告別「臃腫」，選擇微服務（文末福利）

時間 2019-12-01

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——異步小編數據庫

一直以來，系統的架構設計是IT領域經久不衰的話題，也是構建每個系統最核心且重要的部分之一。它決定了系統可否知足業務、技術、組織、靈活、可擴展性等多種要求，同時肩負起了解放程序員生產力的做用。後端

2016年末，因爲業務的不斷髮展，我所在公司維護的項目也愈來愈「臃腫」。隨着無數個版本的迭代，以及開發人員的不斷增長，開發效率愈來愈低，每次投產的人力成本和時間成本都逐漸增長，咱們一直在思索如何能破局。評估了各類方案後，最終微服務進入了咱們的視野。緩存

談到微服務，你們衆說紛紜，但卻很難有一個清晰的概念來描述。微服務不是「銀彈」，我理解的微服務是一種文化，而咱們要作的就是將微服務的理念運用到實際開發中。通過一系列的技術選型，最終Spring Cloud憑藉其成熟的組件、完善的一站式解決方案，最終成爲了咱們落地微服務的選擇。安全

Spring Cloud簡介

Spring Cloud做爲Java語言的微服務框架，它依賴於Spring Boot，有快速開發、持續交付和容易部署等特色。Spring Cloud的組件很是多，涉及微服務的方方面面，並在開源社區Spring和Netflix、Pivotal兩大公司的推進下愈來愈完善。本文主要介紹Spring Cloud，將從如下方面來說解。
服務器

微服務應該具有的功能。微信

Spring Cloud介紹。網絡

Dubbo介紹。多線程

Kubernetes介紹。

Spring Cloud與Dubbo比較。

Spring Cloud與Kubernetes比較。

1.1　微服務應該具有的功能

微服務，能夠拆分爲「微」和「服務」二字。「微」即小的意思，那到底多小纔算「微」呢？可能不一樣的團隊有不一樣的答案。從參與微服務的人數來說，單個微服務從架構設計、代碼開發、測試、運維的人數加起來是8~10人才算「微」。那麼何爲「服務」呢？按照「微服務」概念提出者Martin Fowler給出的定義：「服務」是一個獨立運行的單元組件，每一個單元組件運行在獨立的進程中，組件與組件之間一般使用HTTP這種輕量級的通訊機制進行通訊。

微服務具備如下的特色。

按照業務來劃分服務，單個服務代碼量小，業務單一，易於維護。

每一個微服務都有本身獨立的基礎組件，例如數據庫、緩存等，且運行在獨立的進程中。

微服務之間的通訊是經過HTTP協議或者消息組件，且具備容錯能力。

微服務有一套服務治理的解決方案，服務之間不耦合，能夠隨時加入和剔除服務。

單個微服務可以集羣化部署，而且有負載均衡的能力。

整個微服務系統應該有一個完整的安全機制，包括用戶驗證、權限驗證、資源保護等。

整個微服務系統有鏈路追蹤的能力。

有一套完整的實時日誌系統。

微服務具備以上這些特色，那麼微服務須要具有一些什麼樣的功能呢？微服務的功能主要體如今如下幾個方面。

服務的註冊和發現。

服務的負載均衡。

服務的容錯。

服務網關。

服務配置的統一管理。

鏈路追蹤。

實時日誌。

1.1.1　服務的註冊與發現

微服務系統由不少個單一職責的服務單元組成，例如Netflix公司的系統是由600多個微服務構成的，而每個微服務又有衆多實例。因爲該系統的服務粒度較小，服務數量衆多，服務之間的相互依賴成網狀，因此該系統須要服務註冊中心來統一管理微服務實例，方便查看每個微服務實例的健康狀態。

服務註冊是指向服務註冊中心註冊一個服務實例，服務提供者將本身的服務信息（如服務名、IP地址等）告知服務註冊中心。服務發現是指當服務消費者須要消費另一個服務時，服務註冊中心可以告知服務消費者它所要消費服務的實例信息（如服務名、IP地址等）。一般狀況下，一個服務既是服務提供者，也是服務消費者。服務消費者通常使用HTTP協議或者消息組件這種輕量級的通訊機制來進行服務消費。服務的註冊與發現如圖1-1所示。

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▲圖1-1　服務的治理—服務的註冊和發現

服務註冊中心會提供服務的健康檢查方案，檢查被註冊的服務是否可用。一般一個服務實例註冊後，會定時向服務註冊中心提供「心跳」，以代表本身還處於可用的狀態。當一個服務實例中止向服務註冊中心提供心跳一段時間後，服務註冊中心會認爲該服務實例不可用，會將該服務實例從服務註冊列表中剔除。若是這個被剔除掉的服務實例過一段時間後繼續向註冊中心提供心跳，那麼服務註冊中心會將該服務實例從新加入服務註冊中心的列表中。另外，微服務的服務註冊組件都會提供服務的健康情況查看的UI界面，開發人員或者運維人員只須要登陸相關的界面就能夠知道服務的健康狀態。

1.1.2　服務的負載均衡

在微服務架構中，服務之間的相互調用通常是經過HTTP通訊協議來實現的。網絡每每具備不可靠性，爲了保證服務的高可用（High Availability），服務單元每每是集羣化部署。例如將服務提供者進行集羣化部署，那麼服務消費者該調用哪一個服務提供者的實例呢？這就涉及到了服務的負載均衡。

服務的負載均衡通常最流行的作法如圖1-2所示，全部的服務都向服務註冊中心註冊，服務註冊中心持有每一個服務的應用名和IP地址等信息，同時每一個服務也會獲取全部服務註冊列表信息。服務消費者集成負載均衡組件，該組件會向服務消費者獲取服務註冊列表信息，並每隔一段時間從新刷新獲取該列表。當服務消費者消費服務時，負載均衡組件獲取服務提供者全部實例的註冊信息，並經過必定的負載均衡策略（開發者能夠配置），選擇一個服務提供者的實例，向該實例進行服務消費，這樣就實現了負載均衡。

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▲圖1-2　服務的負載均衡

服務註冊中心不但須要定時接收每一個服務的心跳（用來檢查服務是否可用），並且每一個服務會按期獲取服務註冊列表的信息，當服務實例數量不少時，服務註冊中心承擔了很是大的負載。因爲服務註冊中心在微服務系統中起到了相當重要的做用，因此必須實現高可用。通常的作法是將服務註冊中心集羣化，每一個服務註冊中心的數據實時同步，如圖1-3所示。

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▲圖1-3　將服務註冊中心高可用

1.1.3　服務的容錯

微服務落地到實際項目中，服務的數量每每很是多，服務之間的相互依賴性也是錯綜複雜的，一個網絡請求一般須要調用多個服務才能完成。若是一個服務不可用，例如網絡延遲或故障，會影響到依賴於這個不可用的服務的其餘服務。如圖1-4所示，一個微服務系統有不少個服務，當服務F因某些緣由致使了服務的不可用，來自於用戶的網絡請求須要調用服務F。因爲服務F無響應，用戶的請求都處於阻塞狀態，在高併發的場景下，短期內會致使服務器的線程資源消耗殆盡。另外，依賴於服務F的其餘的服務，例如圖中的服務E、服務G、服務J，也會等待服務F的響應，處於阻塞狀態，致使這些服務的線程資源消耗殆盡，進而致使它們的不可用，以及依賴於它們的服務的不可用，最後致使整個系統處於癱瘓的狀態也就是1.2.1節中提到的雪崩效應。

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▲圖1-4　服務的依賴性

爲了解決分佈式系統的雪崩效應，分佈式系統引進了熔斷器機制。熔斷器（Circuit Breaker）一詞來源於物理學中的電路知識，它的做用是當電路中出現故障時迅速切斷電路，起到保護電路的做用，熔斷器機制如圖1-5所示。當一個服務的處理用戶請求的失敗次數在必定時間內小於設定的閥值時，熔斷器處於關閉狀態，服務正常；當服務處理用戶請求的失敗次數大於設定的閥值時，說明服務出現了故障，打開熔斷器，這時全部的請求會執行快速失敗，不執行業務邏輯。當處於打開狀態的熔斷器時，一段時間後會處於半打開狀態，並執行必定數量的請求，剩餘的請求會執行快速失敗，若執行的請求失敗了，則繼續打開熔斷器；若成功了，則將熔斷器關閉。

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▲圖1-5　熔斷器機制

這種機制有着很是重要的意義，它不只可以防止系統的「雪崩」效應，還具備如下做用。

將資源進行隔離，若是某個服務裏的某個API接口出現了故障，只會隔離該API接口。不會影響到其餘API接口。被隔離的API接口會執行快速失敗的邏輯，不會等待，請求不會阻塞。若是不進行這種隔離，請求會一直處於阻塞狀態，直到超時。如有大量的請求同時涌入，都處於阻塞的狀態，服務器的線程資源，迅速被消耗完。

服務降級的功能。當服務處於正常的狀態時，大量的請求在短期內同時涌入，超過了服務的處理能力，這時熔斷器會被打開，將服務降級，以避免服務器因負載太高而出現故障。

自我修復能力。當因某個微小的故障，例如網絡服務商的問題，致使網絡在短期內不可用，熔斷器被打開。若是不能自我監控、自我檢測和自我修復，那麼須要開發人員手動地去關閉熔斷器，無疑會增長開發人員的工做量。

Netflix的Hystrix熔斷器開源組件功能很是強大，不只有熔斷器的功能，還有熔斷器的狀態監測，並提供界面友好的UI，開發人員或者運維人員經過UI界面可以直觀地看到熔斷器的狀態和各類性能指標。

1.1.4　服務網關

微服務系統經過將資源以API接口的形式暴露給外界來提供服務。在微服務系統中，API接口資源一般是由服務網關（也稱API網關）統一暴露，內部服務不直接對外提供API資源的暴露。這樣作的好處是將內部服務隱藏起來，外界還覺得是一個服務在提供服務，在必定程度上保護了微服務系統的安全。API網關一般有請求轉發的做用，另外它可能須要負責必定的安全驗證，例如判斷某個請求是否合法，該請求對某一個資源是否具備操做權限等。一般狀況下，網關層以集羣的形式存在。在服務網關層以前，有可能須要加上負載均衡層，一般爲Nginx雙機熱備，經過必定的路由策略，將請求轉發到網關層。到達網關層後，通過一系列的用戶身份驗證、權限判斷，最終轉發到具體的服務。具體的服務通過一系列的邏輯運算和數據操做，最終將結果返回給用戶，此時的架構如圖1-6所示。

網關層具備很重要的意義，具體體如今如下方面。

網關將全部服務的API接口資源統一聚合，對外統一暴露，外界系統調用的API接口都是網關對外暴露的API接口。外界系統不須要知道微服務架構中各服務相互調用的複雜性，微服務系統也保護了其內部微服務單元的API接口，防止被外界直接調用以及服務的敏感信息對外暴露。

網關能夠作一些用戶身份認證、權限認證，防止非法請求操做API接口，對內部服務起到保護做用。

網關能夠實現監控功能，實時日誌輸出，對請求進行記錄。

網關能夠用來作流量監控，在高流量的狀況下，對服務進行降級。

API接口從內部服務分離出來，方便作測試。

固然，網關實現這些功能，須要作高可用，不然網關極可能成爲架構中的瓶頸。最經常使用的網關組件有Zuul、Nginx等。

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▲圖1-6　服務網關架構圖

1.1.5　服務配置的統一管理

在實際開發過程當中，每一個服務都有大量的配置文件，例如數據庫的配置、日誌輸出級別的配置等，而每每這些配置在不一樣的環境中也是不同的。隨着服務數量的增長，配置文件的管理也是一件很是複雜的事。

在微服務架構中，須要有統一管理配置文件的組件，例如Spring Cloud 的Spring Cloud Config組件、阿里的Diamond、百度的Disconf、攜程的Apollo等。這些配置組件所實現的功能大致相同，可是又有些差異，下面以Spring Cloud Config爲例來闡述服務配置的統一管理。

如圖1-7所示，大體過程以下。

首先，Config Server（配置服務）讀取配置文件倉庫的配置信息，其中配置文件倉庫能夠存放在配置服務的本地倉庫，也能夠放在遠程的Git倉庫（例如GitHub、Coding等）。

配置服務啓動後，讀取配置文件信息，讀取完成的配置信息存放在配置服務的內存中。

當啓動服務A、B時，因爲服務A、B指定了向配置服務讀取配置信息，服務A、B向配置服務讀取配置信息。

當服務的配置信息須要修改且修改完成後，向配置服務發送Post請求進行刷新，這時服務A、B會向配置服務重寫讀取配置文件。

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▲圖1-7　服務配置統一管理

對於集羣化的服務，能夠經過使用消息總線來刷新多個服務實例。若是服務數量較多，對配置中心須要考慮集羣化部署，從而使配置中心高可用，作分佈式集羣。

1.1.6　服務鏈路追蹤

微服務系統是一個分佈式架構的系統，微服務系統按業務劃分服務單元，一個微服務系統每每有不少個服務單元。因爲服務單元數量不少且業務複雜，服務與服務之間的調用有可能很是複雜，一旦出現了異常和錯誤，就會很難去定位。因此在微服務架構中，必須實現分佈式鏈路追蹤，去跟進一個請求到底有哪些服務參與，參與的順序又是怎樣的，從而使每一個請求鏈路清晰可見，出了問題很快就能定位。

舉個例子，如圖1-8所示，在微服務系統中，一個來自用戶的請求先達到前端A（如前端界面），而後經過遠程調用，達到系統的中間件B、C（如負載均衡、網關等），最後達到後端服務D、E。後端通過一系列的業務邏輯計算，最後將數據返回給用戶。對於這樣一個請求，經歷了這麼多服務，怎麼樣將它的請求過程的數據記錄下來呢？這就須要用到服務鏈路追蹤。

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▲圖1-8　請求經過A、B、C、D、E

Google開源了鏈路追蹤組件Dapper，並在2010年發表了論文《Dapper, a Large-Scale Distributed Systems Tracing Infrastructure》，這篇文章是業內實現鏈路追蹤的標杆和理論基礎，具備很是高的參考價值。

目前，常見的鏈路追蹤組件有Google的Dapper、Twitter 的Zipkin，以及阿里的Eagleeye （鷹眼）等，都是很是優秀的鏈路追蹤開源組件。

1.2　Spring Cloud

1.2.1　簡介

Spring Cloud是基於Spring Boot的。Spring Boot是由Pivotal團隊提供的全新Web框架，它主要的特色就是簡化了開發和部署的過程，簡化了Spring 複雜的配置和依賴管理，經過起步依賴和內置Servlet容器可以使開發者迅速搭起一個Web工程。因此Spring Cloud在開發部署上繼承了Spring Boot的一些優勢，提升其在開發和部署上的效率。

Spring Cloud的首要目標就是經過提供一系列開發組件和框架，幫助開發者迅速搭建一個分佈式的微服務系統。Spring Cloud是經過包裝其餘技術框架來實現的，例如包裝開源的Netflix OSS?組件，實現了一套經過基於註解、Java配置和基於模版開發的微服務框架。Spring Cloud框架來自於Spring Resouces社區，由Pivotal和Netflix兩大公司和一些其餘的開發者提供技術上的更新迭代。Spring Cloud提供了開發分佈式微服務系統的一些經常使用組件，例如服務註冊和發現、配置中心、熔斷器、智能路由、微代理、控制總線、全局鎖、分佈式會話等。

1.2.2　經常使用組件

（1）服務註冊和發現組件Eureka

利用Eureka組件能夠很輕鬆地實現服務的註冊和發現的功能。Eureka組件提供了服務的健康監測，以及界面友好的UI。經過Eureka組件提供的UI，Eureka組件可讓開發人員隨時瞭解服務單元的運行狀況。另外Spring Cloud也支持Consul和Zookeeper，用於註冊和發現服務。

（2）熔斷組件Hystrix

Hystrix是一個熔斷組件，它除了有一些基本的熔斷器功能外，還可以實現服務降級、服務限流的功能。另外Hystrix提供了熔斷器的健康監測，以及熔斷器健康數據的API接口。Hystrix Dashboard組件提供了單個服務熔斷器的健康狀態數據的界面展現功能，Hystrix Turbine組件提供了多個服務的熔斷器的健康狀態數據的界面展現功能。

（3）負載均衡組件Ribbon

Ribbon是一個負載均衡組件，它一般和Eureka、Zuul、RestTemplate、Feign配合使用。Ribbon和Zuul配合，很容易作到負載均衡，將請求根據負載均衡策略分配到不一樣的服務實例中。Ribbon和RestTemplate、Feign配合，在消費服務時可以作到負載均衡。

（4）路由網關Zuul

路由網關Zuul有智能路由和過濾的功能。內部服務的API接口經過Zuul網關統一對外暴露，內部服務的API接口不直接暴露，防止了內部服務敏感信息對外暴露。在默認的狀況下，Zuul和Ribbon相結合，可以作到負載均衡、智能路由。Zuul的過濾功能是經過攔截請求來實現的，能夠對一些用戶的角色和權限進行判斷，起到安全驗證的做用，同時也能夠用於輸出實時的請求日誌。

上述的4個組件都來自於Netflix的公司，統一稱爲Spring Cloud Netflix。

（5）Spring Cloud Config

Spring Cloud Config組件提供了配置文件統一管理的功能。Spring Cloud Config包括Server端和Client端，Server 端讀取本地倉庫或者遠程倉庫的配置文件，全部的Client向Server讀取配置信息，從而達到配置文件統一管理的目的。一般狀況下，Spring Cloud Config和Spring Cloud Bus相互配合刷新指定Client或全部Client的配置文件。

（6）Spring Cloud Security

Spring Cloud Security是對Spring Security組件的封裝，Spring Cloud Security向服務單元提供了用戶驗證和權限認證。通常來講，單獨在微服務系統中使用Spring Cloud Security是不多見的，通常它會配合?Spring Security OAuth2?組件一塊兒使用，經過搭建受權服務，驗證Token或者JWT這種形式對整個微服務系統進行安全驗證。

（7）Spring Cloud Sleuth

Spring Cloud Sleuth是一個分佈式鏈路追蹤組件，它封裝了Dapper、Zipkin和Kibana等組件，經過它能夠知道服務之間的相互依賴關係，並實時觀察鏈路的調用狀況。

（8）Spring Cloud Stream

Spring Cloud Stream是Spring Cloud框架的數據流操做包，能夠封裝RabbitMq、ActiveMq、Kafka、Redis等消息組件，利用Spring Cloud Stream能夠實現消息的接收和發送。

上述列舉了一些經常使用的Spring Cloud組件。一個簡單的由Spring Cloud構建的微服務系統，一般由服務註冊中心Eureka、網關Zuul、配置中心Config和受權服務Auth構成，架構如圖1-9所示。

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▲圖1-9　一個簡單的由Spring Cloud構建的微服務系統

1.2.3　項目一覽表

Spring Cloud Config：服務配置中心，將全部的服務的配置文件放到本地倉庫或者遠程倉庫，配置中心負責讀取倉庫的配置文件，其餘服務向配置中心讀取配置。Spring Cloud Config使得服務的配置統一管理，並能夠在不人爲重啓服務的狀況下進行配置文件的刷新。

Spring Cloud Netflix：它是經過包裝了Netflix公司的微服務組件實現的，也是Spring Cloud核心的核心組件，包括Eureka、Hystrix、Zuul、Archaius等。

Eureka：服務註冊和發現組件。

Hystrix：熔斷器組件。Hystrix經過控制服務的API接口的熔斷來轉移故障，防止微服務系統發生雪崩效應。另外，Hystrix可以起到服務限流和服務降級的做用。使用Hystrix Dashboard組件監控單個服務的熔斷器的狀態，使用Turbine組件能夠聚合多個服務的熔斷器的狀態。

Zuul：智能路由網關組件。Netflix Zuul可以起到智能路由和請求過濾的做用，是服務接口統一暴露的關鍵模塊，也是安全驗證、權限控制的一道門。

Feign：聲明式遠程調度組件。

Ribbon：負載均衡組件。

Archaius：配置管理API的組件，一個基於Java的配置管理庫，主要用於多配置的動態獲取。

Spring Cloud Bus：消息總線組件，常和Spring Cloud Config配合使用，用於動態刷新服務的配置。

Spring Cloud Sleuth：服務鏈路追蹤組件，封裝了Dapper、Zipkin、Kibina等組件，能夠實時監控服務的鏈路調用狀況。

Spring Cloud Data Flow：大數據操做組件，Spring Cloud Data Flow是Spring XD的替代品，也是一個混合計算的模型，能夠經過命令行的方式操做數據流。

Spring Cloud Security：安全模塊組件，是對Spring Security的封裝，一般配合OAuth2使用來保護微服務系統的安全。

Spring Cloud Consul：該組件是Spring Cloud對Consul的封裝，和Eureka相似，它是另外一個服務註冊和發現組件。

Spring Cloud Zookeeper：該組件是Spring Cloud對Zookeeper的封裝，和Eureka、Consul相似，用於服務的註冊和發現。

Spring Cloud Stream：數據流操做組件，能夠封裝Redis、RabbitMQ、Kafka等組件，實現發送和接收消息等。

Spring Cloud CLI：該組件是Spring Cloud對Spring Boot CLI的封裝，可讓用戶以命令行方式快速運行和搭建容器。

Spring Cloud Task：該組件基於Spring Task，提供了任務調度和任務管理的功能。

Spring Cloud Connectors：用於Paas雲平臺鏈接到後端。

1.3　Dubbo簡介

Dubbo是阿里巴巴開源的一個分佈式服務框架，致力於提供高性能和透明化的RPC遠程服務調用方案，以及SOA服務冶理方案。Dubbo普遍用於阿里巴巴的各大站點，有不少互聯網公司也在使用這個框架，它包含以下核心內容。

RPC遠程調用：封裝了長鏈接NIO框架，如Netty、Mina等，採用的是多線程模式。

集羣容錯：提供了基於接口方法的遠程調用的功能，並實現了負載均衡策略、失敗容錯等功能。

服務發現：集成了Apache的Zookeeper組件，用於服務的註冊和發現。

Dubbo框架的架構圖如圖1-10所示。

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▲圖1-10　Dubbo架構圖

Dubbo架構的流程以下。

（1）服務提供者向服務中心註冊服務。

（2）服務消費者訂閱服務。

（3）服務消費者發現服務。

（4）服務消費者遠程調度服務提供者進行服務消費，在調度過程當中，使用了負載均衡策略、失敗容錯的功能。

（5）服務消費者和提供者，在內存中記錄服務的調用次數和調用時間，並定時每分鐘發送一次統計數據到監控中心。

Dubbo是一個很是優秀的服務治理框架，在國內互聯網公司應用普遍。它具備如下特性。

連通性：註冊中心負責服務的註冊；監控中心負責收集調用次數、調用時間；註冊中心、服務提供者、服務消費者爲長鏈接。

健壯性：監控中心宕機不影響其餘服務的使用；註冊中心集羣，任意一個實例宕機自動切換到另外一個註冊中心實例；服務實例集羣，任意一個實例宕機，自動切換到另一個可用的實例。

伸縮性：能夠動態增減註冊中心和服務的實例數量。

升級性：服務集羣升級，不會對現有架構形成壓力。

1.4　Spring Cloud與Dubbo比較

首先從微服務關注點來比較Spring Cloud和Dubbo兩大服務框架，如表1-1所示。

表1-1　從微服務關注點比較Spring Cloud和Dubbo

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Spring Cloud擁有不少的項目模塊，包含了微服務系統的方方面面。Dubbo是一個很是優秀的服務治理和服務調用框架，但缺乏不少功能模塊，例如網關、鏈路追蹤等。在項目模塊上，Spring Cloud佔據着更大的優點。

Spring Cloud的更新速度很是塊，Camden.SR5版本發佈於2017年2月6日，Camden.SR6版本發佈於2017年3月10日，Dalston版本發佈於2017年4月12日，基本每月會發一次版本的迭代。從GitHub的代碼倉庫來看，Spring Cloud幾乎天天都有更新。阿里巴巴於2011年10月開源了Dubbo，開源後的Dubbo發展迅速，大概每2~3個月有一次版本更新。然而，從在2013年3月開始，Dubbo暫停了版本更新，並只在2014年10月發佈了一個小版本，修復了一個bug，以後長期處於版本中止更新的狀態。直到2017年9月，阿里巴巴中間件部門從新組建了Dubbo團隊，把Dubbo列爲重點開源項目，並在2017年9～11月期間，一直保持每個月一次版本更新的頻率。

從學習成本上考慮，Dubbo的版本趨於穩定，文檔完善，能夠即學即用，沒有太大難度。Spring Cloud 基於Spring Boot開發，須要開發者先學會Spring Boot。另外，Spring Cloud版本迭代快，須要快速跟進學習。Spring Cloud文檔大可能是英文的，要求學習者有必定的英文閱讀能力。此外，Spring Cloud文檔不少，不容易快速找到相應的文檔。

從開發風格上來說，Dubbo 更傾向於Spring Xml的配置方式，Dubbo官方也推薦這種方式。Spring Cloud基於Spring Boot，Spring Boot採用的是基於註解和JavaBean配置方式的敏捷開發。從開發速度上講，Spring Cloud具備更高的開發和部署速度。

最後，Spring Cloud 的通訊方式大多數是基於HTTP Restful風格的，服務與服務之間徹底無關、無耦合。因爲採用的是HTTP Rest，所以服務無關乎語言和平臺，只須要提供相應API接口，就能夠相互調用。Dubbo 的通訊方式基於遠程調用，對接口、平臺和語言有強依賴性。若是須要實現跨平臺調用服務，須要寫額外的中間件，這也是Dubbo存在的緣由。

Dubbo和Spring Cloud擁有各自的優缺點。Dubbo更易上手，而且普遍使用於阿里巴巴的各大站點，經歷了「雙11」期間高併發、大流量的檢驗，Dubbo框架很是成熟和穩定。Spring Cloud服務框架嚴格遵照Martin Fowler 提出的微服務規範，社區異常活躍，它極可能成爲微服務架構的標準。

1.5　Kubernetes簡介

Kubernetes是一個容器集羣管理系統，爲容器化的應用程序提供部署運行、維護、擴展、資源調度、服務發現等功能。

Kubernetes是Google運行Borg大規模系統達15年之久的一個經驗總結。Kubernetes結合了社區的最佳創意和實踐，旨在幫助開發人員將容器打包、動態編排，同時幫助各大公司向微服務方向進行技術演進。

它具備如下特色。

Planet Scale（大容量）：使用Kubernetes的各大公司（包括Google）每週運行了數十億個容器，這些容器的平臺採用一樣的設計原則。這些平臺在不增長DevOps團隊成員的狀況下，可讓容器數量增長，節省了人力成本，達到了複用性。

Never Outgrow（永不過期）：不管容器是運行在一個小公司的測試環境中，仍是運行在一個全球化企業的大型系統裏，Kubernetes都能靈活地知足複雜的需求。同時，不管業務多麼複雜，Kubernetes都能穩定地提供服務。

Run Anywhere（隨時隨地運行）：Kubernetes是開源的，能夠自由地利用內部、混合或公共雲的基礎組件進行部署，讓開發者能夠將更多的時間和精力投入在業務上，而不是服務部署上。

Kubernetes開源免費，是Google在過去15年時間裏部署、管理微服務的經驗結晶，因此目前Kubernetes在技術社區也是十分火熱。下面來看它提供的功能。

Automatic Binpacking（自動包裝）：根據程序自身的資源需求和一些其餘方面的需求自動配置容器。Kubernetes可以最大化地利用機器的工做負載，提升資源的利用率。

Self-healing（自我修復）：容器失敗自動重啓，當節點處於「死機」的狀態時，它會被替代並從新編排；當容器達到用戶設定的無響應的閥值時，它會被剔除，而且不讓其餘容器調用它，直到它恢復服務。

Horizontal scaling（橫向擴展）：能夠根據機器的CPU的使用率來調整容器的數量，只需開發人員在管理界面上輸入幾個命令便可。

Service discovery and load balancing（服務發現和負載均衡）：在不須要修改現有的應用程序代碼的狀況下，即可使用服務的發現機制。Kubernetes爲容器提供了一個虛擬網絡環境，每一個容器擁有獨立的IP地址和DNS名稱，容器之間實現了負載均衡。

Automated rollouts and rollbacks（自動部署或回滾）：Kubernetes支撐滾動更新模式，能逐步替換掉當前環境的應用程序和配置，同時監視應用程序運行情況，以確保不會同時殺死全部實例。若是出現問題，Kubernetes支持回滾更改。

Secret and configuration management（配置管理）：部署和更新應用程序的配置，不須要從新打鏡像，而且不須要在堆棧中暴露配置。

Storage orchestration（存儲編排）：自動安裝所選擇的存儲系統，不管是本地存儲、公共雲提供商（如GCP或AWS），仍是網絡存儲系統（如NFS、iSCSI、Gluster、Ceph、Cinder或Flocker）。

Batch execution（批量處理）：除了服務以外，Kubernetes還能夠管理批量處理和CI的工做負載，若是須要，能夠替換容器，如NFS、iSCSI、Gluster、Ceph、Cinder或Flocker等。

從Kubernetes提供的功能來看，Kubernetes徹底能夠成爲構建和部署微服務的一個工具，它是從服務編排上實現的，而不是代碼實現的。目前國外有不少知名的公司在使用Kubernetes，如Google、eBay、Pearson等。因爲它的開源免費，Microsoft、VMWare、Red Hat、CoreOS等公司紛紛加入並貢獻代碼。Kubernetes技術吸引了一大批公司和技術愛好者，它已經成爲容器管理的領導者。

1.6　Spring Could與Kubernetes比較

Spring Cloud是一個構建微服務的框架，而Kubernetes是經過對運行的容器的編排來實現構建微服務的。二者從構建微服務的角度和實現方式有很大的不一樣，但它們提供了構建微服務所需的所有功能。從提供的微服務所需的功能上看，二者不分上下，如表1-2所示。

表1-2　　Spring Cloud與Kubernetes比較

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Spring Cloud經過衆多的類庫來實現微服務系統所需的各個組件，同時不斷集成優秀的組件，因此Spring Cloud組件是很是完善的。Spring Cloud基於Spring Boot框架，有快速開發、快速部署的優勢。對於Java開發者來講，學習Spring Cloud的成本不高。

Kubernetes在編排上解決微服務的各個功能，例如服務發現、配置管理、負載均衡、容錯等。Kubernetes不侷限於Java平臺，也不侷限於語言，開發者能夠自由選擇開發語言進行項目開發。

與Kubernetes相比，Spring Cloud具備如下優勢。

採用Java語言開發，基於Spring平臺，繼承了Spring Boot快速開發的優點，是Java程序員實現微服務的最佳實踐。

Spring Cloud有大量的類庫和資源，基本上能解決全部可能出現的問題。

與Kubernetes比較，Spring Cloud具備如下缺點。

依賴於Java語言，不支持跨語言。

Spring Cloud 須要在代碼中關注微服務的功能點，例如服務發現、負載均衡等。Kubernetes則不須要關注這些。

下面介紹Kubernetes的優勢和缺點，優勢以下。

Kubernetes支持多種語言，而且是一個容器管理平臺。Kubernetes使程序容器化，並在容器管理上提供了微服務的功能，例如配置管理、服務發現、負載均衡等。Kubernetes可以被應用於多種場合，例如程序開發、測試環境、建立環境等。

Kubernetes除了提供基本的構建微服務的功能外，還提供了環境、資源限制、管理應用程序的生命週期的功能。Kubernetes更像是一個平臺，而Spring Cloud 是一個框架。

Kubernetes的缺點以下。

Kubernetes面向DevOps人員，普通的開發人員須要學習不少這方面的知識，學習成本很是高。

Kubernetes仍然是一個相對較新的平臺，發展十分迅速。新特性更新得快，因此須要DevOps人員跟進，不斷地學習。

Spring Cloud嘗試從Java類庫來實現微服務的全部功能，而Kubernetes嘗試從容器編排上實現全部的微服務功能，二者的實現角度和方式不同。我的以爲，二者最終的實現功能和效果上不分勝負，但從實現的方式上來說，Kubernetes略勝一籌。Kubernetes面向DevOps人員，學習成本高。Spring Cloud有不少的類庫，以Spring爲基礎，繼承了Spring Boot快速開發的優勢，爲Java程序員開發微服務提供了很好的體驗，學習成本也較低。因此兩者比較，各有優點。沒有最好的框架，也沒有最好的工具，關鍵是要適合業務需求和知足業務場景。

1.7　總結

本文首先介紹了微服務應該具有的功能，而後介紹了Spring Cloud和Spring Cloud的基本組件，最後介紹了Spring Cloud與Dubbo、Kubernetes之間的比較，以及它們的優缺點。Spring Cloud做爲Java語言的微服務落地框架，有不少的微服務組件。爲了按部就班地學習這些組件，之後章節將介紹構建微服務前的準備工做，這是學習Spring Cloud組件的基本前提。

本文摘自《深刻理解Spring Cloud與微服務構建》

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《深刻理解Spring Cloud與微服務構建》

方誌朋著

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談到微服務，你們衆說紛紜，但卻很難有一個清晰的概念來描述。微服務不是「銀彈」，我理解的微服務是一種文化，而咱們要作的就是將微服務的理念運用到實際開發中。通過一系列的技術選型，最終Spring Cloud憑藉其成熟的組件、完善的一站式解決方案，最終成爲了咱們落地微服務的選擇。

此時的Spring Cloud相關資料在國內仍是百裏挑一，沒有完整的中文書籍和教程能夠參考，只有官方的英文文檔以及網上零零散散的教程能夠閱讀。就是在這種狀況下，本書的做者方誌朋在公司技術選型以及後續的微服務落地過程當中，逐漸有了本身的積累和理解，同時在博客中連載了「史上最簡單的Spring Cloud教程」。此教程一出，就受到廣大程序員的歡迎，所以最終整理爲此書。

縱覽全書，文字清晰明瞭，經過理論結合實踐的方式介紹了Spring Cloud的每個組件的實踐，並解讀了部分源代碼。圖文並茂，語言樸實，不愧爲「簡單」之名。本書融合了做者實施微服務的一線經