系列文章介绍
本文是《Spring Cloud 实战教程》第一篇，原文发布于个人博客：悟尘记。
此系列文章共包括如下章节：
- 一、Spring Cloud 介绍及组件选择
- 二、Spring Cloud Consul 实战
- 三、Spring Cloud Alibaba 实战
一、初识 Spring Cloud
1、概览
Spring Cloud 为微服务架构提供了标准化、全站式的技术方案。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、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。
2、特性
Spring Cloud 专注于为典型的用例和可扩展性机制（包括其他用例）提供良好的开箱即用体验，主要致力于解决如下问题：
- 分布式/版本化配置
- 服务注册和发现
- 服务路由
- 服务调用
- 负载均衡
- 断路器
- 全局锁
- 分布式消息传递
3、版本介绍
Spring Cloud 是一个由各个独立组件组成的综合项目，4年时间发布了 46 个版本，更新换代非常快。每个组件有着不同的发布节奏，需要选择匹配的组件版本确保兼容性：
| Spring Cloud Version | Boot Version |
|---|---|
| 2020.0.x aka Ilford | 2.4.x, 2.5.x (Starting with 2020.0.3) |
| Hoxton | 2.2.x, 2.3.x (Starting with SR5) |
| Greenwich | 2.1.x |
| Finchley | 2.0.x |
| Edgware | 1.5.x |
| Dalston | 1.5.x |
最新版本请参考官网: https://spring.io/projects/spring-cloud#overview。
二、Spring Cloud 规范下的实现
Spring Cloud 不是 Spring 团队全新研发的框架，他把常见的微服务组件基于 Spring Cloud 规范进行了整合。其中 Spring Cloud Netflix、Spring Cloud Consul、Spring Cloud Alibaba 是这套规范下的知名实现。不同实现的差异如图：
在 Netflix 停止更新了以后，Spring Cloud Alibaba 依然在持续更新和迭代。根据2020年 X-lab 开放实验室发布的《2020 年微服务领域开源数字化报告》，Spring Cloud Alibaba 已经成为最活跃的 Spring Cloud 实现。
1、Spring Cloud Netflix
业界对 Spring Cloud 使用最广的就是 Spring Cloud Netflix 了，在 Spring Cloud 发展之初，Netflix 做了很大的贡献。包括以下组件：
- Eureka：服务注册与发现
- Zuul：服务网关
- Ribbon：负载均衡
- Feign：远程服务的客户端代理
- Hystrix：断路器，提供服务熔断和限流功能
- Hystrix Dashboard：监控面板
- Turbine：聚合各个服务实例上的监控信息
随着 Netflix 宣布 Eureka 2.0 不再开发，Hystrix、Ribbon、Archaius 不再维护，Zuul 被 Spring Cloud Gateway 代替。Spring Cloud 也在 RoadMap 中宣布 Ilford 版本（发行说明）发布的时候删除这些维护模块，所以不建议继续使用 Spring Cloud Netflix 这套实现。
2、Spring Cloud Consul
Consul 是 HashiCorp 公司推出的开源软件，基于 Go 语言开发，提供了服务注册与发现框架、分布一致性协议实现、健康检查、Key/Value存储、多数据中心方案，不再需要依赖其他工具（比如ZooKeeper等）。
Spring Cloud Consul 通过自动配置并绑定到 Spring Environment 和其他 Spring 编程模型习惯用法，为Spring Boot应用程序提供Consul集成。通过一些简单的注释，您可以快速启用和配置应用程序中的通用模式。
主要特性：
- 支持服务治理：Consul 作为注册中心时，微服务中的应用可以向 Consul 注册自己，并且可以从 Consul 获取其他应用信息；
- 支持客户端负责均衡：包括 Ribbon 和 Spring Cloud LoadBalancer；
- 支持 Zuul：当 Zuul 作为网关时，可以从 Consul 中注册和发现应用；
- 支持分布式配置管理：Consul 作为配置中心时，使用键值对来存储配置信息；
- 支持控制总线：可以在整个微服务系统中通过 Control Bus 分发事件消息。
3、Spring Cloud Alibaba
Spring Cloud Alibaba 是由阿里巴巴团队主导，致力于提供微服务开发的一站式解决方案。此项目包含开发分布式应用微服务的必需组件，方便开发者通过 Spring Cloud 编程模型轻松使用这些组件来开发分布式应用服务。依托 Spring Cloud Alibaba，您只需要添加一些注解和少量配置，就可以将 Spring Cloud 应用接入阿里微服务解决方案，通过阿里中间件来迅速搭建分布式应用系统。
当前 Spring Cloud Alibaba 已经是直接隶属于 Spring Cloud 的子项目。官网是：https://spring.io/projects/spring-cloud-alibaba#overview。对于中国用户来说，Spring Cloud Alibaba 还有一个非常特殊的意义：它将曾经红极一时的 Dubbo，以及阿里巴巴的强力消息中间件 RocketMQ 融入 Spring Cloud 体系。
主要功能：
- 服务限流降级：默认支持 WebServlet、WebFlux、OpenFeign、RestTemplate、Spring Cloud Gateway、Zuul、Dubbo 和 RocketMQ 限流降级功能的接入，可以在运行时通过控制台实时修改限流降级规则，还支持查看限流降级 Metrics 监控。
- 服务注册与发现：适配 Spring Cloud 服务注册与发现标准，默认集成了 Ribbon 的支持。
- 分布式配置管理：支持分布式系统中的外部化配置，配置更改时自动刷新。
- 消息驱动能力：基于 Spring Cloud Stream 为微服务应用构建消息驱动能力。
- 分布式事务：使用 @GlobalTransactional 注解， 高效并且对业务零侵入地解决分布式事务问题。
包含组件：
Sentinel：把流量作为切入点，从流量控制、熔断降级、系统负载保护等多个维度保护服务的稳定性。
Nacos：一个更易于构建云原生应用的动态服务发现、配置管理和服务管理平台。
RocketMQ：一款开源的分布式消息系统，基于高可用分布式集群技术，提供低延时的、高可靠的消息发布与订阅服务。
Dubbo：Apache Dubbo™ 是一款高性能 Java RPC 框架。
Seata：阿里巴巴开源产品，一个易于使用的高性能微服务分布式事务解决方案。
更多组件请参考 Roadmap。
三、常用组件介绍
2、服务注册与发现
通过使用独立的组件进行服务的注册和查询，可以实现调用方和服务提供方的信息解耦。以下4种组件Spring Cloud都提供了集成方案：
- Eureka: 使用人数最多也最成熟，Spring Cloud Netflix的默认实现，网上资料非常丰富；无需独立部署，可以嵌入到应用内（就是一个servlet程序）。但Eureka 1后续不会再有新版本更新了，2.0又不会开源，官方已经不建议使用。
- Consul：作为Eureka的官方候补，是Spring Cloud目前主要支持的实现，各方面功能都很全面。随着 Eureka 2.x 版本停止开发，Spring Cloud 官方建议用 Spring Cloud Consul 来替代。
- Nacos：阿里开源的产品，功能对标 Consul，CAP模型中不仅支持CP也支持AP，使用Dubbo时的首选注册中心。Spring Cloud Alibaba 将服务注册、配置中心与负载均衡功能都整合进 Nacos，提供图形化界面。
- ZooKeeper：一个通用的分布式协调器，也可以作为注册中心使用，Spring Cloud提供了集成支持，如果项目本身也依赖于ZooKeeper，就无需再单独部署新的组件了；但zookeeper缺少一些对于注册中心来说比较重要的特性，比如健康检查和DNS服务集成等。
下面是网上找的一个特性对比图：
3、分布式配置管理
采用统一的配置中心的主要目的是为了简化运维和动态刷新配置。通过提供配置变更、配置推送、历史版本管理、灰度发布、配置变更审计等配置管理操作，配置中心帮助您集中管理所有生产环境中的配置，降低分布式系统中管理配置的成本，并降低因错误的配置变更带来可用性下降甚至发生故障的风险。Spring Cloud 集成的解决方案包括下面几种：
- Nacos：2018年6月，阿里开源的配置中心。如果已经用Nacos作为注册中心，不想单独部署配置管理中心，nacos是最佳选择。
- Consul：直接利用Consul 的KV存储功能来存储配置项，如果采用Consul作为注册中心则不需要再引入额外的系统，可以在Consul的管理后台直接编辑配置信息。
- Spring Cloud Config : 以文件的方式加载远程配置，提供了定义良好的REST风格API用来访问配置文件，且可以自动转换配置文件的格式；但需要结合结合版本控制工具使用，如GIT，SVN等等；动态配置更新还需要配合Spring Cloud Bus和MQ组件使用；也没有提供维护配置的界面。
- Apollo： 携程开源的配置管理中心，具备规范的权限、流程治理等特性。能够集中化管理应用不同环境、不同集群的配置，配置修改后能够实时推送到应用端，并且具备规范的权限、流程治理等特性，适用于微服务配置管理场景。
4、服务网关
服务网关是外部系统（前端，手机端等等）访问微服务的一个反向代理服务器。默认的实现是 zuul，但和 Eureka 的情况类似，Netflix 后续的2.0版本不断跳票，Spring忍无可忍最后自己搞了一个网关出来 Spring Cloud Gateway 出来。后面zuul 2.0开源以后，Spring Cloud似乎也不打算再集成进来了。
- Zuul : 和 Eureka 的情况类似，成熟，流行。缺点是基于Servlet 2.5构建，阻塞式的 API，性能不够好，不支持长连接。后面zuul 2.0开源以后，Spring Cloud似乎也不打算再集成了。
- Spring Cloud Gateway : 基于 Spring Boot 2.x 响应式的、非阻塞式的 API开发，性能更好，也支持长连接，后续的维护集成不用担心。
- Nginx : 性能是最好的，结合Consul Template也能够实现服务的动态负载均衡。但缺点是和Spring Cloud整合相对困难一些，缺少类似于过滤器，断路保护等特性的原生支持。
5、服务间调用和负载均衡
选择比较少，常用的是 Feign（声明式http客户端）+ Ribbon（客户端负载均衡），但 Spring Cloud Ribbon 项目目前已经处于维护模式，使用时会有警告；另一种选择是使用阿里的 Dubbo。Spring也开发了自己的负载均衡器 spring-cloud-loadbalancer，可以用来取代Ribbon的位置。
- OpenFeign : 是 Spring Cloud 的一个子项目，为微服务架构下服务之间的调用提供解决方案。可以动态创建基于Spring MVC注解的接口实现服务调用，在 SpringCloud 2.0 中已经取代 Feign 成为了一等公民，并且集成了 Ribbon 来做负载均衡。
- Dubbo : 自带负载均衡策略；可以使用自有的二级制 RPC 协议，占用带宽更少，性能更好 ；如果要使用的话最好采用 Spring Cloud Alibaba 套件的整套解决方案；但 Dubbo 的服务调用方需要依赖于提供方的接口Jar包，解耦并不彻底；由于使用的是自定义协议，跨语言调用比较困难。
6、熔断限流
为了避免“雪崩”，需要引入熔断机制。利用断路器对某个服务的故障进行监控，一旦发现服务不可用，就立即对调用方返回错误响应（或者做一些应急处理，也就是服务降级），避免了调用方的长时间等待。目前Spring Cloud已经集成的断路器有：Hystrix，Sentinel，Resilience4j。
- Hystrix：2018年12月，Spring官方宣布Netflix的相关项目进入维护模式（Maintenance Mode）。不再开发新的功能，但是Hystrix整体上还是比较稳定的，对于老用户不必更换，影响也不大。
- Resilience4j：Hystrix停更之后，Netflix官方推荐使用resilience4j，它是一个轻量、易用、可组装的高可用框架，支持熔断、高频控制、隔离、限流、限时、重试等多种高可用机制。
- Sentinel：阿里中间件团队开源的，面向分布式服务架构的轻量级高可用流量控制组件，主要以流量为切入点，从流量控制、熔断降级、系统负载保护等多个维度来帮助用户保护服务的稳定性。相较Hystrix功能更强大，使用也更加友好，同时还支持对Dubbo的调用。
功能对比可参考：Guideline: 从 Hystrix 迁移到 Sentinel
