深入學習SpringCloud之SpringCloud簡介

Spring Cloud是什麼?

SpringCloud官網:http://spring.io
Spring Cloud是一個一站式的開發分佈式系統的框架,為開發者提供瞭一系列的構建分佈式系統的工具集。Spring Cloud為開發人員提供瞭快速構建分佈式系統中一些常見模式的工具(比如:配置管理,服務發現,斷路器,智能路由、微代理、控制總線、全局鎖、決策競選、分佈式會話和集群狀態管理等)。開發分佈式系統都需要解決一系列共同關心的問題,而使用Spring Cloud可以快速地實現這些分佈式開發共同關心的問題,並能方便地在任何分佈式環境中部署與運行。Spring Cloud這個一站式地分佈式開發框架,被近年來流行的“微服務”架構所大力推崇,成為目前進行微服務架構的優先選擇工具。Spring Cloud基於Spring Boot框架構建微服務架構,學習Spring Cloud需要先學習Spring Boot。
Spring Cloud利用Spring Boot的開發便利性巧妙地簡化瞭分佈式系統基礎設施的開發,如服務發現註冊、配置中心、消息總線、負載均衡、斷路器、數據監控等,都可以用Spring Boot的開發風格做到一鍵啟動和部署。Spring並沒有重復制造輪子,它隻是將目前各傢公司開發的比較成熟、經得起實際考驗的服務框架組合起來,通過Spring Boot風格進行再封裝屏蔽掉瞭復雜的配置和實現原理,最終給開發者留出瞭一套簡單易懂、易部署和易維護的分佈式系統開發工具包。
微服務是可以獨立部署、水平擴展、獨立訪問(或者有獨立的數據庫)的服務單元,SpringCloud就是這些微服務的大管傢,采用瞭微服務這種架構之後,項目的數量會非常多,springcloud做為大管傢需要管理好這些微服務,自然需要很多小弟來幫忙。

Spring Cloud的版本

Spring Cloud最早是從2014年推出的,在推出的前期更新迭代速度非常快,頻繁發佈新版本,目前更趨於穩定,變化稍慢一些。

Spring Cloud的版本並不是傳統的使用數字的方式標識,而是使用諸如:Angel、Brixton、Camden..、Finchley…等倫敦的地名來命名版本,版本的先後順序使用字母表A-Z的先後來標識,,現在已經進入F版本。

Spring Cloud與Spring Boot版本匹配關系(省略瞭一部分不用的版本)

2020.0.x aka Ilford 兼容Spring Boot 2.4.X
Hoxton 兼容Spring Boot 2.2.x, 2.3.x (Starting with SR5)
Greenwich 兼容Spring Boot 2.1.x
Finchley 兼容Spring Boot 2.0.x,不兼容Spring Boot 1.5.x
Angel 兼容Spring Boot 1.2.x

Spring Cloud和Spring Boot的關系

Spring Boot是Spring的一套快速配置腳手架,可以基於Spring Boot快速開發單個微服務。Spring Cloud基於Spring Boot框架構建微服務架構,學習Spring Cloud需要先學習Spring Boot。Spring Boot專註於快速、方便集成的單個個體,Spring Cloud是關註全局的服務治理框架。Spring Boot使用瞭默認大於配置的理念,很多集成方案已經幫你選擇好瞭,能不配置就不配置,Spring Cloud很大的一部分是基於Spring Boot來實現。Spring Cloud可以不基於Spring Boot嗎?不可以。
Spring Boot可以離開Spring Cloud獨立使用開發項目,但是Spring Cloud離不開Spring Boot,屬於依賴的關系。Spring -> Spring Boot > Spring Cloud這樣的關系。

Spring Cloud的整體架構

 Service Provider: 暴露服務的服務提供方。

Service Consumer:調用遠程服務的服務消費方。
EureKa Server: 服務註冊中心和服務發現中心。 

Spring Cloud中的成員

Spring Cloud並不是從零開始開發一整套微服務解決方案,而是集成各個開源軟件,構成一整套的微服務解決方案,這其中有非常著名的Netflix公司的開源產品。

Netflix公司成立於1997年,是目前美國最大的版權視頻交易網站。Netflix公司在不斷發展的過程中,也成為瞭一傢雲計算公司,並積極參與開源項目,Netflix OSS(Open Source)就是由Netflix公司主持開發的一套代碼框架和庫,github地址:https://github.com/Netflix。

Spring Cloud 所包含的眾多組件中,Spring Cloud Netflix就是其中一組不可忽視的組件,由netflix公司開發後又並入Spring Cloud 大傢庭。

Spring Cloud主要的小弟有:Spring Cloud Config、Spring Cloud Netflix(Eureka、Hystrix、Zuul、Archaius…)、Spring Cloud Bus、Spring Cloud for Cloud Foundry、Spring Cloud Cluster、Spring Cloud Consul、Spring Cloud Security、Spring Cloud Sleuth、Spring Cloud Data Flow、Spring Cloud Stream、Spring Cloud Task、Spring Cloud Zookeeper、Spring Cloud Connectors、Spring Cloud Starters、Spring Cloud CLI,每個小弟身懷獨門絕技武功高強。

Spring Cloud的核心成員

Spring Cloud Netflix:
這可是個大boss,地位僅次於老大,老大各項服務依賴與它,與各種Netflix OSS組件集成,組成微服務的核心,它的小弟主要有Eureka, Hystrix, Zuul, Archaius… 太多瞭
Netflix Eureka:
服務中心,雲端服務發現,一個基於 REST 的服務,用於定位服務,以實現雲端中間層服務發現和故障轉移。這個可是springcloud最牛鼻的小弟,服務中心,任何小弟需要其它小弟支持什麼都需要從這裡來拿,同樣的你有什麼獨門武功的都趕緊過報道,方便以後其它小弟來調用;它的好處是你不需要直接找各種什麼小弟支持,隻需要到服務中心來領取,也不需要知道提供支持的其它小弟在哪裡,還是幾個小弟來支持的,反正拿來用就行,服務中心來保證穩定性和質量。
Netflix Hystrix:
熔斷器,容錯管理工具,旨在通過熔斷機制控制服務和第三方庫的節點,從而對延遲和故障提供更強大的容錯能力。比如突然某個小弟生病瞭,但是你還需要它的支持,然後調用之後它半天沒有響應,你卻不知道,一直在等等這個響應;有可能別的小弟也正在調用你的武功絕技,那麼當請求多之後,就會發生嚴重的阻塞影響老大的整體計劃。這個時候Hystrix就派上用場瞭,當Hystrix發現某個小弟不在狀態不穩定立馬馬上讓它下線,讓其它小弟來頂上來,或者給你說不用等瞭這個小弟今天肯定不行,該幹嘛趕緊幹嘛去別在這排隊瞭。
Netflix Zuul:
Zuul 是在雲平臺上提供動態路由,監控,彈性,安全等邊緣服務的框架。Zuul 相當於是設備和 Netflix 流應用的 Web 網站後端所有請求的前門。當其它門派來找大哥辦事的時候一定要先經過zuul,看下有沒有帶刀子什麼的給攔截回去,或者是需要找那個小弟的直接給帶過去。
Netflix Archaius:
配置管理API,包含一系列配置管理API,提供動態類型化屬性、線程安全配置操作、輪詢框架、回調機制等功能。可以實現動態獲取配置, 原理是每隔60s(默認,可配置)從配置源讀取一次內容,這樣修改瞭配置文件後不需要重啟服務就可以使修改後的內容生效,前提使用archaius的API來讀取。
Spring Cloud Config:
俗稱的配置中心,配置管理工具包,讓你可以把配置放到遠程服務器,集中化管理集群配置,目前支持本地存儲、Git以及Subversion。就是以後大傢武器、槍火什麼的東西都集中放到一起,別隨便自己帶,方便以後統一管理、升級裝備。
Spring Cloud Bus:
事件、消息總線,用於在集群(例如,配置變化事件)中傳播狀態變化,可與Spring Cloud Config聯合實現熱部署。相當於水滸傳中日行八百裡的神行太保戴宗,確保各個小弟之間消息保持暢通。
Spring Cloud for Cloud Foundry:
Cloud Foundry是VMware推出的業界第一個開源PaaS雲平臺,它支持多種框架、語言、運行時環境、雲平臺及應用服務,使開發人員能夠在幾秒鐘內進行應用程序的部署和擴展,無需擔心任何基礎架構的問題。其實就是與CloudFoundry進行集成的一套解決方案,抱瞭Cloud Foundry的大腿。
Spring Cloud Cluster:
Spring Cloud Cluster將取代Spring Integration。提供在分佈式系統中的集群所需要的基礎功能支持,如:選舉、集群的狀態一致性、全局鎖、tokens等常見狀態模式的抽象和實現。如果把不同的幫派組織成統一的整體,Spring Cloud Cluster已經幫你提供瞭很多方便組織成統一的工具。
Spring Cloud Consul:
Consul 是一個支持多數據中心分佈式高可用的服務發現和配置共享的服務軟件,由 HashiCorp 公司用 Go 語言開發, 基於 Mozilla Public License 2.0 的協議進行開源. Consul 支持健康檢查,並允許 HTTP 和 DNS 協議調用 API 存儲鍵值對.
Spring Cloud Consul 封裝瞭Consul操作,consul是一個服務發現與配置工具,與Docker容器可以無縫集成。

Spring Cloud的其它成員

Spring Cloud Security:
基於spring security的安全工具包,為你的應用程序添加安全控制。這個小弟很牛鼻專門負責整個幫派的安全問題,設置不同的門派訪問特定的資源,不能把秘籍葵花寶典泄漏瞭。
Spring Cloud Sleuth:
日志收集工具包,封裝瞭Dapper和log-based追蹤以及Zipkin和HTrace操作,為SpringCloud應用實現瞭一種分佈式追蹤解決方案。
Spring Cloud Data Flow:
(1)Data flow 是一個用於開發和執行大范圍數據處理其模式包括ETL,批量運算和持續運算的統一編程模型和托管服務。
(2)對於在現代運行環境中可組合的微服務程序來說,Spring Cloud data flow是一個原生雲可編配的服務。使用Spring Cloud data flow,開發者可以為像數據抽取,實時分析,和數據導入/導出這種常見用例創建和編配數據通道 (data pipelines)。
(3)Spring Cloud data flow 是基於原生雲對 spring XD的重新設計,該項目目標是簡化大數據應用的開發。Spring XD 的流處理和批處理模塊的重構分別是基於 Spring Boot的stream 和 task/batch 的微服務程序。這些程序現在都是自動部署單元而且他們原生的支持像 Cloud Foundry、Apache YARN、Apache Mesos和Kubernetes 等現代運行環境。
(4)Spring Cloud data flow 為基於微服務的分佈式流處理和批處理數據通道提供瞭一系列模型和最佳實踐。
Spring Cloud Stream:
Spring Cloud Stream是創建消息驅動微服務應用的框架。Spring Cloud Stream是基於Spring Boot創建,用來建立單獨的/工業級spring應用,使用spring integration提供與消息代理之間的連接。數據流操作開發包,封裝瞭與Redis,Rabbit、Kafka等發送接收消息。
一個業務會牽扯到多個任務,任務之間是通過事件觸發的,這就是Spring Cloud stream要幹的事瞭
Spring Cloud Task:
Spring Cloud Task 主要解決短命微服務的任務管理,任務調度的工作,比如說某些定時任務晚上就跑一次,或者某項數據分析臨時就跑幾次。
Spring Cloud Zookeeper:
ZooKeeper是一個分佈式的,開放源碼的分佈式應用程序協調服務,是Google的Chubby一個開源的實現,是Hadoop和Hbase的重要組件。它是一個為分佈式應用提供一致性服務的軟件,提供的功能包括:配置維護、域名服務、分佈式同步、組服務等。ZooKeeper的目標就是封裝好復雜易出錯的關鍵服務,將簡單易用的接口和性能高效、功能穩定的系統提供給用戶。
操作Zookeeper的工具包,用於使用zookeeper方式的服務發現和配置管理,抱瞭Zookeeper的大腿。
Spring Cloud Connectors:
Spring Cloud Connectors 簡化瞭連接到服務的過程和從雲平臺獲取操作的過程,有很強的擴展性,可以利用Spring Cloud Connectors來構建你自己的雲平臺。
便於雲端應用程序在各種PaaS平臺連接到後端,如:數據庫和消息代理服務。
Spring Cloud Starters:
Spring Boot式的啟動項目,為Spring Cloud提供開箱即用的依賴管理。
Spring Cloud CLI:
基於 Spring Boot CLI,可以讓你以命令行方式快速建立雲組件。

Spring Cloud的優勢

微服務的框架那麼多比如:Dubbo、Kubernetes,為什麼就要使用Spring Cloud的呢?

(1)產出於Spring大傢族,Spring在企業級開發框架中無人能敵,來頭很大,可以保證後續的更新完善。比如Dubbo現在就差不多死瞭。

(2)有Spring Boot這個獨立幹將可以省很多事,大大小小的活Spring Boot都搞的挺不錯。

(3)作為一個微服務治理的大傢夥,考慮的很全面,幾乎服務治理的方方面面都考慮到瞭,方便開發開箱即用。

(4)Spring Cloud活躍度很高,教程很豐富,遇到問題很容易找到解決方案。

(5)輕輕松松幾行代碼就完成瞭熔斷、均衡負載、服務中心的各種平臺功能。

Spring Cloud對於中小型互聯網公司來說是一種福音,因為這類公司往往沒有實力或者沒有足夠的資金投入去開發自己的分佈式系統基礎設施,使用Spring Cloud一站式解決方案能在從容應對業務發展的同時大大減少開發成本。同時,隨著近幾年微服務架構和Docker容器概念的火爆,也會讓Spring Cloud在未來越來越“雲”化的軟件開發風格中立有一席之地,尤其是在目前五花八門的分佈式解決方案中提供瞭標準化的、全站式的技術方案,意義可能會堪比當前Servlet規范的誕生,有效推進服務端軟件系統技術水平的進步。

Spring Cloud從技術架構上降低瞭對大型系統構建的要求,使我們以非常低的成本(技術或者硬件)搭建一套高效、分佈式、容錯的平臺,但Spring Cloud也不是沒有缺點,小型獨立的項目不適合使用。

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