SpringCoud组件

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一、使用SpringCloudAlibaba

<dependencyManagement> <dependencies> <dependency> <groupId>com.alibaba.cloud</groupId> <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId> <version>2023.0.1.0</version> <type>pom</type> <scope>import</scope> </dependency> </dependencies> </dependencyManagement>

二、Nacos

1、nacos是什么

        Nacos 支持几乎所有主流类型的“服务”的发现、配置管理。        

Nacos 的关键特性包括:

• 服务发现和服务健康监测 Nacos 提供对服务的实时的健康检查，阻止向不健康的主机或服务实例发送请求。

• 动态配置服务 动态配置服务可以以中心化、外部化和动态化的方式管理所有环境的应用配置和服务配置。
• 动态 DNS 服务
• 服务及其元数据管理

2、作为注册中心

2.1、使用

        下载并启动nacos

https://github.com/alibaba/nacos/releases

        引入依赖

<dependency> <groupId>com.alibaba.cloud</groupId> <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId> </dependency> 

         配置文件中配置服务地址

spring.cloud.nacos.discovery.server-addr=127.0.0.1:8848 spring.application.name=service-provider server.port=8000

         使用@EnableDiscoveryClient 开启服务注册发现功能

@EnableDiscoveryClient public class TTTApplication { 
  

2.2、设计原理

2.2.1数据模型

        注册中心的核心数据是服务的名字和它对应的网络地址，当服务注册了多个实例时，需要对不健康的实例进行过滤或者针对实例的一些特征进行流量的分配，那么就需要在实例上存储一些例如健康状态、权重等属性。

服务的分级模型

隔离模型

        Nacos 提供了四层的数据逻辑隔离模型，用户账号对应的可能是一个企业或者独立的个体，这个数据一般情况下不会透传到服务注册中心。一个用户账号可以新建多个命名空间，每个命名空间对应一个客户端实例，这个命名空间对应的注册中心物理集群是可以根据规则进行路由的，这样可以让注册中心内部的升级和迁移对用户是无感知的，同时可以根据用户的级别，为用户提供不同服务级别的物理集群。再往下是服务分组和服务名组成的二维服务标识，可以满足接口级别的服务隔离。

2.2.2数据一致性

        Nacos 因为要支持多种服务类型的注册，并能够具有机房容灾、集群扩展等必不可少的能力，支持AP 和 CP 两种一致性协议并存。在决定使用 CP 还是 AP 一致性时，使用一个代理，通过可控制的规则进行转发。

        一致性协议实现，一个是基于简化的 Raft 的 CP 一致性，一个是基于协议 Distro 的 AP 一致性。

 2.2.2健康检查

        Zookeeper 和 Eureka 都实现了一种TTL的机制，就是如果客户端在一定时间内没有向注册中心发送心跳，则会将这个客户端摘除。Nacos 也支持这种 TTL 机制，使用心跳上报方式维持活性，发送心跳的周期默认是 5 秒，Nacos 服务端会在 15 秒没收到心跳后将实例设置为不健康，在 30 秒没收到心跳时将这个临时实例摘除。有一些服务无法上报心跳，但是可以提供一个检测接口，由外部去探测。

        客户端健康检查和服务端健康检查有一些不同，客户端健康检查主要关注客户端上报心跳的方式、服务端摘除不健康客户端的机制。而服务端健康检查，则关注探测客户端的方式、灵敏度及设置客户端健康状态的机制。

3、作为配置中心

引入依赖

<dependency> <groupId>com.alibaba.cloud</groupId> <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId> </dependency>

 3.1核心概念

命名空间： 用于进行租户粒度的配置隔离。不同的命名空间下，可以存在相同的 Group 或 Data ID 的配置。Namespace 的常用场景之一是不同环境的配置的区分隔离，例如开发测试环境和生 产环境的资源（如配置、服务）隔离等。

配置集： 一组相关或者不相关的配置项的集合称为配置集。在系统中，一个配置文件通常就是一个配置集，包含了系统各个方面的配置。例如，一个配置集可能包含了数据源、线程池、日志级 别等配置项。

配置集 ID： Nacos 中的某个配置集的 ID。配置集 ID 是组织划分配置的维度之一。Data ID 通常用于组织划分系统的配置集。一个系统或者应用可以包含多个配置集，每个配置集都可以被一个有 意义的名称标识。

3.2原理

自动注入： NacosConfigStarter 实现了 org.springframework.cloud.bootstrap.config.PropertySourceLocator 接口，并将优先级设置成了最高。 在 Spring Cloud 应用启动阶段，会主动从 Nacos Server 端获取对应的数据，并将获取到的 数据转换成 PropertySource 且注入到 Environment 的 PropertySources 属性中，所以使用 @Value 注解也能直接获取 Nacos Server 端配置的内容。

动态刷新： Nacos Config Starter 默认为所有获取数据成功的 Nacos 的配置项添加了监听功能，在监听 到服务端配置发生变化时会实时触发 org.springframework.cloud.context.refresh.ContextRefresher 的 refresh 方法 。 如果需要对 Bean 进行动态刷新，可以给类添加 @RefreshScope 或 @ConfigurationProperties 注解。

三、SpringCloud Alibaba-Sentine

1、Sentine是什么

        随着微服务的流行，服务和服务之间的稳定性变得越来越重要。Sentinel 是面向分布式、多语言异构化服务架构的流量治理组件，主要以流量为切入点，从流量路由、流量控制、流量整形、熔断降级、系统自适应过载保护、热点流量防护等多个维度来帮助开发者保障微服务的稳定性。

1.2、基本概念

资源

        资源是 Sentinel 的关键概念。它可以是 Java 应用程序中的任何内容，只要通过 Sentinel API 定义的代码，就是资源，能够被 Sentinel 保护起来。

规则

        围绕资源的实时状态设定的规则，可以包括流量控制规则、熔断降级规则以及系统保护规则。所有规则可以动态实时调整。

1.3、基本功能

流量控制

        任意时间到来的请求往往是随机不可控的，而系统的处理能力是有限的。我们需要根据系统的处理能力对流量进行控制。

流量控制有以下几个角度:

• 资源的调用关系，例如资源的调用链路，资源和资源之间的关系；
• 运行指标，例如 QPS、线程池、系统负载等；
• 控制的效果，例如直接限流、冷启动、排队等。

集群限流

        尽力将网络流量平均分发到多个服务器上，以提高系统整体的响应速度和可用性。

        假设我们希望给某个用户限制调用某个 API 的总 QPS 为 50，但机器数可能很多（比如有 100 台）。这时候我们很自然地就想到，找一个 server 来专门来统计总的调用量，其它的实例都与这台 server 通信来判断是否可以调用。

        假设集群中有 10 台机器，我们给每台机器设置单机限流阈值为 10 QPS，理想情况下整个集群的限流阈值就为 100 QPS。不过实际情况下流量到每台机器可能会不均匀，会导致总量没有到的情况下某些机器就开始限流。

熔断降级

        及时对调用链路中的不稳定因素进行熔断，由于调用关系的复杂性，如果调用链路中的某个资源出现了不稳定，可能会导致请求发生堆积，进而导致级联错误。

        Sentinel 和 Hystrix 的原则是一致的: 当检测到调用链路中某个资源出现不稳定的表现，例如请求响应时间长或异常比例升高的时候，则对这个资源的调用进行限制，让请求快速失败，避免影响到其它的资源而导致级联故障。

Sentinel 对这个问题采取了两种手段:

• 通过并发线程数进行限制

和资源池隔离的方法不同，Sentinel 通过限制资源并发线程的数量，来减少不稳定资源对其它资源的影响。这样不但没有线程切换的损耗，也不需要您预先分配线程池的大小。当某个资源出现不稳定的情况下，例如响应时间变长，对资源的直接影响就是会造成线程数的逐步堆积。当线程数在特定资源上堆积到一定的数量之后，对该资源的新请求就会被拒绝。堆积的线程完成任务后才开始继续接收请求。

• 通过响应时间对资源进行降级

除了对并发线程数进行控制以外，Sentinel 还可以通过响应时间来快速降级不稳定的资源。当依赖的资源出现响应时间过长后，所有对该资源的访问都会被直接拒绝，直到过了指定的时间窗口之后才重新恢复。

Sentinel 提供以下几种熔断策略：

• 慢调用比例 (SLOW_REQUEST_RATIO)：选择以慢调用比例作为阈值，需要设置允许的慢调用 RT（即最大的响应时间），请求的响应时间大于该值则统计为慢调用。当单位统计时长（statIntervalMs）内请求数目大于设置的最小请求数目，并且慢调用的比例大于阈值，则接下来的熔断时长内请求会自动被熔断。经过熔断时长后熔断器会进入探测恢复状态（HALF-OPEN 状态），若接下来的一个请求响应时间小于设置的慢调用 RT 则结束熔断，若大于设置的慢调用 RT 则会再次被熔断。
• 异常比例 (ERROR_RATIO)：当单位统计时长（statIntervalMs）内请求数目大于设置的最小请求数目，并且异常的比例大于阈值，则接下来的熔断时长内请求会自动被熔断。经过熔断时长后熔断器会进入探测恢复状态（HALF-OPEN 状态），若接下来的一个请求成功完成（没有错误）则结束熔断，否则会再次被熔断。异常比率的阈值范围是 [0.0, 1.0]，代表 0% – 100%。
• 异常数 (ERROR_COUNT)：当单位统计时长内的异常数目超过阈值之后会自动进行熔断。经过熔断时长后熔断器会进入探测恢复状态（HALF-OPEN 状态），若接下来的一个请求成功完成（没有错误）则结束熔断，否则会再次被熔断。

主要工作机制

• 对主流框架提供适配或者显示的 API，来定义需要保护的资源，并提供设施对资源进行实时统计和调用链路分析。
• 根据预设的规则，结合对资源的实时统计信息，对流量进行控制。同时，Sentinel 提供开放的接口，方便您定义及改变规则。
• Sentinel 提供实时的监控系统，方便快速了解目前系统的状态。

四、Feign声明式远程调用

        Feign 是一个声明式的 HTTP 客户端，它的目的就是让远程调用更加简单。Feign 提供了 HTTP 请求的模板，通过编写简单的接口和插入注解，就可以定义好 HTTP 请求的参数、格式、地 址等信息。 Feign 整合了 Ribbon（负载均衡）和 Hystrix(服务熔断)，可以让我们不再需要显式地使用这两个组件。 SpringCloudFeign 在 NetflixFeign 的基础上扩展了对 SpringMVC 注解的支持，在其实现下，我 们只需创建一个接口并用注解的方式来配置它，即可完成对服务提供方的接口绑定。简化了 SpringCloudRibbon 自行封装服务调用客户端的开发量。

引入依赖

<dependency> <groupId>org.springframework.cloud</groupId> <artifactId> </artifactId> </dependency>

开启功能

 @EnableFeignClients(basePackages = "com.at.feign")

声明式远程接口

@FeignClient("xxx-name") public interface FeignService { @PostMapping("/route") public R fac(@RequestBody User user); }

原理

五、Gateway

1、简介

        网关作为流量的入口，常用功能包括路由转发、权限校验、限流控制等。

        Spring Cloud Gateway 特点:

                 基于 Spring5，支持响应式编程和 SpringBoot2.0

                 支持使用任何请求属性进行路由匹配

                 特定于路由的断言和过滤器

                 集成 Hystrix 进行断路保护

                 集成服务发现功能

                 易于编写 Predicates 和 Filters

                 支持请求速率限制

                 支持路径重写

        不同的微服务一般会有不同的网络地址，而外部客户端可能需要调用多个服务的接口才能完成一个业务需求，如果让客户端直接与各个微服务通信，会有以下的问题：

         客户端会多次请求不同的微服务，增加了客户端的复杂性。

         存在跨域请求，在一定场景下处理相对复杂。

         认证复杂，每个服务都需要独立认证。

         难以重构，随着项目的迭代，可能需要重新划分微服务。例如，可能将多个服务合并成一个或者将一个服务拆分成多个。如果客户端直接与微服务通信，那么重构将会很难实施。

         某些微服务可能使用了防火墙 / 浏览器不友好的协议，直接访问会有一定的困难。

         以上这些问题可以借助 API 网关解决。API 网关是介于客户端和服务器端之间的中间层， 所有的外部请求都会先经过 API 网关这一层。也就是说，API 的实现方面更多的考虑业务逻辑，而安全、性能、监控可以交由 API 网关来做，这样既提高业务灵活性又不缺安全性： 使用 API 网关后的优点如下：

         易于监控。可以在网关收集监控数据并将其推送到外部系统进行分析。

         易于认证。可以在网关上进行认证，然后再将请求转发到后端的微服务，而无须在 每个微服务中进行认证。

         减少了客户端与各个微服务之间的交互次数。

2、核心概念

        路由。路由是网关最基础的部分，路由信息有一个 ID、一个目的 URL、一组断言和一组 Filter 组成。如果断言路由为真，则说明请求的 URL 和配置匹配

        断言。Spring Cloud Gateway 中的断言函数输入类型是 Spring5.0 框 架中的 ServerWebExchange。Spring Cloud Gateway 中的断言函数允许开发者去定义匹配来自于 http request 中的任何信息，比如请求头和参数等。

        过滤器。一个标准的 Spring webFilter。Spring cloud gateway 中的 filter 分为两种类型的 Filter，分别是 Gateway Filter 和 Global Filter。过滤器 Filter 将会对请求和响应进行修改处理。

3、工作原理

        客户端发送请求给网关，网关 HandlerMapping 判断是否请求满足某个路由，满足就发给网 关的 WebHandler。这个 WebHandler 将请求交给一个过滤器链，请求到达目标服务之前，会执行所有过滤器的 pre 方法。请求到达目标服务处理之后再依次执行所有过滤器的 post 方法。

spring: cloud: gateway: routes: - id: test_route uri: https://www.baidu.com predicates: - Query=url,baidu - id: _route uri: https://www..com predicates: - Query=url, - id: third__party_route uri: lb://party predicates: - Path=/api/party/ filters: - RewritePath=/api/party/(?<segment>.*),/$\{segment}