微服务架构核心技术

📕我是廖志伟，一名Java开发工程师、《Java项目实战——深入理解大型互联网企业通用技术》（基础篇）、（进阶篇）、（架构篇）清华大学出版社签约作家、Java领域优质创作者、优快云博客专家、阿里云专家博主、51CTO专家博主、产品软文专业写手、技术文章评审老师、技术类问卷调查设计师、幕后大佬社区创始人、开源项目贡献者。

📘拥有多年一线研发和团队管理经验，研究过主流框架的底层源码(Spring、SpringBoot、SpringMVC、SpringCloud、Mybatis、Dubbo、Zookeeper)，消息中间件底层架构原理(RabbitMQ、RocketMQ、Kafka)、Redis缓存、MySQL关系型数据库、 ElasticSearch全文搜索、MongoDB非关系型数据库、Apache ShardingSphere分库分表读写分离、设计模式、领域驱动DDD、Kubernetes容器编排等。不定期分享高并发、高可用、高性能、微服务、分布式、海量数据、性能调优、云原生、项目管理、产品思维、技术选型、架构设计、求职面试、副业思维、个人成长等内容。

🌾阅读前，快速浏览目录和章节概览可帮助了解文章结构、内容和作者的重点。了解自己希望从中获得什么样的知识或经验是非常重要的。建议在阅读时做笔记、思考问题、自我提问，以加深理解和吸收知识。阅读结束后，反思和总结所学内容，并尝试应用到现实中，有助于深化理解和应用知识。与朋友或同事分享所读内容，讨论细节并获得反馈，也有助于加深对知识的理解和吸收。💡在这个美好的时刻，笔者不再啰嗦废话，现在毫不拖延地进入文章所要讨论的主题。接下来，我将为大家呈现正文内容。

一、服务治理

服务发现与注册

服务发现与注册是微服务架构中实现服务间通信的基础。在Spring Cloud中，Eureka、Consul和Nacos都是常用的服务发现与注册中心。

Eureka服务端/客户端

Eureka服务端采用Paxos算法保证服务注册列表的高可用性。客户端在启动时向Eureka服务端注册，并定期发送心跳以维持注册状态。当服务实例下线时，Eureka服务端会通过自我保护机制防止误判，并等待服务实例恢复。

Consul集成

Consul使用Raft算法保证数据一致性，并支持服务发现、配置管理和健康检查等功能。Spring Cloud与Consul的集成主要通过Spring Cloud Consul的客户端库实现，包括服务注册、服务发现和健康检查等。

Nacos多模式支持

Nacos支持服务发现、配置管理和动态配置等功能。Spring Cloud Nacos客户端库提供了服务注册、服务发现、配置获取和动态配置刷新等功能。Nacos支持多种部署模式，包括单机模式、集群模式和混合模式。

健康检查机制

健康检查机制用于确保服务实例在运行状态良好时才被其他服务调用。Spring Cloud提供了多种健康检查机制，包括：

• Spring Boot Actuator：提供丰富的端点，用于监控和管理Spring Boot应用程序。
• 自定义健康指标：通过实现HealthIndicator接口，自定义健康指标。
• 健康状态聚合：通过HealthStatusAggregator接口，聚合多个健康指标。

配置中心

配置中心允许集中管理微服务配置，并支持动态刷新。Spring Cloud Config支持多种配置存储方式，包括Git、数据库和本地文件系统等。

• Spring Cloud Config Server：作为配置中心，负责存储和管理配置文件。
• 配置客户端：通过Spring Cloud Config Client获取配置信息。
• 配置动态刷新：通过Spring Cloud Bus实现配置动态刷新。

二、服务通信

客户端负载均衡

客户端负载均衡通过负载均衡器分散请求到多个服务实例，提高系统可用性和性能。Ribbon是Spring Cloud提供的客户端负载均衡实现。

• Ribbon Rule：Ribbon提供了多种负载均衡策略，如轮询、随机、最小连接数等。
• 自定义负载均衡规则：通过实现IRule接口，自定义负载均衡规则。
• 负载均衡器：Ribbon默认使用Netflix Ribbon作为负载均衡器，支持多种负载均衡算法。

声明式调用

声明式调用简化了服务间的调用过程。Feign是Spring Cloud提供的声明式调用框架。

• Feign Client：通过注解定义服务接口，实现服务调用。
• Feign Client Builder：通过Feign Client Builder配置Feign Client的行为。
• Feign Client Interceptor：通过实现RequestInterceptor接口，自定义请求处理逻辑。

三、容错保护

断路器模式

断路器模式用于防止系统因单个服务故障而崩溃。Hystrix是Spring Cloud提供的断路器实现。

• Hystrix Command：通过Hystrix Command封装服务调用，实现熔断、降级和回退逻辑。
• Hystrix Dashboard：通过Hystrix Dashboard监控Hystrix组件的实时状态。
• Hystrix Thread Pool：通过Hystrix Thread Pool隔离服务调用，防止线程资源耗尽。

限流防护

限流防护防止系统过载。Sentinel是Spring Cloud提供的限流组件。

• Sentinel Dashboard：通过Sentinel Dashboard监控限流组件的实时状态。
• 限流规则：通过配置限流规则，如QPS、线程数等，控制服务访问量。
• 系统自适应保护：根据系统负载动态调整限流规则。

四、网关路由

智能路由

网关路由负责将请求路由到正确的服务实例。Zuul是Spring Cloud提供的API网关实现。

• Zuul Filter：通过实现ZuulFilter接口，自定义请求处理逻辑。
• 动态路由表：通过配置动态路由表，实现路由规则的动态调整。
• 灰度发布：通过配置灰度发布规则，实现服务版本的平滑升级。

API聚合

API聚合将多个服务接口整合为一个统一的接口。Spring Cloud Gateway提供了API聚合功能。

• 请求改写规则：通过配置请求改写规则，实现路径改写、参数改写等。
• 跨域处理：通过配置跨域处理规则，实现API的跨域访问。

五、消息驱动

消息中间件

消息中间件用于异步通信，提高系统解耦。Spring Cloud Stream支持与多种消息中间件集成，如RabbitMQ、Kafka和ActiveMQ等。

• 绑定器：通过实现Binder接口，将消息发送到相应的消息队列。
• 分区策略：通过配置分区策略，提高消息处理能力。
• 事务消息：通过实现TransactionMessageHandler接口，支持事务消息。

事件溯源

事件溯源是一种记录系统事件的方法，便于问题追踪和系统监控。Spring Cloud Stream支持事件溯源功能。

• 消息轨迹追踪：通过记录消息传递过程中的关键信息，实现问题追踪。
• 死信队列：通过处理无法投递的消息，避免系统崩溃。

六、分布式增强

分布式锁实现

分布式锁用于确保在分布式环境下，同一时间只有一个进程可以访问共享资源。Spring Cloud Alibaba提供了分布式锁的实现。

• Redisson：通过Redisson实现分布式锁，支持多种锁类型，如可重入锁、公平锁等。
• 链路追踪：通过链路追踪技术，实现分布式锁的监控和管理。

分布式事务协调

分布式事务协调确保分布式系统中事务的原子性。Spring Cloud Alibaba提供了分布式事务协调的实现。

• Seata：通过Seata实现分布式事务协调，支持多种事务类型，如两阶段提交、补偿事务等。
• 分布式事务管理器：通过分布式事务管理器，实现分布式事务的协调和管理。

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