SpringCloud（二）--核心组件介绍

SpringCloud是一个全家桶式的技术栈，包含了很多的组件，本文从最核心的几个组件入手，来剖析一下其底层的工作原理。

业务场景介绍

现在要开发一个电商网站，要实现支付订单的功能，流程如下：

• 创建一个订单后，如果用户立刻支付了这个订单，我们需要将订单状态更新为“已支付”。
• 扣减相应的商品库存
• 通知仓储中心，进行发货
• 给用户的这次购物增加相应的积分

针对上述流程，我们需要有订单服务、库存服务、仓储服务、积分服务。整个流程的大体思路是：

• 用户针对一个订单完成支付之后，就会去找订单服务，更新订单状态。
• 订单服务调用库存服务，完成相应的功能
• 订单服务调用仓储服务，完成相应的功能
• 订单服务调用积分服务，完成相应的功能

各服务之间的调用过程：

接下来看一下Spring Cloud微服务架构中，这几个组件是如何相互协作，各自发挥作用的。

SpringCloud核心组件：Eureka

问题

订单服务想要调用库存服务、仓储服务或者积分服务，如何进行调用？

• 订单服务根本不知道库存等其他服务在哪个机器上，就算想要发起一个请求，也不知道发送给谁。
• 这时候就可以利用Spring Cloud Eureka出场了。Eureka是微服务架构中的注册中心，专门负责服务的注册与发现。

整体流程图

过程解析

库存服务、仓储服务、积分服务中都有一个Eureka Client组件，这个组件专门负责将这个服务的信息注册到Eureka Server中，就是告诉Eureka Server，自己在哪台机器上，监听着哪个端口。Eureka Server是一个注册中心，里面有一个注册表，保存了各服务所在的机器和端口号。
订单服务也有一个Eureka Client组件，这个Eureka Client组件会找Eureka Server问一下：库存服务在哪台机器啊？监听着哪个端口啊？仓储服务呢？积分服务呢？然后就可以把这些相关信息从Eureka Server的注册表中拉取到自己本地缓存起来。
这时如果订单服务想要调用库存服务，就可以找自己本地的Eureka Client问一下库存服务在哪台机器？监听哪个端口？收到响应后，紧接着就可以发送一个请求过去，调用库存服务扣减库存的那个接口！同理，如果订单服务要调用仓储服务、积分服务，也是这个过程。

总结

• Eureka Client：负责将这个服务的信息注册到Eureka Server中。
• Eureka Server：注册中心，里面有一个注册表，保存了各个服务所在的机器和端口号。

Spring Cloud核心组件：Feign

问题

经过Eureka组件，订单服务已经知道库存等其他服务在哪里了，同时也监听着哪些端口号，但是又有一个新的问题：订单服务是不是要自己写一堆代码，来跟其他服务建立网络连接，然后构造一个复杂的请求，接着把请求发送过去，最后对返回的响应结果再写一大堆代码进行相应的处理啊？
进行服务间调用时，每次需要手写的代码量非常大。Feign为我们提供了优雅的解决方案。

使用Feign没有底层的建立连接、构造请求、解析相应代码，直接用注解定义一个FeignClient接口，然后调用这个接口就可以了。Feign client会在底层根据注解，跟指定的服务建立连接、构造请求、发起请求、获取响应、解析响应等等。

底层原理

Feign的一个关键机制是使用了动态代理。

• 如果对某个接口定义了@FeignClient注解，Feign就会针对这个接口创建一个动态代理
• 要调用那个接口，本质就是调用Feign创建的动态代理，这是核心中的核心。
• Feign的动态代理会根据在接口上的@RequestMapping等注解，来动态构造出你要请求的服务的地址
• 最后针对这个地址，发起请求、解析响应。

SpringCloud核心组件：Ribbon

问题

如果库存服务部署在了5台机器上，Feign怎么知道该请求哪台机器呢？
这时Spring Cloud Ribbon就派上用场了，Ribbon专门用来解决这个问题，他的作用是负载平衡，会帮我们在每次请求的时候选择一台机器，均匀的把请求分发到各个机器上。

原理解析

Ribbon的负载均衡默认使用的是最经典的Round Robin轮询算法，简单来说，就是如果订单服务对库存服务发起10次请求，那就先让你请求第一台机器，然后是第二台机器、第三台机器等，接着再来一次循环，以此类推。
Ribbon是和Feign紧密协作来完成工作的：

• 首先Ribbon会从Eureka Client里获取到对应的服务注册表，也就知道了所有的服务都部署在了哪些机器上，在监听哪些端口号。
• 然后Ribbon就可以使用默认的Round Robin算法，从中选择一台机器
• Feign就会针对这台机器，构造并发起请求

Spring Cloud核心组件：Hystrix

问题

在微服务架构中，一个系统会有很多的服务，以本文的业务场景为例：

订单服务在一个业务流程里需要调用三个服务。现在假设订单服务自己最多只有100个线程可以处理请求，然后呢，积分服务不幸的挂了，每次订单服务调用积分服务的时候，都会卡住几秒钟，然后抛出—个超时异常。

将会导致的问题：

• 如果系统处于高并发的场景下，大量请求涌过来的时候，订单服务的100个线程都会卡在请求积分服务这块。导致订单服务没有一个线程可以处理请求。
• 然后就会导致别人请求订单服务的时候，发现订单服务也挂了，不响应任何请求了。

上面这个问题，就是微服务架构中恐怖的服务雪崩问题：

这么多服务互相调用，要是不做任何保护的话，某一个服务挂了，就会引起连锁反应，导致别的服务也挂。比如积分服务挂了，会导致订单服务的线程全部卡在请求积分服务这里，没有一个线程可以工作，瞬间导致订单服务也挂了，别人请求订单服务全部会卡住，无法响应。

• 如何使得就算积分服务挂了，订单服务也可以不用挂？
  这时就要使用Hystrix了，Hystrix是隔离、熔断以及降级的一个框架，它会搞很多个小小的线程池，比如订单服务请求库存服务是一个线程池，请求仓储服务是一个线程池，请求积分服务是一个线程池，每个线程池里的线程就仅仅用于请求那个服务。

• 如果积分服务挂了，会怎样？
  会导致订单服务里那个用来调用积分服务的线程都卡死不能工作了。但是由于订单服务调用库存服务、仓储服务的这两个线程都是正常工作的，所以这两个服务不会受到任何影响。
  这个时候如果别人请求订单服务，订单服务还是可以正常调用库存服务扣减库存，调用仓储服务通知发货。只不过调用积分服务的时候，每次都会报错。

• 如果积分服务挂了，每次调用都会卡顿几秒该如何解决？
  直接对积分服务熔断，比如在5分钟内请求积分服务直接就返回了，不要去走网络请求卡住几秒钟，这个过程就是所谓的熔断。

• 积分服务挂了就进行熔断，主要进行什么操作，从而不直接返回？
  进行降级，每次调用积分服务，就在数据库里记录一条消息，说给某某用户增加了多少积分，因为积分服务挂了，导致没增加成功。这样等积分服务恢复了，就可以根据这些记录手工加一下积分。这个过程，就是所谓的降级。
  

Spring Cloud核心组件：Zuul

Zuul，也就是微服务网关，这个组件是负责网络路由的。
假设后台部署了几百个服务，现在前端请求直接从浏览器发过来要请求一下库存服务，如果要求它记住服务的名字，部署在5台机器上以及几百个服务的名称和地址压根是不现实的。
所以微服务架构中必然会设计一个网关在里面，像android、ios、pc前端、微信小程序、H5等等，不用去关心后端有几百个服务，就知道有一个网关，所有请求都往网关走，网关会根据请求中的一些特征，将请求转发给后端的各个服务。
并且有了一个网关之后，还可以做统一的降级、限流、认证授权、安全等等。

总结

上述几个Spring Cloud核心组件，在微服务架构中分别扮演的角色：

• Eureka：各个服务启动时，Eureka Client都会将服务注册到Eureka Server，并且Eureka Client还可以反过来从Eureka Server拉取注册表，从而知道其他服务在哪里。
• Ribbon：服务间发起请求的时候，基于Ribbon做负载均衡，从一个服务的多台机器中选择一台。
• Feign：基于Feign的动态代理机制，根据注解和选择的机器，拼接请求URL地址，发起请求。
• Hystrix：发起请求是通过Hystrix的线程池来走的，不同的服务走不同的线程池，实现了不同服务调用的隔离，避免了服务雪崩的问题。
• Zuul：如果前端、移动端要调用后端系统，统一从Zuul网关进入，由Zuul网关转发请求给对应的服务。

框架原理：

感谢并参考：
https://blog.youkuaiyun.com/qq_41701956/article/details/83829539