Spring Cloud Alibaba 致力于提供微服務開發(fā)的一站式解決方案。包含開發(fā)分布式應用微服務的必需組件，方便開發(fā)者通過 Spring Cloud 編程模型輕松使用這些組件來開發(fā)分布式應用服務。本文基于官方文檔，對整個體系做了整體梳理。

SpringCloud Alibaba體系一覽

注冊中心-Nacos

Nacos（Dynamic Naming and Configuration Service）：一個更易于構建云原生應用的動態(tài)服務發(fā)現(xiàn)、配置管理和服務管理平臺。

Nacos就是注冊中心＋配置中心的組合 --> 等價于 Nacos = Eureka+Config +Bus

注冊中心對比

CAP原則：Consistency（一致性）、 Availability（可用性）、Partition tolerance（分區(qū)容錯性）。分布式系統(tǒng)要么滿足CA，要么CP，要么AP。無法同時滿足CAP。

Nacos支持AP和CP切換。何時選擇使用何種模式？

• 如果不需要存儲服務級別的信息且服務實例是通過nacos-chient注冊，并能夠保持心跳上報，那么就可以選擇AP模式。 當前主流的服務如Spring cloud 和 Dubbo 服務，都適用于AP模式。 AP模式為了服務的可能性而減弱了一致性，因此AP模式下只支持注冊臨時實例。
• 如果需要在服務級別編輯或者存儲配置信息，那么CP是必須。K8S服務和DNS服務則適用于CP模式。 CP模式下則支持注冊持久化實例，此時則是以 Raft協(xié)議為集群運行模式，該模式下注冊實例之前必須先注冊服務，如果服務不存在，則會返回錯識。

服務調(diào)用-OpenFeign

（1）Feign

Feign是Spring Cloud組件中的一個輕量級RESTful的HTTP服務客戶端

Feign內(nèi)置了Ribbon，用來做客戶端負載均衡，去調(diào)用服務注冊中心的服務。 Feign的使用方式是:使用Feign的注解定義接口，調(diào)用這個接口，就可以調(diào)用服務注冊中心的服務

依賴：
spring-cloud-starter-feign

（2）OpenFeign

OpenFeign是Spring Cloud在Feign的基礎上支持了SpringMVC的注解，如@RequesMapping等等。

OpenFeign的@Feignclient可以解析SpringMvc的@RequestMapping注解下的接口，并通過動態(tài)代理的方式產(chǎn)生實現(xiàn)類,實現(xiàn)類中做負載均衡并調(diào)用其他服務。

依賴：
spring-cloud-starter-openfeign

負載均衡-LoadBalancer

從Spring Cloud 2020版本開始，Spring Cloud移除了 Ribbon，使用Spring Cloud Loadbalancer作為客戶端的負載均衡組件。其使用方式與Ribbon基本兼容，可以從Ribbon進行平滑過渡。

兩種負載均衡的客戶端：

（1）RestTemplate

RestTemplate是Spring提供的用于訪問Rest服務的客戶端，RestTemplate提供了多種便捷訪問遠程Http服務的方法，能夠大大提高客戶端的編寫效率。默認情況下，RestTemplate默認依賴jdk的HTTP連接工具。

（2）WebClient

WebClient是從Spring WebFlux 5.0版本開始提供的一個非阻塞的基于響應式編程的進行Http請求的客戶端工具。它的響應式編程的基于Reactor的。WebClient中提供了標準Http請求方式對應的get、post、put、delete等方法，可以用來發(fā)起相應的請求

以RestTemplate配置LoadBalaced為例，二者對比：

• 都是使用LoadBalancerInterceptor作為RestTemplate的攔截器。
• 在LoadBalancerInterceptor中持有LoadBalancerClient對象，在Spring Cloud LoadBalancer中是BlockingLoadBalancerClient，在Spring Cloud Ribbon中是RibbonLoadBalancerClient。
• LoadBalancerClient中持有NamedContextFactory對象，在Spring Cloud LoadBalancer中是LoadBalancerClientFactory，在Spring Cloud Ribbon中是SpringClientFactory。
• Spring Cloud LoadBalancer通過實現(xiàn)ReactorServiceInstanceLoadBalancer接口自定義負載均衡器，Spring Cloud Ribbon通過實現(xiàn)ILoadBalancer接口。
• Spring Cloud LoadBalancer通過注解@LoadBalancerClient或@LoadBalancerClients實現(xiàn)自定義配置，Spring Cloud Ribbon也可以使用這兩個注解，另外還可以使用@RibbonClient或@RibbonClients。
• Spring Cloud LoadBalancer支持響應式編程負載均衡，即結合Spring Web Flux使用，Spring Cloud Ribbon是不支持的。
• 目前Ribbon提供的負載均衡算法實現(xiàn)較Spring Cloud LoadBalancer更豐富。

微服務網(wǎng)關-Gateway

Gateway是在Spring生態(tài)系統(tǒng)之上構建的API網(wǎng)關服務，基于Spring 5，Spring Boot 2和Project Reactor等技術。Gateway旨在提供一種簡單而有效的方式來對API進行路由，以及提供一些強大的過濾器功能，例如:熔斷、限流、重試等。

Spring Cloud Gateway是Spring Cloud的一個全新項目，基于Spring 5.0+Spring Boot 2.0和 Project Reactor等技術開發(fā)的網(wǎng)關，它旨在為微服務架構提供─種簡單有效的統(tǒng)一的API路由管理方式。

SpringCloud Gateway作為 Spring Cloud 生態(tài)系統(tǒng)中的網(wǎng)關，目標是替代Zuul，在Spring Cloud 2.0以上版本中，沒有對新版本的Zuul 2.0以上最新高性能版本進行集成，仍然還是使用的Zuul 1.x非Reactor模式的老版本。而為了提升網(wǎng)關的性能，SpringCloud Gateway是基于WebFlux框架實現(xiàn)的，而WebFlux框架底層則使用了高性能的Reactor模式通信框架Netty。

Spring Cloud Gateway的目標提供統(tǒng)一的路由方式且基于Filter鏈的方式提供了網(wǎng)關基本的功能，例如:安全，監(jiān)控/指標，和限流。

SpringCloud Gateway使用的Webflux中的reactor-netty響應式編程組件，底層使用了Netty通訊框架。

微服務限流-Sentinel

Sentinel 以流量為切入點，從流量控制、熔斷降級、系統(tǒng)負載保護等多個維度保護服務的穩(wěn)定性。

Sentinel 具有以下特征：

• 豐富的應用場景：Sentinel 承接了阿里巴巴近 10 年的雙十一大促流量的核心場景，例如秒殺（即突發(fā)流量控制在系統(tǒng)容量可以承受的范圍）、消息削峰填谷、集群流量控制、實時熔斷下游不可用應用等。
• 完備的實時監(jiān)控：Sentinel 同時提供實時的監(jiān)控功能。您可以在控制臺中看到接入應用的單臺機器秒級數(shù)據(jù)，甚至 500 臺以下規(guī)模的集群的匯總運行情況。
• 廣泛的開源生態(tài)：Sentinel 提供開箱即用的與其它開源框架/庫的整合模塊，例如與 Spring Cloud、Apache Dubbo、gRPC、Quarkus 的整合。您只需要引入相應的依賴并進行簡單的配置即可快速地接入 Sentinel。同時 Sentinel 提供 Java/Go/C++ 等多語言的原生實現(xiàn)。
• 完善的 SPI 擴展機制：Sentinel 提供簡單易用、完善的 SPI 擴展接口。您可以通過實現(xiàn)擴展接口來快速地定制邏輯。例如定制規(guī)則管理、適配動態(tài)數(shù)據(jù)源等。

Sentinel 的主要特性

分布式事務-seata

Seata 是一款開源的分布式事務解決方案，致力于提供高性能和簡單易用的分布式事務服務。Seata 將為用戶提供了 AT、TCC、SAGA 和 XA 事務模式，為用戶打造一站式的分布式解決方案。

一個典型的分布式事務過程：

分布式事務處理過程可以概括為：1 ID + 3組件模型

Transaction lD XID :

• 全局唯一的事務ID

三組件概念 (opens new window)

• Transaction Coordinator (TC)：事務協(xié)調(diào)器，維護全局事務的運行狀態(tài)，負責協(xié)調(diào)并驅(qū)動全局事務的提交或回滾;
• Transaction Manager (TM)：控制全局事務的邊界，負責開啟一個全局事務，并最終發(fā)起全局提交或全局回滾的決議;
• Resource Manager (RM)：控制分支事務，負責分支注冊、狀態(tài)匯報，并接收事務協(xié)調(diào)器的指令，驅(qū)動分支(本地）事務的提交和回滾

處理過程：

• TM 向 TC 申請開啟一個全局事務，全局事務創(chuàng)建成功并生成一個全局唯一的XID；
• XID 在微服務調(diào)用鏈路的上下文中傳播；
• RM 向 TC 注冊分支事務，將其納入XID對應全局事務的管轄；
• TM 向 TC 發(fā)起針對XID的全局提交或回滾決議；
• TC 調(diào)度 XID 下管轄的全部分支事務完成提交或回滾請求。

分布式鏈路追蹤-Skywalking

SkyWalking是一個開源APM系統(tǒng)，包含了云原生架構下的分布式系統(tǒng)的監(jiān)控、跟蹤、診斷功能。

SkyWalking支持dubbo，SpringCloud，SpringBoot集成，代碼無侵入，通信方式采用GRPC，性能較好，實現(xiàn)方式是java探針，支持告警，支持JVM監(jiān)控，支持全局調(diào)用統(tǒng)計等等，功能較完善。

Skywalking架構

• 上面的Agent：負責收集日志數(shù)據(jù)，并且傳遞給中間的OAP服務器
• 中間的OAP：負責接收 Agent 發(fā)送的 Tracing 和Metric的數(shù)據(jù)信息，然后進行分析(Analysis Core) ，存儲到外部存儲器( Storage )，最終提供查詢( Query )功能。
• 左面的UI：負責提供web控制臺，查看鏈路，查看各種指標，性能等等。
• 右面Storage：負責數(shù)據(jù)的存儲，支持多種存儲類型。

大致流程就是Agent負責收集日志傳輸數(shù)據(jù)，通過GRPC的方式傳遞給OAP進行分析并且存儲到數(shù)據(jù)庫中，最終通過UI界面將分析的統(tǒng)計報表、服務依賴、拓撲關系圖展示出來。

附錄

組件版本關系