SpringCloud學習之路（一）- 走進SpringCloud
2008年以後，國內網際網路行業飛速發展，我們對軟體系統的需求已經不再是過去”能用就行”這種很low的檔次了，像 搶紅包、雙十一這樣的活動 不斷逼迫我們去突破軟體系統的效能上限，傳統的IT企業”能用就行”的開發思想已經不能滿足網際網路 高併發、大流量的效能要求 。系統架構 走向分散式 已經是伺服器開發領域解決該問題唯一的出路，然而分散式系統由於天生的複雜度，並不像開發單體應用一樣把框架一堆就能搞定，因此各大網際網路公司都在投入技術力量研發自己的基礎設施。這裡面比較有名的如 阿里的開源專案dubbo, Netflix開發的一系列服務框架 。在這種“百花齊放”、重複造輪子的狀況下，必然要出現一種統一的標準來簡化分散式系統的開發， Spring Cloud 應運而生。
2 Spring Cloud是什麼
SpringCloud架構
Spring Cloud是一系列框架的有序集合。它利用 Spring Boot 的開發便利性巧妙地簡化了分散式系統基礎設施的開發，如 服務發現註冊、配置中心、訊息匯流排、負載均衡、斷路器、資料監控 等，都可以用Spring Boot的開發風格做到一鍵啟動和部署。Spring並沒有重複製造輪子，它只是將目前各家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風格進行再封裝遮蔽掉了複雜的配置和實現原理，最終給開發者留出了一套簡單易懂、易部署和易維護的分散式系統開發工具包。 Spring Cloud正是對Netflix的多個開源元件進一步的封裝而成 ，同時又實現了和雲端平臺，和Spring Boot開發框架很好的整合。 Spring Cloud是一個相對比較新的微服務框架， 2016年才推出1.0的release版本 . 雖然Spring Cloud時間最短, 但是相比Dubbo等RPC框架, Spring Cloud提供的全套的分散式系統解決方案 。 Spring Cloud 為開發者提供了在分散式系統（ 配置管理，服務發現，熔斷，路由，微代理，控制匯流排，一次性token，全居瑣，leader選舉，分散式session，叢集狀態 ）中快速構建的工具，使用Spring Cloud的開發者可以快速的啟動服務或構建應用、同時能夠快速和雲平臺資源進行對接。
3 Spring Cloud組成
Spring Cloud的子專案，大致可分成兩類，一類是對現有成熟框架”Spring Boot化”的封裝和抽象，也是數量最多的專案；第二類是開發了一部分分散式系統的基礎設施的實現，如 Spring Cloud Stream扮演的就是kafka, ActiveMQ這樣的角色 。對於我們想快速實踐微服務的開發者來說，第一類子專案就已經足夠使用，如： Spring Cloud Netflix ，是對Netflix開發的一套分散式服務框架的封裝，包括服務的發現和註冊，負載均衡、斷路器、REST客戶端、請求路由等。該專案是Spring Cloud的子專案之一，主要內容是對Netflix公司一系列開源產品的包裝，它為Spring Boot應用提供了自配置的Netflix OSS整合。 通過一些簡單的註解，開發者就可以快速的在應用中配置一下常用模組並構建龐大的分散式系統。它主要提供的模組包括：服務發現（Eureka），斷路器（Hystrix），智慧路由（Zuul），客戶端負載均衡（Ribbon）等。
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元件整合，組成微服務的核心，它的小弟主要有Eureka, Hystrix, Zuul, Archaius... 太多了
3.1 Spring Cloud Eureka 服務發現
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Spring Cloud Eureka服務發現
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援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呼叫；它的好處是你不需要直接找各種什麼小弟支援，只需要到服務中心來領取，也不需要知道提供支援的其它小弟在哪裡，還是幾個小弟來支援的，反正拿來用就行，服務中心來保證穩定性和質量。 Spring Cloud Eureka 提供在分散式環境下的服務發現，服務註冊的功能。 一個RESTful服務，用來定位執行在AWS地區（Region）中的中間層服務。由兩個元件組成： Eureka伺服器和Eureka客戶端 。Eureka伺服器用作服務註冊伺服器。Eureka客戶端是一個java客戶端，用來簡化與伺服器的互動、作為輪詢負載均衡器，並提供服務的故障切換支援。Netflix在其生產環境中使用的是另外的客戶端，它提供基於流量、資源利用率以及出錯狀態的加權負載均衡。
3.2 Spring Cloud Ribbon 客戶端負載均衡
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Spring Cloud Ribbon
Ribbon，主要提供客戶側的軟體負載均衡演算法。 Ribbon客戶端元件提供一系列完善的配置選項，比如連線超時、重試、重試演算法等。Ribbon內建可插拔、可定製的負載均衡元件。下面是用到的一些 負載均衡策略 ：
- 簡單輪詢負載均衡
- 加權響應時間負載均衡
- 區域感知輪詢負載均衡
- 隨機負載均衡
Ribbon中還包括以下功能：
- 易於與服務發現元件（比如Netflix的Eureka）整合
- 使用Archaius完成執行時配置
- 使用JMX暴露運維指標，使用Servo釋出
- 多種可插拔的序列化選擇
- 非同步和批處理操作（即將推出）
- 自動SLA框架（即將推出）
- 系統管理/指標控制檯（即將推出）
3.3 Spring Cloud Config
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俗稱的配置中心，配置管理工具包，讓你可以把配置放到遠端伺服器，集中化管理叢集配置， 目前支援本地儲存、Git以及Subversion 。就是以後大家武器、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 Config配置中心
將配置資訊中央化儲存, 配置Spring Cloud Bus可以實現動態修改配置檔案。這個還是靜態的，得配合Spring Cloud Bus實現動態的配置更新。
Spring Cloud Config
Spring Cloud Config就是我們通常意義上的配置中心。Spring Cloud Config-把應用原本放在本地檔案的配置抽取出來放在 中心伺服器 ，本質是配置資訊從本地遷移到雲端。從而能夠提供更好的管理、釋出能力。 Spring Cloud Config分服務端和客戶端，服務端負責將git（svn）中儲存的配置檔案釋出成REST介面，客戶端可以從服務端REST介面獲取配置。但客戶端並不能主動感知到配置的變化，從而主動去獲取新的配置，這需要每個客戶端通過POST方法觸發各自的/refresh。
3.4 Spring cloud Hystrix 熔斷器
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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了，但是你還需要它的支援，然後呼叫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呼叫你的武功絕技，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就派上用場了， 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 ，或者給你說不用等了這個小弟今天肯定不行，該幹嘛趕緊幹嘛去別在這排隊了。
Spring cloud Hystrix 熔斷器
斷路器(Cricuit Breaker)是一種能夠在遠端服務不可用時自動熔斷(開啟開關)，並在遠端服務恢復時自動恢復(閉合開關)的設施，Spring Cloud通過Netflix的 Hystrix元件 提供斷路器、資源隔離與自我修復功能。
斷路器可以防止一個應用程式多次試圖執行一個操作，即很可能失敗，允許它繼續而不等待故障恢復或者浪費 CPU 週期，而它確定該故障是持久的。斷路器模式也使應用程式能夠檢測故障是否已經解決。如果問題似乎已經得到糾正，應用程式可以嘗試呼叫操作。
Hystrix01
斷路器增加了穩定性和靈活性，以一個系統，提供穩定性，而系統從故障中恢復，並儘量減少此故障的對效能的影響。它可以幫助快速地拒絕對一個操作，即很可能失敗，而不是等待操作超時（或者不返回）的請求，以保持系統的響應時間。如果斷路器提高每次改變狀態的時間的事件，該資訊可以被用來監測由斷路器保護系統的部件的健康狀況，或以提醒管理員當斷路器跳閘，以在開啟狀態。
Hystrix02
Hystrix流程圖
3.5 Spring Cloud Zuul 服務閘道器，智慧路由
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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 相當於是裝置和 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。
Spring Cloud Zuul 服務閘道器
Zuul
類似Nginx，反向代理的功能，不過netflix自己增加了一些配合其他元件的特性。
3.6 Spring Netflix Archaius
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配置管理API，包含一系列配置管理API，提供動態型別化屬性、執行緒安全配置操作、輪詢框架、回撥機制等功能。可以實現動態獲取配置， 原理是 每隔60s（預設，可配置）從配置源讀取一次內容 ，這樣修改了配置檔案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。
3.7 Spring Cloud Bus
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事件、訊息匯流排，用於在叢集（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里的神行太保戴宗，確保各個小弟之間訊息保持暢通。
分散式訊息佇列，是對Kafka, MQ的封裝；事件、訊息匯流排，用於在叢集（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 。 Spring cloud bus通過輕量訊息代理連線各個分佈的節點。這會用在廣播狀態的變化（例如配置變化）或者其他的訊息指令。**Spring bus的一個核心思想是通過分散式的啟動器對spring boot應用進行擴充套件，也可以用來建立一個多個應用之間的通訊頻道。**目前唯一實現的方式是用AMQP訊息代理作為通道，同樣特性的設定（有些取決於通道的設定）在更多通道的文件中。 Spring cloud bus被國內很多都翻譯為訊息匯流排，也挺形象的。大家可以將它理解為管理和傳播所有分散式專案中的訊息既可，其實本質是利用了MQ的廣播機制在分散式的系統中傳播訊息，目前常用的有Kafka和RabbitMQ。利用bus的機制可以做很多的事情，其中配置中心客戶端重新整理就是典型的應用場景之一，我們用一張圖來描述bus在配置中心使用的機制。
Spring Cloud Bus
根據此圖我們可以看出利用Spring Cloud Bus做配置更新的步驟:
- 提交程式碼觸發post給客戶端A傳送bus/refresh
- 客戶端A接收到請求從Server端更新配置並且傳送給Spring Cloud Bus
- Spring Cloud bus接到訊息並通知給其它客戶端
- 其它客戶端接收到通知，請求Server端獲取最新配置
- 全部客戶端均獲取到最新的配置
3.8 Spring Cloud Security
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對Spring Security的封裝，並能配合Netflix使用，安全工具包，為你的應用程式新增安全控制， 主要是指OAuth2 。 基於spring security的安全工具包，為你的應用程式新增安全控制。這個小弟很牛鼻專門負責整個幫派的 安全問題 ，設定不同的門派訪問特定的資源，不能把祕籍葵花寶典洩漏了。
3.9 Spring Cloud Zookeeper
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對Zookeeper的封裝，使之能配置其它Spring Cloud的子專案使用；操作Zookeeper的工具包， 用於使用zookeeper方式的服務註冊和發現 。 ZooKeeper是一個分散式的，開放原始碼的分散式應用程式協調服務，是Google的Chubby一個開源的實現，是Hadoop和Hbase的重要元件。它是一個為分散式應用提供一致性服務的軟體，提供的功能包括：配置維護、域名服務、分散式同步、組服務等。ZooKeeper的目標就是封裝好複雜易出錯的關鍵服務，將簡單易用的介面和效能高效、功能穩定的系統提供給使用者。 操作Zookeeper的工具包，用於使用zookeeper方式的服務發現和配置管理，抱了Zookeeper的大腿。
3.10 Spring Cloud Stream
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資料流；資料流操作開發包，封裝了與Redis,Rabbit、Kafka等傳送接收訊息。 Spring Cloud Stream是建立訊息驅動微服務應用的框架。Spring Cloud Stream是基於spring boot建立，用來建立單獨的／工業級spring應用，使用spring integration提供與訊息代理之間的連線。資料流操作開發包，封裝了與Redis,Rabbit、Kafka等傳送接收訊息。 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要乾的事了。
3.11 Spring Cloud Sleuth
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服務跟蹤；日誌收集工具包，封裝了Dapper,Zipkin和HTrace操作。 日誌收集工具包，封裝了Dapper和log-based追蹤以及Zipkin和HTrace操作，為SpringCloud應用實現了一種分散式追蹤解決方案。
3.12 Spring Cloud Feign 使用HTTP請求遠端服務
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在Spring Cloud Netflix棧中，各個微服務都是以HTTP介面的形式暴露自身服務的，因此在呼叫遠端服務時就必須使用HTTP客戶端。我們可以使用JDK原生的URLConnection、Apache的Http Client、Netty的非同步HTTP Client, Spring的RestTemplate。但是，用起來最方便、最優雅的還是要屬Feign了。 Feign是一種宣告式、模板化的HTTP客戶端 。在Spring Cloud中使用Feign, 我們可以做到使用HTTP請求遠端服務時能與呼叫本地方法一樣的編碼體驗，開發者完全感知不到這是遠端方法，更感知不到這是個HTTP請求。 通過Feign， 我們能把HTTP遠端呼叫對開發者完全透明，得到與呼叫本地方法一致的編碼體驗。這一點與阿里Dubbo中暴露遠端服務的方式類似， 區別在於Dubbo是基於私有二進位制協議，而Feign本質上還是個HTTP客戶端 。如果是在用Spring Cloud Netflix搭建微服務，那麼Feign無疑是最佳選擇。
3.13 Spring Cloud for Cloud Foundry
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Cloud Foundry是VMware推出的業界第一個開源PaaS雲平臺，它支援多種框架、語言、執行時環境、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式的部署和擴充套件，無需擔心任何基礎架構的問題 其實就是與CloudFoundry進行整合的一套解決方案，抱了 Cloud Foundry 的大腿。
3.14 Spring Cloud Cluster
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Spring Cloud Cluster將取代Spring Integration。提供在分散式系統中的叢集所需要的基礎功能支援，如： 選舉、叢集的狀態一致性、全域性鎖、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已經幫你提供了很多方便組織成統一的工具。
3.15 Spring Cloud Consul
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Consul 是一個支援多資料中心分散式高可用的服務發現和配置共享的服務軟體, 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 支援健康檢查,並允許 HTTP 和 DNS 協議呼叫 API 儲存鍵值對. Spring Cloud Consul 封裝了Consul操作，consul是一個服務發現與配置工具，與Docker容器可以無縫整合。
3.16 Spring Cloud Data Flow
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Data flow 是一個用於開發和執行大範圍資料處理其模式包括ETL，批量運算和持續運算的統一程式設計模型和託管服務。 對於在現代執行環境中可組合的微服務程式來說，Spring Cloud data flow是一個原生雲可編配的服務。使用Spring Cloud data flow，開發者可以為像資料抽取，實時分析，和資料匯入/匯出這種常見用例建立和編配資料通道 （data pipelines）。 Spring Cloud data flow 是基於原生雲對 spring XD的重新設計，該專案目標是簡化大資料應用的開發。Spring XD 的流處理和批處理模組的重構分別是基於 spring boot的stream 和 task/batch 的微服務程式。這些程式現在都是自動部署單元而且他們原生的支援像 Cloud Foundry、Apache YARN、Apache Mesos和Kubernetes 等現代執行環境。 Spring Cloud data flow 為基於微服務的分散式流處理和批處理資料通道提供了一系列模型和最佳實踐。
3.17 Spring Cloud Task
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Spring Cloud Task 主要解決短命微服務的任務管理，任務排程的工作，比如說某些定時任務晚上就跑一次，或者某項資料分析臨時就跑幾次。
3.18 Spring Cloud Connectors
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Spring Cloud Connectors 簡化了連線到服務的過程和從雲平臺獲取操作的過程，有很強的擴充套件性，可以利用Spring Cloud Connectors來構建你自己的雲平臺。 便於雲端應用程式在各種PaaS平臺連線到後端，如：資料庫和訊息代理服務。
3.19 Spring Cloud Starters
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Spring Boot式的啟動專案，為Spring Cloud提供開箱即用的依賴管理。
3.20 Spring Cloud CLI
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基於 Spring Boot CLI，可以讓你以命令列方式快速建立雲元件。
3.21 Netflix Turbine
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Turbine是聚合伺服器傳送事件流資料的一個工具，用來監控叢集下hystrix的metrics情況。
4 和Spring Boot 是什麼關係
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是一個基於Spring Boot實現的雲應用開發工具；Spring boot專注於快速、方便整合的單個個體，Spring Cloud是關注全域性的服務治理框架；spring boot使用了預設大於配置的理念，很多整合方案已經幫你選擇好了，能不配置就不配置，Spring Cloud很大的一部分是基於Spring boot來實現,可以不基於Spring boot嗎？不可以。 Spring boot可以離開Spring Cloud獨立使用開發專案， 但是Spring Cloud離不開Spring boot，屬於依賴的關係 。
Spring -> Spring Boot > Spring Cloud 這樣的關係。