微服务中的Spring Cloud和Spring Cloud Alibaba分别有哪些组件和作用，众多组件中如何做技术选型？

随着互联网、物联网的广泛应用，高并发应用程序在数量与体量上都在以指数级提高，传统的单体应用、SOA 等架构已经不足以支撑新环境对应用性能与可靠性的要求。此时微服务架构开始闪亮登场了😎。
微服务架构的出现系统复杂度相对单体服务也提高了很多，系统架构需要考虑的问题也随之而来：

• 微服务的拆分粒度如何界定？
• 微服务之间的事务怎么控制？
• 微服务之间怎么互相调用？怎么做负载均衡请求？
• 限流和熔断机制怎么实现？
• 微服务架构数据一致性该如何保障？
• 大型应用如何实施监控与链路跟踪？
• 众多服务的日志如何管理？
• …

微服务看似是将整体应用打散为小服务这种很简单的处理，实则操作起来非常复杂，针对新的微服务架构额外产生的数据一致性问题、网络通信故障、限流与熔断机制、调用链路跟踪、集群监控、甚至用户登录与权限管理都是全新的挑战。如果这些问题全部都要软件公司自己解决显然是行不通的，如何高效地实现系统扩展性、伸缩性，以及维护性，成为一个非常现实且亟待解决的难题。
面对这样的挑战，业界普遍做法是引入服务拆分和集成的设计理念。而微服务架构通过将传统的单体应用按照业务边界划分为小型的、可以独立部署的服务单元，然后通过遵循轻量级的交互协议进行集成，成为这一理念下事实上的标准开发模式和实践。
微服务架构的真正落地需要对应的框架和工具，而基于 Spring Boot 的 Spring Cloud 框架应运而生，而Spring Cloud Alibaba 基于Spring Cloud技术生态扩展延伸成为后起之秀，也提供了很多优秀组件。

SpringCloud

服务注册发现与服务治理 Eureka

Netflix Eureka 是一款由 Netflix 开源的基于 REST 服务的注册中心，用于提供服务发现功能。Spring Cloud Eureka 是 Spring Cloud Netflix 微服务套件的一部分，基于 Netflix Eureka 进行了二次封装，主要负责完成微服务架构中的服务治理功能。

Eureka架构设计图
Eureka 服务治理核心概念最主要的就是服务注册和服务发现。服务注册（Register）是服务治理的最基本概念，内嵌了 Eureka 客户端的各个微服务通过向 Eureka 服务器提供 IP 地址、端点等各项与服务发现相关的基本信息完成服务注册操作。
服务发现（Get Register）指的是从注册中心获取对应服务的信息。服务发现是客户端向注册中心获取信息的动作。
Eureka 客户端需要每隔一定时间主动上报自己的运行时状态，进行服务续约（Renew）。如果客户端长时间没有续约，那么 Eureka服务端将在 90 秒内从服务器注册表中剔除（Evict）客户端的信息。
Eureka 客户端也可以主动告知 Eureka 服务器自己不想再注册到 Eureka 中，进行服务取消（Cancel）。

服务调用 Feign

Feign 是一个声明式的 REST 客户端，它的目的就是让 REST 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。
而且 Feign 会完全代理 HTTP 请求，我们只需要像调用方法一样调用它就可以完成服务请求及相关处理。Spring Cloud 对 Feign 进行了封装，使其支持 SpringMVC 标准注解和 HttpMessageConverters。Feign 可以与 Eureka 和 Ribbon 组合使用以支持负载均衡，与 Hystrix 组合使用，支持熔断回退。

客户端负载均衡 Ribbon

负载均衡是一种基础的网络服务，它的核心原理是按照指定的负载均衡算法，将请求分配到后端服务集群上，从而为系统提供并行处理和高可用的能力。
负载均衡的方式有很多种，在 Spring Cloud 体系中，Ribbon 就是负载均衡的组件，所有的请求都是通过 Ribbon 来选取对应的服务信息的。
目前主流的负载方案分为两种：

• 集中式负载均衡，在消费者和服务提供方中间使用独立的代理方式进行负载，有硬件的负载均衡器，比如 F5，也有软件，比如 Nginx。
• 客户端负载均衡，客户端根据自己的请求情况做负载，Ribbon 就属于客户端自己做负载的框架。

Ribbon负载均衡（轮询策略）

API网关

API 网关是对外提供服务的一个入口，并且隐藏了内部架构的实现，是微服务架构中必不可少的一个组件。API 网关可以为我们管理大量的 API 接口，负责对接客户、协议适配、安全认证、路由转发、流量限制、日志监控、防止爬虫、灰度发布等功能。

Zuul

Zuul 也是 Netflix 中的一员，是一个基于 JVM 路由和服务端的负载均衡器。提供了路由、监控、弹性、安全等服务。Zuul 能够与 Eureka、Ribbon、Hystrix 等组件配合使用。
github地址：https://github.com/Netflix/zuul

Gateway

Spring Cloud Gateway 是 Spring 官方自己开发的一款 API 网关。Zuul 的实现原理是对 Servlet 的一层封装，通信模式上采用的是阻塞式 I/O。而在技术体系上，Spring Cloud Gateway 基于最新的 Spring 5 和 Spring Boot 2，以及用于响应式编程的 Project Reactor 框架，提供的是响应式、非阻塞式 I/O 模型。所以较之 Netflix Zuul，性能上Spring Cloud Gateway 显然要更胜一筹。
Spring Cloud Gateway 的源码非常复杂，出现问题不容易排查和解决。而 Zuul 的编程模型和底层原理都非常简单，开发调试上也容易把握。
github地址：https://github.com/spring-cloud/spring-cloud-gateway

配置中心 Config

在 Spring Cloud 中，自研了一个 Spring Cloud Config 框架来构建配置中心，并同时提供了配置服务器和多种配置仓库实现方案。

服务之间调用的容错保护 Hystrix

正常情况服务A调用服务B，服务B再调用服务C，大家都正常的情况下都相安无事。

一旦服务C挂了，会间接的导致服务B不可用，服务B不可用会导致服务A也不可用，最终整个调用链都不可用，出现服务雪崩效应。
Hystrix 是由 Netflix 发布的针对微服务分布式系统的熔断保护中间件，相当于电路中的保险丝，它的关注度也非常高，在 GitHub 上已经有超过 22K star，也经过了 Netflix 线上大规模流量的验证，性能非常稳定。
在微服务架构下，很多服务都相互依赖，如果不能对依赖的服务进行隔离，那么服务本身也有可能发生故障，Hystrix 通过 HystrixCommand 对调用进行隔离，这样可以阻止故障的连锁反应，能够快速失败并迅速恢复服务或者进行回退并优雅降级。
github地址：https://github.com/Netflix/Hystrix

链路跟踪 Sleuth+Zipkin

当系统发生故障的时候，就需要一种机制对故障点进行快速定位，确认是哪个服务出了问题，链路追踪技术由此而生。所谓的链路追踪，就是运行时通过某种方式记录下服务之间的调用过程，在通过可视化的 UI 界面帮研发运维人员快速定位到出错点。
Spring Cloud 标准生态下内置了 Sleuth 这个组件，它通过扩展 Logging 日志的方式实现微服务的链路追踪。Zipkin 是 推特的一个开源项目，它能收集各个服务实例上的链路追踪数据并可视化展现。

消息事件驱动 Stream

Spring Cloud 专门提供了一个 Spring Cloud Stream 框架来实现事件驱动架构，并完成与主流消息中间件的集成。事件生产者和消费者之间的虚线代表的是一种相互松散、没有直接调用的关联关系。满足以上特性的系统代表着一种松耦合的架构，通常被称为事件驱动架构，而这里的事件也可以被理解是服务与服务之间发送的一种消息。

SpringCloud Alibaba

SpringCloud Alibaba微服务架构主要对服务注册发现和配置中心、限流熔断、分布式事务做了升级拓展处理，其他的组件还是沿用SpringCloud官方提供的相关组件。

服务注册发现和配置中心 Nacos

Nacos同时实现了服务治理和配置中心的功能，简单理解可以把Nacos看成是SpringCloud Eureka和SpringCloud Config的结合体。
Nacos 官方地址为https://nacos.io/zh-cn/index.html。由阿里开源，官方定义为：
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。
相关文章：
Nacos基本概念和单机部署
Nacos集群部署-高可用保证

限流与熔断 Sentinel

在 Spring Cloud Alibaba 生态中有一个重要的流控组件 Sentinel。Sentinel 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保护服务的稳定性。
Sentinel 具有以下特征。

• 丰富的应用场景：Sentinel 承接了阿里巴巴近 10 年的双十一大促流量的核心场景，例如秒杀（即突发流量控制在系统容量可以承受的范围）、消息削峰填谷、集群流量控制、实时熔断下游不可用应用等。
• 完备的实时监控：Sentinel 同时提供实时的监控功能。您可以在控制台中看到接入应用的单台机器秒级数据，甚至 500 台以下规模的集群的汇总运行情况。
• 广泛的开源生态：Sentinel 提供开箱即用的与其他开源框架/库的整合模块，例如与 Spring Cloud、Dubbo、gRPC 整合只需要引入相应的依赖并进行简单的配置即可快速地接入 Sentinel。
• 完善的 SPI 扩展点：Sentinel 提供简单易用、完善的 SPI 扩展接口。您可以通过实现扩展接口来快速地定制逻辑。例如定制规则管理、适配动态数据源等。

github地址：https://github.com/alibaba/Sentinel

分布式事务 Seata

Alibaba Seata 是一款开源的分布式事务解决方案，致力于在微服务架构下提供高性能和简单易用的分布式事务服务。它的官网是http://seata.io/,截止到目前 Seata 在 GitHub 已有 22.3K star，最新版本已迭代到 1.5.1，阿里多年的技术沉淀让 Seata 的内部版本平稳渡过了多次双 11 的考验。2019 年 1 月为了打造更加完善的技术生态和普惠技术成果，Seata 正式宣布对外开源，未来 Seata 将以社区共建的形式帮助其技术更加可靠与完备，按官方的说法Seata目前已具备了在生产环境使用的条件。

RPC服务通信 Dubbo

Dubbo 是阿里巴巴开源的高性能、轻量级的开源 Java 框架，目前被 Apache收录，官网是：
https://dubbo.apache.org/zh/index.html
Dubbo 是典型的 RPC 框架的代表，通过客户端/服务端结构实现跨进程应用的高效二进制通信。但是它的功能比你想象的更加强大。同时支持如下特性：

• 服务发现
• 通过 Dubbo 定义的路由规则，实现对流量分布的控制
• 描述 Dubbo 支持的配置，Dubbo 的动态配置能力。
• 部署架构（注册中心 配置中心 元数据中心）

推荐技术选型

• 服务注册与发现：Nacos
• 服务通信调用：Open Feign
• 配置中心：Nacos
• 服务网关：Spring Cloud Gateway
• 服务熔断限流：Sentinel
• 分布式事务：Seata
• 调用链监控：Sleuth+Zipkin
• 分布式任务调度：XXL-JOB