簡介

Spring Cloud Alibaba是阿里巴巴結(jié)合自身的微服務(wù)實踐開源的微服務(wù)全家桶，我個人覺得其組件比Spring Cloud 中的組件更加好用和強大。并且對的Spring Cloud組件做了很好的兼容。比如在Spirng Cloud Alibaba中依然可以使用Feign作為服務(wù)調(diào)用方式，使用Eureak做服務(wù)注冊發(fā)現(xiàn)等等。

主要功能

1.服務(wù)注冊和發(fā)現(xiàn)(nacos)：可以注冊服務(wù)，并且客戶可以使用Spring托管的bean（自動集成功能區(qū)）發(fā)現(xiàn)實例。注冊中心。

2.分布式配置（nacos）：支持分布式系統(tǒng)中的外部配置，配置更改時自動刷新。 配置中心

3.流控制和服務(wù)降級(Sentinel )：支持WebServlet，WebFlux-->(比Springmvc更高級)OpenFeign，RestTemplate，Dubbo訪問限制和降級流的功能。它可以在運行時通過控制臺實時修改限制和降級流的規(guī)則，并且還支持監(jiān)視限制和降級度量標(biāo)準(zhǔn)。 - 服務(wù)熔斷限流hystrix

4.Rpc服務(wù)：擴(kuò)展Spring Cloud客戶端RestTemplate(ribbon)和OpenFeign以支持調(diào)用Dubbo RPC服務(wù)。

5.分布式事務(wù)（seata）：支持高性能且易于使用的分布式事務(wù)解決方案。

6.事件驅(qū)動：支持構(gòu)建與共享消息系統(tǒng)連接的高度可擴(kuò)展的事件驅(qū)動微服務(wù)。

7.阿里云對象存儲：大規(guī)模，安全，低成本，高度可靠的云存儲服務(wù)。支持隨時隨地在任何應(yīng)用程序中存儲和訪問任何類型的數(shù)據(jù)。

8.阿里云SchedulerX：準(zhǔn)確，高度可靠，高可用性的計劃作業(yè)調(diào)度服務(wù)，響應(yīng)時間在幾秒鐘內(nèi)。

9.阿里云短信：阿里云短信服務(wù)覆蓋全球，提供便捷，高效，智能的通信功能，幫助企業(yè)快速聯(lián)系客戶。

與奈飛對比

注冊中心nacos

什么是nacos

Nacos致力于幫助您發(fā)現(xiàn)，配置和管理微服務(wù)。它提供了一組簡單有用的功能，使您能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)服務(wù)發(fā)現(xiàn)，服務(wù)配置，服務(wù)元數(shù)據(jù)和流量管理。Nacos使構(gòu)建，交付和管理微服務(wù)平臺變得更容易，更快捷。它是通過微服務(wù)或云原生方法支持以服務(wù)為中心的現(xiàn)代應(yīng)用程序體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)架構(gòu)。說的通俗一些，就是承擔(dān)了奈飛框架中的Eureka的功能，相當(dāng)于注冊中心，但比Eureka更加智能與便捷。

如何安裝nacos

官方提供了Nacos的服務(wù)端供我們下載使用，我們啟動Nacos后將我們的微服務(wù)注冊進(jìn)入Nacos即可。

下載地址：[https://github.com/alibaba/nacos/releases]

啟動nacos

nacos的啟動也十分方便，在下載好的jar包目錄下執(zhí)行

- windows執(zhí)行bin目錄下的startup命令 ：startup.cmd -m standalone 

- linux 執(zhí)行 ：sh startup.sh -m standalone

啟動成功頁面如下所示

 nacos的默認(rèn)端口為8848，在啟動成功后，用戶即可訪問nacos，訪問地址為:(本地單機(jī)模式)http://127.0.0.1:8848/nacos/index.html

 登錄的賬號和密碼均為:nacos

登錄成功頁面如圖所示(筆者這里已經(jīng)注冊好了幾個服務(wù)，故會有信息，第一次登錄且未將服務(wù)注冊到nacos的話，這里是沒有信息的)

服務(wù)架構(gòu)簡單搭建

舉例服務(wù)項目結(jié)構(gòu)

微服務(wù)調(diào)用流程

Order-Service-20010提供訂單的查詢服務(wù)，Order-Client-30010調(diào)用Order-Service-20010提供的服務(wù)查詢自身的訂單信息，Order-Common作為公共服務(wù)，提供了相關(guān)實體類以及對應(yīng)的無參有參構(gòu)造方法

項目搭建

父工程的pom.xml

<!--公共的一些配置-->
    <properties>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
        <project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding>
        <java.version>1.8</java.version>
    </properties>
   <!--SpringBoot-->
    <parent>
        <groupId> org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.2.5.RELEASE</version>
    </parent>
    <!--SpringCloud-->
    <dependencyManagement>
        <dependencies>
            <dependency>
                <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
                <version>2.2.1.RELEASE</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
                <version>Hoxton.SR3</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>
        </dependencies>
    </dependencyManagement>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>junit</groupId>
            <artifactId>junit</artifactId>
            <version>4.12</version>
        </dependency>
        <!--導(dǎo)入lombok-->
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <version>1.18.12</version>
        </dependency>
    </dependencies>

服務(wù)注冊到nacos

Order-Service-20010配置

添加依賴

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

編寫啟動類 

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class OrderServerStart {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(OrderServerStart.class);
    }
}

 編寫配置文件yml

server:
  port: 20010
spring:
  application:
    name: Order-server
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 127.0.0.1:8848

Order-Client-30010配置

添加依賴

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

編寫啟動類

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
@EnableFeignClients
public class OrderClientStart
{
    public static void main( String[] args )
    {
        SpringApplication.run(OrderClientStart.class);
    }
}

編寫配置文件yml

server:
  port: 30010
spring:
  application:
    name: Order-client
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 127.0.0.1:8848

啟動成功后，nacos當(dāng)中便會看見注冊成功的服務(wù) 

Nacos配置中心

客戶端接入配置中心

概述

在《SpringCloud極簡入門》中我們通過Spring Cloud Config作為統(tǒng)一配置文件管理中心，其實我們總結(jié)一下發(fā)現(xiàn)Spring Cloud Config使用起來總歸比較麻煩。Nacos作為Spring Cloud Alibaba的一個重要組件，它不僅可以用作服務(wù)注冊與發(fā)現(xiàn)，也可以用來替代Spring Cloud Config作為統(tǒng)一配置文件管理，而且他的使用更為簡單和人性化。

如何實現(xiàn)

點擊頁面左上角的"+"按鈕即可添加新的配置，不過需要注意的是，編寫的后綴改為yaml,在項目中要將application.yml,修改為bootstrap.yml，并在內(nèi)部進(jìn)行相關(guān)的配置

導(dǎo)入依賴

<dependencies>
 <!--        配置中心客戶端-->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId>
        </dependency>
        <!-- 服務(wù)注冊與發(fā)現(xiàn)-->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud </groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.example</groupId>
            <artifactId>springcloudalibaba-user-common</artifactId>
            <version>1.0-SNAPSHOT</version>
        </dependency>
    </dependencies>

配置Controller

@RefreshScope  //刷新配置
@RestController
public class UserController {
    @Value("${temp.notify}")
    private String notify;
    @GetMapping("/user/{id}")
    public User getById(@PathVariable Long id){
        User user = new User(id,"root"+notify ,null);
        return user;
    }
}

修改yml配置

以修改order-client的yml為例

server:
  port: 30010
spring:
  application:
    name: Order-client
  profiles:
    active: dev
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 127.0.0.1:8848
      config:
        server-addr: 127.0.0.1:8848
        file-extension: yaml
        prefix: application-user
        group: DEFAULT_GROUP

測試

 root后多了一個1234，為什么呢？

因為筆者在nacos當(dāng)中的配置文件中，定義了notify的值為1234，這樣就表示配置中心配置成功

Sentinel限流控制

Sentinel和Hystrix

限流和熔斷

限流 ， 限制流量，這里的流量我們可以理解成請求數(shù)量，其實就是限制服務(wù)器的請求并發(fā)數(shù)量，為什么要這么做？如果不做限流，那么在大量并發(fā)請求下我們的服務(wù)器會慢慢的變慢然后頂不住壓力而掛掉(類似堵車)。并不是說并發(fā)越大越好，有的時候我們的項目規(guī)模和業(yè)務(wù)決定了我們不需要那么大的并發(fā)性，當(dāng)大量的并發(fā)請求訪問到服務(wù)器時我們需要把部分請求拒絕在外，這個是流量限制 - 限流。

熔斷機(jī)制在在[《Spring Cloud 極簡入門》)中有詳細(xì)的解釋，熔斷機(jī)制是對服務(wù)調(diào)用鏈路的保護(hù)機(jī)制，如果鏈路上的某個服務(wù)不可訪問，調(diào)用超時，發(fā)生異常等，服務(wù)會進(jìn)行發(fā)熔斷，觸發(fā)降級返回托底數(shù)據(jù)。簡單理解就是當(dāng)服務(wù)器不可訪問，可以返回一些預(yù)先準(zhǔn)備好的兜底數(shù)據(jù)給用戶，比如友好的提示信息，不至于直接向客戶拋出異常。

Hystrix的熔斷和資源隔離

其實在[《Spring Cloud 極簡入門》]中我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過Hystrix的熔斷和資源隔離機(jī)制，它的資源隔離可以通過線程池隔離和信號量隔離兩種方式來實現(xiàn)對流量的控制。Hystrix相比Sentinel來說它的線程池隔離(限流)會造成線程上下切換對資源的消耗比較大；Hystrix使用的信號量進(jìn)行資源的隔離效果不錯，但是無法對慢調(diào)用進(jìn)行自動降級。

Sentinel定義

Sentinel誕生于阿里巴巴，其主要目標(biāo)是流量控制和服務(wù)熔斷，2018年，Sentinel演變?yōu)橐粋€開源項目現(xiàn)如今成為了Spring Cloud Alibaba的一個子項目。Sentinel是通過限制并發(fā)線程的數(shù)量來減少不穩(wěn)定資源的影響，而不是使用線程池，省去了線程切換的性能開銷。

當(dāng)資源的響應(yīng)時間變長時，線程將開始被占用。當(dāng)線程數(shù)累積到一定數(shù)量時，新的傳入請求將被拒絕。反之亦然，當(dāng)資源恢復(fù)并變得穩(wěn)定時，占用的線程也將被釋放，新請求將被接受。

除了限制并發(fā)性外，Sentinel可以根據(jù)響應(yīng)時間降級不穩(wěn)定資源也是保證可靠性的有效方法。當(dāng)資源的響應(yīng)時間太大時，將在指定的時間窗口中拒絕所有對該資源的訪問。-- 熔斷機(jī)制

此外，Sentinel支持的熔斷降級維度更多，可對多種指標(biāo)進(jìn)行流控、熔斷，且提供了實時監(jiān)控和控制面板，功能更為強大。

Sentinel客戶端接入

導(dǎo)入依賴

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

添加yml配置

spring:
  cloud:
    sentinel:
      transport:
        dashboard: localhost:1111

資源限流實現(xiàn) 

在Controller中添加一個Sentinelresource注解

 @SentinelResource(value = "getUser",blockHandler = "LimitResource")

value表示要進(jìn)行限流的方法，blockHandler表示限流之后系統(tǒng)調(diào)用的方法

 完整代碼：

@RefreshScope
@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserController {
    @Value("${temp.notify}")
    private String notify;
    @Autowired
    private OrderOpenFeignClient feignClient;
    //限制的資源
    @SentinelResource(value = "getUser",blockHandler = "LimitResource")
//    給資源取名user，后續(xù)通過名字來進(jìn)行限流
    @GetMapping("/{id}")
    public User getUser(@PathVariable("id") Long id){
        //發(fā)起遠(yuǎn)程調(diào)用
        List<Order> orders =feignClient.getList(id);
        int i=new Random().nextInt(2);
        System.out.println(1/i);
        User user = new User(id,"root"+notify ,orders);
        return user;
    }
       public User LimitResource(@PathVariable("id") Long id,BlockException e){
           e.printStackTrace();
             return new User(-1L,"限流了",null);
   }
}

 如何設(shè)置限流

在sentinel的當(dāng)前頁面，點擊對應(yīng)資源的流控按鈕，進(jìn)行流控策略的配置。

這里單機(jī)閾值設(shè)置為1，表示1s內(nèi)的訪問量超過一次，則會觸發(fā)限流效果。 系統(tǒng)便會執(zhí)行自己設(shè)定的LimitResource方法，筆者這里便不附上運行截圖了，配置十分簡單，配置完成也不需要重啟服務(wù)，直接進(jìn)行接口訪問壓測即可。

Sentinel流控效果

快速失敗

快速失敗:(RuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_DEFAULT)是默認(rèn)的流控方式，當(dāng)流量達(dá)到閥值直接返回異常，QPS達(dá)到任何規(guī)則閾值后，后續(xù)請求就會立即拒絕，并拋出FlowException 異常。簡單理解：并發(fā)太高，直接請求拒絕

warmup預(yù)熱

Warm Up預(yù)熱:(RuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_WARM_UP)方式，根據(jù)codeFactor（默認(rèn)3）的值，從（閥值/codeFactor）為初始閥值，經(jīng)過預(yù)熱時長，才到達(dá)設(shè)置的QPS的閥值，即預(yù)熱/冷啟動方式。簡單理解：慢慢的增大處理并發(fā)的能力

排隊等待

排隊等待(RuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_RATE_LIMITER)，忽然增加的請求并發(fā)量達(dá)到了限流閾值后續(xù)請求會被拒絕，有時候我們可能更希望后續(xù)的請求可以加入隊列進(jìn)行排隊，慢慢執(zhí)行，而不是直接拒絕請求，這種方式后嚴(yán)格控制請求通過的時間間隔，也即是讓請求以均勻的速度通過，對應(yīng)的是漏桶算法，這種方式主要用于處理間隔性突發(fā)的流量，例如消息隊列。 簡單理解：突發(fā)流量處理不過來，讓請求排隊。

Sentinel熔斷

概述

什么是熔斷

Sentinel除了流控還提供了服務(wù)熔斷和降級機(jī)制，服務(wù)之間的調(diào)用關(guān)系錯綜復(fù)雜，微服務(wù)的調(diào)用鏈上的某些服務(wù)資源不穩(wěn)定(宕機(jī)，異常，超時)可能會導(dǎo)致可能請求的失敗和請求的堆積，調(diào)用鏈產(chǎn)生連鎖反應(yīng)可能會導(dǎo)致整個微服務(wù)架構(gòu)癱瘓。服務(wù)熔斷降級機(jī)制是保障高可用的重要措施之一。

Sentinel熔斷

Sentinel的服務(wù)熔斷機(jī)制會對調(diào)用鏈上的某個不穩(wěn)定(宕機(jī)，異常，超時)的資源，做出請求限制，快速失敗，避免影響到其它的服務(wù)而導(dǎo)致級聯(lián)錯誤。資源熔斷后，在后續(xù)的一定時間(時間窗口)之內(nèi)，對該服務(wù)的請求都自動熔斷，拋出 DegradeException異常。Sentinel擁有比Hystrix更強大和豐富的功能，能滿足我們的各種應(yīng)用場景，并且經(jīng)歷過淘寶雙十一的考驗，是微服務(wù)架構(gòu)中熔斷機(jī)制的不二選擇。

熔斷規(guī)則

平均響應(yīng)RT

平均響應(yīng)時間 (DEGRADE_GRADE_RT)：當(dāng)資源的平均響應(yīng)時間超過閾值（DegradeRule 中的 count，以 ms 為單位）之后，資源進(jìn)入準(zhǔn)降級狀態(tài)。如果接下來 1s 內(nèi)持續(xù)進(jìn)入 5 個請求（即 QPS >= 5），它們的 RT 都持續(xù)超過這個閾值，那么在接下的時間窗口（DegradeRule 中的 timeWindow，以 s 為單位）之內(nèi)，對這個方法的調(diào)用都會自動地熔斷（拋出 DegradeException）。注意 Sentinel 默認(rèn)統(tǒng)計的 RT 上限是 4900 ms，超出此閾值的都會算作 4900 ms，若需要變更此上限可以通過啟動配置項 -Dcsp.sentinel.statistic.max.rt=xxx 來配置。

異常比例 

異常比例(DEGRADE_GRADE_EXCEPTION_RATIO)：每秒請求量 > 5 ,當(dāng)資源的每秒異?？倲?shù)占通過量的比值超過閾值（DegradeRule 中的 count）之后，資源進(jìn)入降級狀態(tài)，即在接下的時間窗口（DegradeRule 中的 timeWindow，以 s 為單位）之內(nèi)，對這個方法的調(diào)用都會自動地返回。異常比率的閾值范圍是 [0.0, 1.0]，代表 0% - 100%。

異常數(shù) 

異常數(shù) (DEGRADE_GRADE_EXCEPTION_COUNT)：當(dāng)資源近 1 分鐘的異常數(shù)目超過閾值之后會進(jìn)行熔斷。注意由于統(tǒng)計時間窗口是分鐘級別的，若 timeWindow 小于 60s，則結(jié)束熔斷狀態(tài)后仍可能再進(jìn)入熔斷狀態(tài)。

慢調(diào)用比例

熔斷策略慢調(diào)用比例是以慢調(diào)用數(shù)量的比例作為閾值，首先需要設(shè)置最大 RT（即最大的響應(yīng)時間，用于鑒定是否是慢調(diào)用），請求的響應(yīng)時間大于該值則統(tǒng)計為慢調(diào)用。當(dāng)單位統(tǒng)計時長（statIntervalMs）內(nèi)請求數(shù)大于設(shè)置的最小請求數(shù)，并且慢調(diào)用的比例大于比例閾值，則接下來的請求會自動熔斷，熔斷時間為設(shè)置的熔斷時長。經(jīng)過熔斷時長后熔斷器會進(jìn)入探測恢復(fù)狀態(tài)（HALF-OPEN 狀態(tài)），若在HALF-OPEN狀態(tài)下有一個請求響應(yīng)時間小于 最大RT 則結(jié)束熔斷，否則繼續(xù)熔斷。

熔斷實戰(zhàn)示例

導(dǎo)入依賴

 <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
        </dependency>

配置yml

feign:
  sentinel:
    enabled: true #熔斷

配置OpenFeign

接口

@FeignClient(value = "Order-server")
public interface OrderOpenFeignClient {
    @GetMapping("/order/{id}")
    public List<Order> getList(@PathVariable("id") Long id);
}

 熔斷返回fallback

@Component
public class UserFallBack implements FallbackFactory<OrderOpenFeignClient> {
   @Override
   public OrderOpenFeignClient create(Throwable throwable) {
       return id ->Arrays.asList(new Order(-2L,"服務(wù)暫時不可用","請您稍后再試"));
    }
}

修改Controller

在SentinelResource中添加相關(guān)屬性值

Controller完整代碼

@RefreshScope
@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserController {
    @Value("${temp.notify}")
    private String notify;
    @Autowired
    private OrderOpenFeignClient feignClient;
    //限制的資源
    @SentinelResource(value = "getUser",blockHandler = "LimitResource",blockHandlerClass = UserFallback.class,
    fallback = "Error")
//    給資源取名user，后續(xù)通過名字來進(jìn)行限流
    @GetMapping("/{id}")
    public User getUser(@PathVariable("id") Long id){
        //發(fā)起遠(yuǎn)程調(diào)用
        List<Order> orders =feignClient.getList(id);
        int i=new Random().nextInt(2);
        System.out.println(1/i);
        User user = new User(id,"root"+notify ,orders);
        return user;
    }
    //方案1
//    public User LimitResource(@PathVariable("id") Long id,BlockException e){
//        e.printStackTrace();
//        return new User(-1L,"限流了",null);
//    }
    public User Error(@PathVariable("id") Long id){
        return new User(-1L,"熔斷數(shù)據(jù)集",null);
    }
}

因為在這里，寫了一個Error方法，并且在SentinelResource中添加了fallback="Error"所以fallback返回的將是Error的內(nèi)容。 

測試結(jié)果：

寫在最后:

SpringCloudAlibaba是一款優(yōu)秀的微服務(wù)架構(gòu)，在市面上有著廣泛的應(yīng)用。這篇文章介紹了SpringCloudAlibaba的一些基本使用，適合初學(xué)者，希望能夠給大家?guī)韼椭?。筆者小，中，大廠均有面試經(jīng)驗，目前正在從事全棧開發(fā)工作，堅持每日分享java全棧開發(fā)知識與相關(guān)的面試真題，希望能夠給大家?guī)韼椭?，同大家共同進(jìn)步 

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