微服务架构核心技术-优快云博客

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📕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。

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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的核心组件，它允许服务实例之间的动态通信。以下是各个服务发现与注册中心的实现细节：

Eureka服务端/客户端：Eureka采用拉取式服务发现机制，客户端周期性地向服务端发送心跳请求，以保持服务注册的有效性。服务端维护一个服务实例列表，客户端通过发送REST请求从服务端获取服务实例信息。Eureka支持自我保护机制，当检测到网络分区时，服务端会进入自我保护状态，避免误判服务实例故障而将其剔除。
Consul集成：Consul采用基于Raft协议的分布式一致性算法保证服务注册中心的可靠性。服务实例在启动时会向Consul注册自身信息，并在停止时注销。Consul支持服务健康检查，可以自动剔除不健康的服务实例。
Nacos多模式支持：Nacos支持服务注册、发现、配置和共享等功能。它支持两种服务发现模式：客户端发现和服务端发现。客户端发现模式中，服务实例在启动时向Nacos注册自身信息，客户端通过Nacos发现服务实例。服务端发现模式中，服务实例通过SDK向Nacos注册自身信息，服务端通过Nacos获取服务实例信息。

健康检查机制

健康检查机制用于监控服务实例的健康状态，以下是一些常见的健康检查实现方式：

Spring Boot Actuator：Spring Boot Actuator提供了一系列端点，用于监控和管理Spring Boot应用。其中，/health端点可以用于检查应用的健康状态。开发者可以根据需要自定义健康指标，并通过Actuator端点暴露。
自定义健康指标：在Spring Boot应用中，可以通过实现HealthIndicator接口自定义健康指标。HealthIndicator接口提供了check方法，用于返回健康状态信息。
外部健康检查：可以使用第三方工具（如Zabbix、Prometheus等）进行外部健康检查，通过发送HTTP请求或JMX连接等方式获取应用的健康状态信息。

二、服务通信

客户端负载均衡

客户端负载均衡是在服务消费者端实现的负载均衡策略，以下是一些常见的负载均衡算法：

轮询算法：按照服务实例的顺序依次选择一个实例进行请求处理。
随机算法：从所有服务实例中随机选择一个实例进行请求处理。
权重轮询算法：根据服务实例的权重进行轮询，权重高的实例被选择的概率更大。
最少连接数算法：选择连接数最少的服务实例进行请求处理。

声明式调用

声明式调用简化了服务间通信的复杂性，以下是一些常见的声明式调用框架：

Feign：Feign是Spring Cloud组件之一，它使用注解和契约来声明服务间通信。Feign支持多种HTTP客户端，如OkHttpClient、Apache HttpClient等。
OpenFeign：OpenFeign是一个独立于Spring Cloud的Feign实现，它提供了更多的灵活性和扩展性。

三、容错保护

断路器模式

断路器模式是一种用于保护系统稳定性的重要机制，以下是一些常见的断路器实现方式：

Hystrix：Hystrix是一个延迟容忍、熔断、故障隔离和回退的库。它通过实现断路器模式来保护系统的稳定性。Hystrix支持多种熔断策略，如熔断阈值、熔断时间窗口等。
Resilience4j：Resilience4j是一个Java库，提供了一系列的容错和熔断机制，如断路器、限流、重试等。

限流防护

限流防护可以防止系统过载，以下是一些常见的限流算法：

令牌桶算法：令牌桶算法通过控制令牌的发放速度来限制请求的速率。
漏桶算法：漏桶算法通过控制水滴的流出速度来限制请求的速率。
滑动窗口算法：滑动窗口算法通过维护一个滑动窗口来计算请求的速率。

四、网关路由

智能路由

智能路由可以根据不同的请求参数或业务场景动态调整路由策略，以下是一些常见的智能路由实现方式：

Zuul过滤器：Zuul过滤器可以用于实现路由策略，如动态路由、灰度发布等。
Spring Cloud Gateway：Spring Cloud Gateway是一个基于Spring 5、Project Reactor和Spring WebFlux构建的网关框架。它提供了动态路由、过滤器、断言等特性。

API聚合

API聚合可以将多个微服务组合成一个统一的API，以下是一些常见的API聚合实现方式：

Spring CloudZuul：Spring CloudZuul可以将多个微服务组合成一个统一的API，并通过Zuul过滤器进行请求路由和参数修改。
Spring Cloud Gateway：Spring Cloud Gateway支持API聚合，可以将多个微服务组合成一个统一的API。

五、消息驱动

消息中间件

消息中间件是实现异步通信和消息解耦的重要工具，以下是一些常见的消息中间件：

RabbitMQ：RabbitMQ是一个开源的消息中间件，支持多种消息传递模式，如点对点、发布订阅等。
Kafka：Kafka是一个分布式流处理平台，它通过分区策略来实现消息的负载均衡和高可用性。

事件溯源

事件溯源是一种持久化记录系统状态变化的方法，以下是一些常见的事件溯源实现方式：

Kafka：Kafka可以用于实现事件溯源，通过将事件消息存储在Kafka中，可以追踪系统的状态变化。
RabbitMQ：RabbitMQ可以用于实现事件溯源，通过将事件消息存储在RabbitMQ中，可以追踪系统的状态变化。

六、分布式增强

分布式锁实现

分布式锁可以保证在分布式系统中对同一资源进行访问的互斥性，以下是一些常见的分布式锁实现方式：

Redis：Redis可以实现分布式锁，通过设置key的过期时间来保证锁的互斥性。
ZooKeeper：ZooKeeper可以实现分布式锁，通过创建临时节点来保证锁的互斥性。
etcd：etcd可以实现分布式锁，通过创建临时节点来保证锁的互斥性。

分布式事务协调

分布式事务协调确保了分布式系统中多个服务之间的数据一致性，以下是一些常见的分布式事务协调实现方式：

分布式事务框架：分布式事务框架（如Seata、TCC等）可以实现分布式事务协调，通过两阶段提交协议来保证数据一致性。
分布式事务中间件：分布式事务中间件（如Atomikos、Narayana等）可以实现分布式事务协调，通过两阶段提交协议来保证数据一致性。

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