SpringCloud概述(面试题)

SpringCloud简化了分布式系统基础设施的开发,提供服务发现、配置中心、智能路由等组件,适用于微服务架构。本文探讨其设计目标、优缺点及前景。

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什么是Spring Cloud

Spring Cloud是一系列框架的有序集合。它利用Spring Boot的开发便利性巧妙地简化了分布式系统基础设施的开发,如服务发现注册、配置中心、智能路由、消息总线、负载均衡、断路器、数据监控等,都可以用Spring Boot的开发风格做到一键启动和部署。Spring Cloud并没有重复制造轮子,它只是将各家公司开发的比较成熟、经得起实际考验的服务框架组合起来,通过Spring Boot风格进行再封装屏蔽掉了复杂的配置和实现原理,最终给开发者留出了一套简单易懂、易部署和易维护的分布式系统开发工具包。

设计目标

协调各个微服务,简化分布式系统开发。

优缺点

优点:

  1. 产出于Spring大家族,Spring在企业级开发框架中无人能敌,来头很大,可以保证后续的更新、完善
  2. 组件丰富,功能齐全。Spring Cloud 为微服务架构提供了非常完整的支持。例如、配置管理、服务发现、断路器、微服务网关等;
  3. Spring Cloud 社区活跃度很高,教程很丰富,遇到问题很容易找到解决方案
  4. 服务拆分粒度更细,耦合度比较低,有利于资源重复利用,有利于提高开发效率
  5. 可以更精准的制定优化服务方案,提高系统的可维护性
  6. 减轻团队的成本,可以并行开发,不用关注其他人怎么开发,先关注自己的开发
  7. 微服务可以是跨平台的,可以用任何一种语言开发
  8. 适于互联网时代,产品迭代周期更短

缺点:

  1. 微服务过多,治理成本高,不利于维护系统
  2. 分布式系统开发的成本高(容错,分布式事务等)对团队挑战大

总的来说优点大过于缺点,目前看来Spring Cloud是一套非常完善的分布式框架,目前很多企业开始用微服务、Spring
Cloud的优势是显而易见的。因此对于想研究微服务架构的同学来说,学习Spring Cloud是一个不错的选择。

Spring Cloud发展前景

Spring Cloud对于中小型互联网公司来说是一种福音,因为这类公司往往没有实力或者没有足够的资金投入去开发自己的分布式系统基础设施,使用Spring Cloud一站式解决方案能在从容应对业务发展的同时大大减少开发成本。同时,随着近几年微服务架构和Docker容器概念的火爆,也会让Spring Cloud在未来越来越“云”化的软件开发风格中立有一席之地,尤其是在五花八门的分布式解决方案中提供了标准化的、全站式的技术方案,意义可能会堪比当年Servlet规范的诞生,有效推进服务端软件系统技术水平的进步。

服务注册和发现是什么意思?Spring Cloud 如何实现?

当我们开始一个项目时,我们通常在属性文件中进行所有的配置。随着越来越多的服务开发和部署,添加和修改这些属性变得更加复杂。有些服务可能会下降,而某些位置可能会发生变化。手动更改属性可能会产生问题。 Eureka 服务注册和发现可以在这种情况下提供帮助。由于所有服务都在 Eureka 服务器上注册并通过调用 Eureka 服务器完成查找,因此无需处理服务地点的任何更改和处理。

什么是Spring Cloud Config?

在分布式系统中,由于服务数量巨多,为了方便服务配置文件统一管理,实时更新,所以需要分布式配置中心组件。在Spring Cloud中,有分布式配置中心组件spring cloud config ,它支持配置服务放在配置服务的内存中(即本地),也支持放在远程Git仓库中。在spring cloud config 组件中,分两个角色,一是config server,二是config client。
使用:

(1)添加pom依赖

(2)配置文件添加相关配置

(3)启动类添加注解@EnableConfigServer

Spring Cloud Gateway?

Spring Cloud Gateway是Spring Cloud官方推出的第二代网关框架,取代Zuul网关。网关作为流量的,在微服务系统中有着非常作用,网关常见的功能有路由转发、权限校验、限流控制等作用。

使用了一个RouteLocatorBuilder的bean去创建路由,除了创建路由RouteLocatorBuilder可以让你添加各种predicates和filters,predicates断言的意思,顾名思义就是根据具体的请求的规则,由具体的route去处理,filters是各种过滤器,用来对请求做各种判断和修改。

什么是Spring Cloud Bus?

spring cloud bus 将分布式的节点用轻量的消息代理连接起来,它可以用于广播配置文件的更改或者服务直接的通讯,也可用于监控。
如果修改了配置文件,发送一次请求,所有的客户端便会重新读取配置文件。
使用:
1.添加依赖
2.配置rabbimq

负载平衡的意义什么?

在计算中,负载平衡可以改善跨计算机,计算机集群,网络链接,中央处理单元或磁盘驱动器等多种计算资源的工作负载分布。负载平衡旨在优化资源使用,最大化吞吐量,最小化响应时间并避免任何单一资源的过载。使用多个组件进行负载平衡而不是单个组件可能会通过冗余来提高可靠性和可用性。负载平衡通常涉及专用软件或硬件,例如多层交换机或域名系统服务器进程。

Rest和RPC对比

  1. RPC最主要的缺陷就是服务提供方和调用方式之间依赖太强,我们需要为每一个微服务进行接口的定义,并通过持续继承发布,需要严格的版本控制才不会出现服务提供和调用之间因为版本不同而产生的冲突
  2. 而REST是轻量级的接口,服务的提供和调用不存在代码之间的耦合,只是通过一个约定进行规范,但也有可能出现文档和接口不一致而导致的服务集成问题,但可以通过swagger工具整合,是代码和文档一体化解决,所以REST在分布式环境下比RPC更加灵活

Eureka和ZooKeeper的区别

  1. Eureka取CAP的AP,注重可用性,Zookeeper取CAP的CP注重一致性。
  2. ZooKeeper在选举期间注册服务瘫痪,虽然服务最终会恢复,但是选举期间不可用的
  3. eureka的自我保护机制,会导致一个结果就是不会再从注册列表移除因长时间没收到心跳而过期的服务。依然 能接受新服务的注册和查询请求,但不会被同步到其他节点。不会服务瘫痪。
  4. ZooKeeper有Leader和Follower角色,Eureka各个节点平等
  5. ZooKeeper采用过半数存活原则,Eureka采用自我保护机制解决分区问题
  6. Eureka本质上是一个工程,而ZooKeeper只是一个进程

eureka自我保护机制是什么?

当Eureka Server 节点在短时间内丢失了过多实例的连接时(比如网络故障或频繁启动关闭客户端)节点会进入自我保护模式,保护注册信息,不再删除注册数据,故障恢复时,自动退出自我保护模式。

什么是服务熔断?什么是服务降级?

服务直接的调用,比如在高并发情况下出现进程阻塞,导致当前线程不可用,慢慢的全部线程阻塞,导致服务器雪崩。
服务熔断:相当于保险丝,出现某个异常,直接熔断整个服务,而不是一直等到服务超时。通过维护一个自己的线程池,当线程到达阈值的时候就启动服务降级,如果其他请求继续访问就直接返回fallback的默认值。

什么是Ribbon?

ribbon是一个负载均衡客户端,可以很好的控制htt和tcp的一些行为。feign默认集成了ribbon。

Ribbon负载均衡能干什么?

  1. 将用户的请求平摊的分配到多个服务上
  2. 集中式LB即在服务的消费方和提供方之间使用独立的LB设施(可以是硬件,如F5, 也可以是软件,如nginx), 由该设施负责把访问请求通过某种策略转发至服务的提供方;
  3. 进程内LB将LB逻辑集成到消费方,消费方从服务注册中心获知有哪些地址可用,然后自己再从这些地址中选择出一个合适的服务器。

Ribbon就属于进程内LB,它只是一个类库,集成于消费方进程,消费方通过它来获取到服务提供方的地址。

什么是feigin?它的优点是什么?

  1. feign采用的是基于接口的注解
  2. feign整合了ribbon,具有负载均衡的能力
  3. 整合了Hystrix,具有熔断的能力

使用:

  1. 添加pom依赖。
  2. 启动类添加@EnableFeignClients
  3. 定义一个接口@FeignClient(name=“xxx”)指定调用哪个服务

Ribbon和Feign的区别?

  1. Ribbon都是调用其他服务的,但方式不同。
  2. 启动类注解不同,Ribbon是@RibbonClient feign的是@EnableFeignClients
  3. 服务指定的位置不同,Ribbon是在@RibbonClient注解上声明,Feign则是在定义抽象方法的接口中使用@FeignClient声明。
  4. 调用方式不同,Ribbon需要自己构建http请求,模拟http请求然后使用RestTemplate发送给其他服务,步骤相当繁琐。Feign需要将调用的方法定义成抽象方法即可。

什么是 zuul路由网关?

  1. Zuul 包含了对请求的路由和过滤两个最主要的功能:其中路由功能负责将外部请求转发到具体的微服务实例上,是实现外部访问统一入口的基础而过滤器功能则负责对请求的处理过程进行干预,是实现请求校验、服务聚合等功能的基础、
  2. Zuul和Eureka进行整合,将Zuul自身注册为Eureka服务治理下的应用,同时从Eureka中获得其他微服务的消息,也即以后的访问微服务都是通过Zuul跳转后获得。

注意: Zuul服务最终还是会注册进Eureka 提供=代理+路由+过滤 三大功能。

springcloud断路器作用?

当一个服务调用另一个服务由于网络原因或自身原因出现问题,调用者就会等待被调用者的响应 当更多的服务请求到这些资源导致更多的请求等待,发生连锁效应(雪崩效应)
断路器有完全打开状态:一段时间内 达到一定的次数无法调用 并且多次监测没有恢复的迹象 断路器完全打开 那么下次请求就不会请求到该服务
半开:短时间内 有恢复迹象 断路器会将部分请求发给该服务,正常调用时 断路器关闭
关闭:当服务一直处于正常状态 能正常调用

架构?

在微服务架构中,需要几个基础的服务治理组件,包括服务注册与发现、服务消费、负载均衡、断路器、智能路由、配置管理等,由这几个基础组件相互协作,共同组建了一个简单的微服务系统

在Spring Cloud微服务系统中,一种常见的负载均衡方式是,客户端的请求首先经过负载均衡(zuul、Ngnix),再到达服务网关(zuul集群),然后再到具体的服。,服务统一注册到高可用的服务注册中心集群,服务的所有的配置文件由配置服务管理,配置服务的配置文件放在git仓库,方便开发人员随时改配置。

什么是Hystrix?

防雪崩利器,具备服务降级,服务熔断,依赖隔离,监控(Hystrix Dashboard)
服务降级:
双十一 提示 哎哟喂,被挤爆了。 app秒杀 网络开小差了,请稍后再试。
优先核心服务,非核心服务不可用或弱可用。通过HystrixCommand注解指定。
fallbackMethod(回退函数)中具体实现降级逻辑。

微服务的优缺点分别是什么?说下你在项目开发中碰到的坑?

优点:

  1. 每个服务足够内聚,足够小,代码容易理解这样能聚焦一个指定的业务功能或业务需求
  2. 开发简单、开发效率提高,一个服务可能就是专一的只干一件事。
  3. 微服务能够被小团队单独开发,这个小团队是2到5人的开发人员组成。
  4. 微服务是松耦合的,是有功能意义的服务,无论是在开发阶段或部署阶段都是独立的。
  5. 微服务能使用不同的语言开发。
  6. 易于和第三方集成,微服务允许容易且灵活的方式集成自动部署,通过持续集成工具,如Jenkins, Hudson, bamboo 。
  7. 微服务易于被一个开发人员理解,修改和维护,这样小团队能够更关注自己的工作成果。无需通过合作才能体现价值。
  8. 微服务允许你利用融合最新技术。
  9. 微服务只是业务逻辑的代码,不会和HTML,CSS 或其他界面组件混合。
  10. 每个微服务都有自己的存储能力,可以有自己的数据库。也可以有统一数据库。

缺点:

  1. 多服务运维难度,随着服务的增加,运维的压力也在增大
  2. 系统部署依赖
  3. 服务间通信成本
  4. 数据一致性
  5. 系统集成测试
  6. 性能监控
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