SpringCloud底层原理

一、业务场景介绍

假设开发一个电商网站，要实现支付订单的功能流程如下

创建一个订单后，如果用户立刻支付了这个订单，需要将订单状态更新为"已支付"
扣除相应的商品库存
通知仓储中心，进行发货
给用户的这次购物增加相应的积分

针对上述流程，我们需要有订单服务、库存服务、仓储服务、积分服务。整个流程的大体思路如下：

用户针对一个订单完成支付之后，就会去找订单服务，更新订单状态
订单服务调用库存服务，完成相应功能
订单服务调用仓储服务，完成相应功能
订单服务调用积分服务，完成相应功能

至此，整个支付订单的业务流程结束

二、Spring Cloud核心组件：Eureka

咱们来考虑第一个问题：订单服务想要调用库存服务、仓储服务，或者积分服务，怎么调用？

订单服务压根儿就不知道人家库存服务在哪台机器上啊！他就算想要发起一个请求，都不知道发送给谁，有心无力！
这时候，就轮到Spring Cloud Eureka出场了。Eureka是微服务架构中的注册中心，专门负责服务的注册与发现。

咱们来看看下面的这张图，结合图来仔细剖析一下整个流程：

如上图所示，库存服务、仓储服务、积分服务中都有一个Eureka Client组件，这个组件专门负责将这个服务的信息注册到Eureka Server中。说白了，就是告诉Eureka Server，自己在哪台机器上，监听着哪个端口。而Eureka Server是一个注册中心，里面有一个注册表，保存了各服务所在的机器和端口号

订单服务里也有一个Eureka Client组件，这个Eureka Client组件会找Eureka Server问一下：库存服务在哪台机器啊？监听着哪个端口啊？仓储服务呢？积分服务呢？然后就可以把这些相关信息从Eureka Server的注册表中拉取到自己本地缓存起来。

这时如果订单服务想要调用库存服务，不就可以找自己本地的Eureka Client问一下库存服务在哪台机器？监听哪个端口吗？收到响应后，紧接着就可以发送一个请求过去，调用库存服务扣减库存的那个接口！同理，如果订单服务要调用仓储服务、积分服务，也是一样。

总结一下：

Eureka Client：负责将这个服务的信息注册到Eureka Server中
Eureka Server：注册中心，里面有一个注册表，保存了各个服务所在的机器和端口号

三、Spring Cloud核心组件：Feign

现在订单服务确实知道库存服务、积分服务、仓库服务在哪里了，同时也监听着哪些端口号了。但是新问题又来了：难道订单服务要自己写一大堆代码，跟其他服务建立网络连接，然后构造一个复杂的请求，接着发送请求过去，最后对返回的响应结果再写一大堆代码来处理吗？

手写

CloseableHttpClient httpclient = HttpClients.createDefault();
HttpPost httpPost = new HttpPost("http://192.168.31.169:9000/");

List<NameValuePair> parameters = new ArrayList<NameValuePair>();
parameters.add( new BasicNameValuePair("scope","project"));
parameters.add( new BasicNameValuePair("q", "java"));

UrlEncodedFormEntity formEntity = new UrlEncodedFormEntity(parameters);
httpPost.setEntity(formEntity);
httpPost.setHeader(
"user-Agent",
"Mozilla/5.0 (windows NT 6.3; win64; x64)"
);

closeableHttpResponse response = null;
response = httpclient.execute(httpPost);
if (response.getStatusLine().getStatusCode() == 200){
    string content = Entityutils.toString(response.getEntity()，"UTF-8");
    System.out.println(content);
}
if (response != null){
    response.close();
}
httpclient.close();

Feign

@FeignClient( "inventory-service")
public class InventoryService {
    @RequestMapping(value = "/reduceStock/{goodsSkuId} " ,method = HttpMethod.PUT)
    @ResponseBody
    public ResultCode reduceStock(@PathVariable("goodsSkuId") Long goodsSkuId);
}

@Service
public class OrderService {
    @Autowired
    private InventoryService inventoryService;

    public ResultCode payOrder() {
        // 步骤1:更新本地数据库订单状态为“己支付”
        orderDAO.updatestatus(id， OrderStatus.PAYED);
        //步骤2:调用库存服务，扣减商品库存
        inventoryService.reduceStock(goodsSkuId);
    }
}

没有底层的建立连接、构造请求、解析响应的代码，直接就是用注解定义一个 FeignClient接口，然后调用那个接口就可以了。人家Feign Client会在底层根据你的注解，跟你指定的服务建立连接、构造请求、发起请求、获取响应、解析响应，等等。

Feign的一个关键机制就是使用了动态代理

首先，如果你对某个接口定义了@FeignClient注解，Feign就会针对这个接口创建一个动态代理
接着你要是调用那个接口，本质就是会调用 Feign创建的动态代理，这是核心中的核心
Feign的动态代理会根据你在接口上的@RequestMapping等注解，来动态构造出你要请求的服务的地址
最后针对这个地址，发起请求、解析响应

四、Spring Cloud核心组件：Ribbon

如果人家库存服务部署在了5台机器上，如下所示：

192.168.169:9000
192.168.170:9000
192.168.171:9000
192.168.172:9000
192.168.173:9000

这下麻烦了！人家Feign怎么知道该请求哪台机器呢？

Ribbon就是专门解决这个问题的。它的作用是负载均衡，会帮你在每次请求时选择一台机器，均匀的把请求分发到各个机器上
Ribbon的负载均衡默认使用的最经典的Round Robin轮询算法。简单来说，就是如果订单服务对库存服务发起10次请求，那就先让你请求第1台机器、然后是第2台机器、第3台机器、第4台机器、第5台机器，接着再来—个循环，第1台机器、第2台机器。。。以此类推。

此外，Ribbon是和Feign以及Eureka紧密协作，完成工作的，具体如下：

首先Ribbon会从 Eureka Client里获取到对应的服务注册表，也就知道了所有的服务都部署在了哪些机器上，在监听哪些端口号。
然后Ribbon就可以使用默认的Round Robin算法，从中选择一台机器
Feign就会针对这台机器，构造并发起请求。

五、Spring Cloud核心组件：Hystrix

在微服务架构里，一个系统会有很多的服务。以本文的业务场景为例：订单服务在一个业务流程里需要调用三个服务。现在假设订单服务自己最多只有100个线程可以处理请求，然后呢，积分服务不幸的挂了，每次订单服务调用积分服务的时候，都会卡住几秒钟，然后抛出一个超时异常。

咱们一起来分析一下，这样会导致什么问题？

如果系统处于高并发的场景下，大量请求涌过来的时候，订单服务的100个线程都会卡在请求积分服务这块。导致订单服务没有一个线程可以处理请求
然后就会导致别人请求订单服务的时候，发现订单服务也挂了，不响应任何请求了

这就是微服务架构中恐怖的服务雪崩问题，如下图所示：

这么多服务互相调用，要是不做任何保护的话，某一个服务挂了，就会引起连锁反应，导致别的服务也挂。比如积分服务挂了，会导致订单服务的线程全部卡在请求积分服务这里，没有一个线程可以工作，瞬间导致订单服务也挂了，别人请求订单服务全部会卡住，无法响应。

但是我们思考一下，就算积分服务挂了，订单服务也可以不用挂啊！为什么？

我们结合业务来看：支付订单的时候，只要把库存扣减了，然后通知仓库发货就OK了
如果积分服务挂了，大不了等他恢复之后，慢慢人肉手工恢复数据！

现在问题分析完了，如何解决？

这时就轮到Hystrix闪亮登场了。Hystrix是隔离、熔断以及降级的一个框架。啥意思呢？说白了，Hystrix会搞很多个小小的线程池，比如订单服务请求库存服务是一个线程池，请求仓储服务是一个线程池，请求积分服务是一个线程池。每个线程池里的线程就仅仅用于请求那个服务。

打个比方：积分服务挂了

导致订单服务里那个用来调用积分服务的线程都卡死不能工作了啊！但由于订单服务调用库存服务、仓储服务的这两个线程池都是正常工作的，所以这两个服务不会受到任何影响。

这个时候如果别人请求订单服务，订单服务还是可以正常调用库存服务扣减库存，调用仓储服务通知发货。只不过调用积分服务的时候，每次都会报错。但是如果积分服务都挂了，每次调用都要去卡住几秒钟干啥呢？有意义吗？当然没有！所以我们直接对积分服务熔断不就得了，比如在5分钟内请求积分服务直接就返回了，不要去走网络请求卡住几秒钟，这个过程，就是所谓的熔断！

在熔断之前，我们可以在每次调用积分服务，往数据库里记录一条消息，说给某某用户增加了多少积分，因为积分服务挂了，导致没增加成功！这样等积分服务恢复了，你可以根据这些记录手工加一下积分。这个过程，就是所谓的降级。

六、Spring Cloud核心组件：Zuul

说完了Hystrix，接着给大家说说最后一个组件：Zuul，也就是微服务网关。这个组件是负责网络路由的。

一般微服务架构中都必然会设计一个网关在里面，像android、ios、pc前端、微信小程序、H5等等，不用去关心后端有几百个服务，就知道有一个网关，所有请求都往网关走，网关会根据请求中的一些特征，将请求转发给后端的各个服务。

而且有一个网关之后，还有很多好处，比如可以做统一的降级、限流、认证授权、安全，等等。

七、总结

最后再来总结一下，上述几个Spring Cloud核心组件，在微服务架构中，分别扮演的角色：

Eureka：各个服务启动时，Eureka Client都会将服务注册到Eureka Server，并且Eureka Client还可以反过来从Eureka Server拉取注册表，从而知道其他服务在哪里
Ribbon：服务间发起请求的时候，基于Ribbon做负载均衡，从一个服务的多台机器中选择一台
Feign：基于Feign的动态代理机制，根据注解和选择的机器，拼接请求URL地址，发起请求
Hystrix：发起请求是通过Hystrix的线程池来走的，不同的服务走不同的线程池，实现了不同服务调用的隔离，避免了服务雪崩的问题
Zuul：如果前端、移动端要调用后端系统，统一从Zuul网关进入，由Zuul网关转发请求给对应的服务