SpringCloud《Eureka、Ribbon、Feign、Hystrix、Zuul》作用简单介绍

概述

SpringCloud是一个全家桶,包含多个组件。

本文主要介绍几个重要组件,也就是Eureka、Ribbon、Feign、Hystrix、Zuul这几个组件。

一、业务场景介绍

业务流程,支付订单功能

  • 订单服务改变为已支付
  • 订单服务调用库存服务,扣减库存
  • 订单服务调用仓储服务,通知仓储发货
  • 订单服务调用积分服务,增加用户积分

下图这张图,清晰表明了各服务间的调用过程:img

好!有了业务场景之后,咱们就一起来看看Spring Cloud微服务架构中,这几个组件如何相互协作,各自发挥的作用。

二、Spring Cloud核心组件:Eureka

咱们来考虑第一个问题:订单服务想要调用库存服务、仓储服务,或者是积分服务,怎么调用?

  • 订单服务压根儿就不知道人家库存服务在哪台机器上啊!他就算想要发起一个请求,都不知道发送给谁,有心无力!
  • 这时候,就轮到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。

咱们来看看下面的这张图,结合图来仔细剖析一下整个流程:

img

如图所示:每个服务都有自己的Eureka Client组件,这个组件负责将这些服务的ip和端口号注册在Eureka Server中的注册表中保存。

订单服务就可以通过Eureka Client组件会找Eureka Server,找到库存,仓储,积分这三个服务的地址,然后将Eureka Server的注册表中拉取到自己本地缓存起来。

总结一下:

  • 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

三、Spring Cloud核心组件:Feign

Feign解决网络连接,构建复杂请求

现在订单服务确实知道库存服务、积分服务、仓库服务在哪里了,同时也监听着哪些端口号了。但是新问题又来了:难道订单服务要自己写一大堆代码,跟其他服务建立网络连接,然后构造一个复杂的请求,接着发送请求过去,最后对返回的响应结果再写一大堆代码来处理吗?

这是上述流程翻译的代码片段,咱们一起来看看,体会一下这种绝望而无助的感受!!!

img

既然如此,那怎么办呢?别急,Feign早已为我们提供好了优雅的解决方案。来看看如果用Feign的话,你的订单服务调用库存服务的代码会变成啥样?

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完上面的代码什么感觉?是不是感觉整个世界都干净了,又找到了活下去的勇气!没有底层的建立连接、构造请求、解析响应的代码,直接就是用注解定义一个 FeignClient接口,然后调用那个接口就可以了。人家Feign Client会在底层根据你的注解,跟你指定的服务建立连接、构造请求、发起靕求、获取响应、解析响应,等等。这一系列脏活累活,人家Feign全给你干了。

那么问题来了,Feign是如何做到这么神奇的呢?很简单,Feign的一个关键机制就是使用了动态代理。咱们一起来看看下面的图,结合图来分析:

  • 首先,如果你对某个接口定义了@FeignClient注解,Feign就会针对这个接口创建一个动态代理
  • 接着你要是调用那个接口,本质就是会调用 Feign创建的动态代理,这是核心中的核心
  • Feign的动态代理会根据你在接口上的@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

四、Spring Cloud核心组件:Ribbon

说完了Feign,还没完。现在新的问题又来了,如果人家库存服务部署在了5台机器上,如下所示:

  • 192.168.169:9000
  • 192.168.170:9000
  • 192.168.171:9000
  • 192.168.172:9000
  • 192.168.173:9000

这下麻烦了!人家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就是专门解决这个问题的。它的作用是负载均衡,会帮你在每次请求时选择一台机器,均匀的把请求分发到各个机器上
  • Ribbon的负载均衡默认使用的最经典的Round Robin轮询算法。这是啥?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1台机器、然后是第2台机器、第3台机器、第4台机器、第5台机器,接着再来—个循环,第1台机器、第2台机器。。。以此类推。

此外,Ribbon是和Feign以及Eureka紧密协作,完成工作的,具体如下:

  • 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。

对上述整个过程,再来一张图,帮助大家更深刻的理解:

img

五、Spring Cloud核心组件:Hystrix

在微服务架构里,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。

咱们一起来分析一下,这样会导致什么问题?

  1. 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
  2. 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,就是微服务架构中恐怖的服务雪崩问题,如下图所示:

img

Hystrix是隔离、熔断以及降级的一个框架,会搞很多个小小的线程池。

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。

当积分服务挂掉,导致100个订单服务的线程都卡在积分服务,抛出超时异常,导致服务雪崩。

熔断:不走该积分服务了。

降级:每次调用积分服务,你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,你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。

为帮助大家更直观的理解,接下来用一张图,梳理一下Hystrix隔离、熔断和降级的全流程:

img

六、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。

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。

网关好处:降级、限流、认证授权、安全。

七、总结:

最后再来总结一下,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

以上就是我们通过一个电商业务场景,阐述了Spring Cloud微服务架构几个核心组件的底层原理。

文字总结还不够直观?没问题!我们将Spring Cloud的5个核心组件通过一张图串联起来,再来直观的感受一下其架构:

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