基于Spring Cloud和Docker的微服務(wù)架構(gòu)設(shè)計

王方旭

一、概述

隨著互聯(lián)網(wǎng)、云計算的進步，微服務(wù)越來越受到從業(yè)者的關(guān)注。尤其是以單體架構(gòu)建設(shè)的應(yīng)用和SOA架構(gòu)的應(yīng)用皆無法解決數(shù)據(jù)、服務(wù)呈爆炸式增長帶來的沖擊，而微服務(wù)將業(yè)務(wù)系統(tǒng)徹底組件化、服務(wù)化的思想讓系統(tǒng)建設(shè)者有了更多選擇。

微服務(wù)的核心思想是：應(yīng)用是由相互獨立的服務(wù)組成，這些服務(wù)可分布式部署，運行在獨立的進程中，通過輕量級的通信機制交互信息，服務(wù)獨立擴展，自由伸縮，但有明確的邊界，不受開發(fā)語言、技術(shù)路線、開發(fā)團隊的制約。

Spring Cloud是實踐微服務(wù)的框架，有活躍的開源社區(qū)支持；Docker使分布式應(yīng)用脫離底層物理硬件和基礎(chǔ)環(huán)境的限制，實現(xiàn)應(yīng)用快速開發(fā)和部署而大放異彩的開源項目。因此，使用Spring Cloud框架和Docker構(gòu)建的微服務(wù)系統(tǒng)是實現(xiàn)開發(fā)、部署、運維一體化的DevOps模式的最佳解決方案。

二、Spring Cloud

（一） Spring Cloud簡介及架構(gòu)圖

Spring boot是由 Pivotal 團隊提供的框架，按照約定大于配置的核心思想對Spring框架進行了簡化。Spring Cloud是基于Spring Boot推出一系列框架、組件的有序集合，簡化了分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的開發(fā)，且封裝的框架均是成熟且經(jīng)過實際檢驗的，比如面向服務(wù)發(fā)現(xiàn)治理的EureKa，面向負(fù)載均衡的Ribbon等。經(jīng)過封裝，向開發(fā)者提供的則是易理解、易部署、易交互的分布式系統(tǒng)開發(fā)框架。

下圖，展示了Spring Cloud框架完整架構(gòu)圖。

（二） Spring Cloud框架中的組件

1. Eureka在Spring Cloud框架中實現(xiàn)微服務(wù)的自動注冊與發(fā)現(xiàn)。定義服務(wù)注冊中心是在啟動類配置@ EnableEurekaServer；定義服務(wù)提供者是在其啟動類配置@EnableEurekaClient，該注解聲明服務(wù)是Eureka客戶端，具備服務(wù)注冊和發(fā)現(xiàn)能力。

2. Zuul的作用是動態(tài)路由和請求過濾，便于監(jiān)控和認(rèn)證。在服務(wù)啟動類上配置@EnableZuulProxy即可開啟Zuul的動態(tài)路由作用，而在啟動類內(nèi)部配置繼承了ZuulFilter類的過濾器實現(xiàn)類可開啟Zuul的請求過濾功能。

3. Ribbon是基于HTTP和TCP的客戶端負(fù)載均衡器，從Eureka注冊中心獲取服務(wù)列表，采用輪詢訪問的方式實現(xiàn)負(fù)載均衡的作用。在客戶端的服務(wù)方法上配置@ LoadBalanced即可開啟客戶端負(fù)載均衡。

4. HyStrix是能夠提升系統(tǒng)的容錯能力的熔斷器。該服務(wù)在啟動類配置@EnableCircuitBreaker或者@ EnableHystrix即可開啟熔斷器支持。

5. Turbine是為了監(jiān)控微服務(wù)集群而引入的工具，Turbine結(jié)合HyStrix可監(jiān)控系統(tǒng)中所有服務(wù)的實時數(shù)據(jù)。在服務(wù)的啟動類配置@EnableTurbine可開啟Turbine功能。

6. F e i g n整合R i b b o n向客戶端提供聲明式的H T T P A P I。在基于F e i g n的服務(wù)啟動類上配置@ EnableFeignClients即可開啟Feign功能，在服務(wù)接口類上配置@FeignClient綁定服務(wù)提供者的服務(wù)名和實現(xiàn)方法。

7. Spring Cloud Config為Spring Cloud框架系統(tǒng)提供統(tǒng)一的配置管理，并提供服務(wù)器端（Config Server）和客戶端（Config Client）的支持，Config Server本質(zhì)上是一個用于集中管理配置、獲取遠(yuǎn)程配置倉庫的配置信息供客戶端使用的微服務(wù)。在服務(wù)器端的啟動類上配置@EnableConfigServer開啟Config Server功能。

8. Spring Cloud Bus的作用是將各服務(wù)節(jié)點用輕量的消息代理（如RabbitMQ）連接起來，并廣播配置文件的動態(tài)信息和服務(wù)之間的通訊。

9. Spring Cloud Sleuth集成ZipKin，實現(xiàn)微服務(wù)的鏈路監(jiān)控分析?；赯ipkin的服務(wù)在啟動類配置@ EnableZipkinServer開啟Zipkin Server功能，服務(wù)開啟后通過訪問Zipkin Server監(jiān)控頁面監(jiān)控服務(wù)的請求細(xì)節(jié)和分析依賴關(guān)系。

三、Docker與微服務(wù)

微服務(wù)雖是先進的架構(gòu)，但在系統(tǒng)的復(fù)雜性、服務(wù)的持續(xù)集成方面卻有無法回避的弊端，因此，我們引入了Docker技術(shù)。Docker 是遵從Apache2.0 協(xié)議開源的容器引擎，利用輕量級虛擬化技術(shù)實現(xiàn)資源隔離，并將各種環(huán)境依賴和應(yīng)用統(tǒng)一打包，以達(dá)到方便應(yīng)用移植和部署的目的。我們將微服務(wù)打包成獨立的Docker鏡像，之后push到私有鏡像庫中，每次部署服務(wù)時從私有鏡像庫pull下對應(yīng)的鏡像，按照Docker Compose編排好的微服務(wù)調(diào)度方式運行鏡像。

下圖是使用Docker后，微服務(wù)部分的框架圖。多個業(yè)務(wù)系統(tǒng)獨立部署在Docker容器中，將復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)拆分成多個功能單一、業(yè)務(wù)邏輯簡單的服務(wù)進行獨立部署。每個微服務(wù)注冊在Eureka Server中，通過聲明式的RESTful API相互調(diào)用。

四、結(jié)束語

通過Spring Cloud和Docker構(gòu)建的應(yīng)用平臺，充分展現(xiàn)了微服務(wù)架構(gòu)的優(yōu)勢，對服務(wù)做到了組件化、服務(wù)化的管理，提升了服務(wù)的持續(xù)集成能力和擴展能力。隨著技術(shù)的進步，微服務(wù)架構(gòu)的系統(tǒng)會更多的被采用，而基于Spring Cloud和Docker構(gòu)建微服務(wù)系統(tǒng)必會成為讓微服務(wù)落地的最佳解決方案。當(dāng)然隨著技術(shù)的進步，思想、理念的變化，微服務(wù)架構(gòu)的思想仍需要不斷的探索與改進。