《Spring Cloud与Docker高并发微服务架构设计实施》笔记

一、微服务架构与Spring Cloud

• 1. 微服务概念：
     将单个应用作为一组小型服务开发的方法，每个服务程序都在自己的进程中运行，并与轻量级机制进行通信。这些服务是围绕业务功能构建的，可以通过全自动部署机器独立部署。这些服务可以用不同的编程语言编写，使用不同的数据存储技术，并尽量不用集中式方式进行管理。
• 2. 微服务定义
  • 微服务架构：将复杂系统使用组件化的方式进行拆分，并使用轻量级通信方式进行整合的一种设计方法（分而治之、合而用之）。
  • 微服务：通过微服务架构设计方法拆分出来一个独立的组件化的小应用。
    • 1. 小型化（组件化）
    • 2. 自治化
    • 3. 扁平化
    • 4. 轻量级设计
    • 5. 渐进式设计
• 3. 微服务架构与整体架构区别

  • 整体架构：随着项目的迭代更新，项目将变得越来越难以维护，难以更新，稳定性无法得到有效保障，无法快速响应需求的变更。适合小型项目。

  • 微服务架构：随着项目的迭代更新，能够快速响应需求的变化，进行快速更新，快速迭代，单点服务故障不会影响全局系统的正常运行或降低影响程度，能够提供良好的稳定性

• 4. 微服务架构与SOA的区别
  • SOA
    • 粗粒度、松耦合
    • 重量级设计
    • 集中式管理
    • 统一的数据中心
  • 微服务
    • 轻量级设计
    • 扁平化管理
    • 服务独立管理独立数据库
• 5. 微服务架构优点
  • 1. 开发简单
  • 2. 快速响应需求变化
  • 3. 随时随地更新
  • 4. 系统更加稳定可靠
  • 5. 规模可持续拓展
• 6. Spring Cloud功能简介
  • 分布式/版本化配置
  • 服务注册与发现
  • 路由
  • 服务之间调用
  • 负载均衡
  • 断路器
  • 全局锁
  • 主机选举和集群状态
  • 分布式消息
• 7. Spring Cloud组件介绍
  • Spring Cloud Config：配置管理工具包，可以将每个服务的配置放到远程服务器，实现集群化的集中管理，目前支持本地存储、Git以及Subversion
  • Spring Cloud Netflix
    • Eureka：服务治理
    • Hystrix：服务容错
    • zuul：服务网关
    • Archaius：服务配置
    • Ribbon：负载均衡
    • Turbine：服务监控
  • Spring Cloud Bus：消息总线
  • Spring Cloud CloudFoundry Service Broker：提供一个起点，为CloudFoundry建立托管服务代理
  • Spring Cloud Cluster：提供Leadership选举
  • Spring Cloud Consul：封装了Consul操作
  • Spring Cloud Security：安全控制
  • Spring Cloud Sleuth：日志收集
  • Spring Cloud Data Flow：大数据操作工具
  • Spring Cloud Stream：数据流操作开发包
  • Spring Cloud Stream App Starters：提供数据流基于Spring的外部系统集成的方法
  • Spring Cloud Task：任务管理调度
  • Spring Cloud Zookeeper：Zookeeper工具包
  • Spring Cloud Connectors：应用连接
  • Spring Cloud Starters：启动项目工具包
  • Spring Cloud CLI：基于Spring Boot CLI
  • Spring Cloud Contract：模拟测试

二、微服务架构设计最佳实践

• 1. 微服务架构优点
  • 1. 开发简单
  • 2. 快速响应需求变化
  • 3. 随时随地更新
  • 4. 系统更加稳定可靠
  • 5. 规模可持续拓展
• 2. 微服务引发的问题
  • 服务界限和粗细粒度不好把握
  • 分布式的微服务增加了服务之间的相互调用及其通信的复杂性
  • 分散的数据管理难以保证数据的一致性
  • 由多个微服务组成的系统会增加集成测试的复杂性
  • 单个服务的变更可能会影响到多个服务
  • 部署的复杂性
• 3. 如何解决

  • 3.1 合理划分服务（项目最难部分）

    • 深入理解业务
    • 先粗后细，逐步演化
    • 水平划分法：按业务功能不同划分微服务（Rest API），主要完成数据管理方面工作，并通过使用Rest协议对外提供接口服务
    • 垂直划分法: 以Rest API为基础实现前后端分离设计，创建Web UI微服务，专注人机交互设计

  • 3.2 服务治理：使用Spring Cloud工具套件

    • 注册管理服务组件Eureka
    • 负载均衡服务组件Ribbon
    • 边缘代理服务组件Zuul
    • 断路器组件Hystrix
    • 聚合服务事件组件Turbine
    • 日志收集组件Sleuth
    • 配置管理服务组件Config
      

  • 3.3 Rest API微服务设计

    • 独立部署、独立数据库、独立运行
    • 功能：对内数据管理，对外提供API调用
    • 遵循Restful规范
    • 高性能设计
      • 使用数据库集群
      • 读写分离设计
      • 使用缓存
      • 保证服务的独立性

  • 3.4 Web UI微服务设计

    • 使用FeiginClient实现负载均衡调用
    • 使用Hystrix实现容错设计
    • 使用非阻塞的异步编程技术实现高并发调用（Java8异步编程）
    • 使用分布式文件系统（FastDFS）异步

  • 3.5 调用规则设计

    • Web UI 调用Rest API
    • Rest API 之间只能通过MQ进行通信
    • Web UI之间可使用与之对应的实例进行相互跳转

  • 数据最终一致性设计

    • CAP（Consistency、Availability、Partition tolerance）一致性、可用性、分区容错性三者不可兼得
    • BASE（Basically Availability、Soft state，Eventually consistent）基本可用、软状态、最终一致性

  • 分布式集群架构设计

  • 运行环境安全设计

    • 防火墙设计
    • 防攻击设计
    • 访问控制设计
    • 数据保密设计

记： 深度理解业务，结合开发团队实际情况，业务变化情况，进行适当服务拆分；最佳设计不一定适合具体业务。没有最佳设计，只有最符合业务的设计，才是最佳设计。