务消费者添加Feign依赖；

创建业务层接口，添加@FeignClient注释声明需要调用的服务。

业务层抽象方法使用Spring MVC注解配置服务及参数。

启动类添加@EnableFeignClients注解激活Feign组件。

PS:服务消费者通过Eurka注册中心获取服务，或者Ribbon点对点直连模式都可以使用Feign来实现。

Feign负载均衡：

Feign封装了Ribbon自然就集成了负载均衡功能，默认采用轮询策略。修改方式和Ribbon一样。

Feign性能调优

1.Gzip压缩。

gzip介绍：gzip是一种数据格式，采用deflate算法压缩数据；gzip是一种流行的文本压缩算法。

gzip能力：当Gzip压缩一个纯文本文件时，大约可以减少70%以上的文件大小。

gzip作用：网络数据经过压缩后实际上降低了网络传输的字节数，最明显的好处就是可以加快网页加载的速度。

 

HTTP协议关于压缩传输的规定

1.客户端向服务器请求中带有：Accept-Encoding:gzip，defate字段，向服务器表示客户端支持的压缩格式（gzip或deflate），如果不发送该消息头，服务端默认是不会压缩的。

2.服务端在收到请求后，如果发现请求头中含有Accept-Encoding字段，并且支持该类型压缩，就会对响应报文压缩之后返回给客户端，并且携带Accept-Encoding:gzip消息头，表示响应报文是根据格式进行压缩的。

3.客户端接收到请求后，先判断是否有Accept-Encoding消息头，如果有，按该格式解压报文。

HTTP连接池

采用HTTP连接池，可以节约dalde3次握手4次挥手，这样能大大提升吞吐量。

Feign的HTTP客户端支持3种框架：HttpURLConnection、HtppClient、OkHttp；默认是HttpURLConnection。

传统的HttpURLConnection是jdk自带的，不支持连接池。

HtppClient封装了HTTP的请求头，参数，内容体和响应等等；它不仅使客户端发送HTTP请求变得容易，而且方便了开发人员测试接口；另外高并发大量的请求网络的时候，也是“连接池”提升吞吐量。

请求超时：

Feign的负载均衡底层用的是Ribbon，所以这里的请求超时配置其实就是配置Ribbon.

分布式项目中，服务压力比较大的情况下，可能处理服务的过程需要花费一定的时间，而默认情况下请求超时的配置是1S,所以我们需要调整该配置延长请求超时时间。

配置也分为局部和全局。