分布式架構SpringCloud如何實現CAP

這篇文章將為大家詳細講解有關分布式架構SpringCloud如何實現CAP，文章內容質量較高，因此小編分享給大家做個參考，希望大家閱讀完這篇文章后對相關知識有一定的了解。

 調研SpringCloud

SpringCloud是現階段最火的微服務治理框架，那么SpringCloud如何實現服務治理的CAP，這里我只想談談我對SpringCloud架構思想的理解。

個人理解的SpringCloud本質：

1）封裝業界最火的基礎組件（也可以叫中間件），豌豆莢的Netflix一籃子組件，并注入SpringBoot特性，無縫對接SpringBoot項目，業務開箱即用。

2）SpringCloud本質上也是一個高級中間件，比spring和springBoot都高級，但是比他們都簡單，也更加的靈活。

那么問題來了，SpringCloud能為我們解決什么問題呢，特性、有點和缺點有事什么，網上百度一下，一大堆亂七八糟的文章，都是淺嘗輒止，人云亦云，這個可能會給很多架構師出了很多的難題，為嘛選型SpringCloud。

其實技術對于架構師來說不是難事，主要難在如何選型和技術梳理，SpringCloud官網http://projects.spring.io/spring-cloud/ ，SpringCloud中文翻譯網站https://springcloud.cc/，其實很好的利用好這兩個網站，對于你更好的掌握好這個框架是很有幫助的。

  SpringCloud整體功能模塊

       分布式配置模塊  

           SpringCloudConfig，分布式配置，阿里也有自己自研的config server，那么SpringCloud的分布式配置系統有哪些特性，這里就簡單的總結下。SpringCloudConfig是SpringCloud提供的分布式配置中心的解決方案，依托于Netflix服務治理模塊和Consul服務治理模塊，解耦為server和client，server就是分布式配置中心，獨立部署，暴露一些restful接口，獲取配置信息。客戶端通過starter集成到業務系統，與業務系統一塊啟動，通過指定對應的server配置中心，熱加載與應用相關的配置信息，并本地緩存。SpringCloud支持git和文件兩種模式的分布式配置中心，那么這兩種如何保證CAP，這就得仔細的閱讀源碼。當然你可以直接通過client訪問server，獲取配置信息，但是這樣就會有單點問題了，一旦server掛了，就很難玩完了，其實SpringCloud本身框架設計的理念就是服務化集群管理，怎么可能出現單點故障了，client和server都可以以一個獨立的微服務注冊到eureka或者consul注冊中心，從而實現client和server的服務治理，就可以充分的利用consul的CP和eureka的AP特性，達到服務的高可用。

  Netflix服務治理模塊（Eureka）

    SpringCloudNetflix，考慮到發生故障的情況，服務注冊中心發生故障必將會造成整個系統的癱瘓，因此需要保證服務注冊中心的高可用。Eureka Server在設計的時候就考慮了高可用設計，在Eureka服務治理設計中，所有節點既是服務的提供方，也是服務的消費方，服務注冊中心也不例外。

   Eureka Server的高可用實際上就是將自己做為服務向其他服務注冊中心注冊自己，這樣就可以形成一組互相注冊的服務注冊中心，以實現服務清單的互相同步，達到高可用的效果。

   Eureka Server的同步遵循著一個非常簡單的原則：只要有一條邊將節點連接，就可以進行信息傳播與同步。可以采用兩兩注冊的方式實現集群中節點完全對等的效果，實現最高可用性集群，任何一臺注冊中心故障都不會影響服務的注冊與發現。eureka強調高可用性，也就是犧牲強一致性的前提下，保證AP。

  eureka是Servlet程序，需要嵌入到Servlet容器中，會影響服務治理的性能，這就是在網關技術選型的時候很多人放棄eureka-zuul,選擇更加粗暴的Nginx和lua做基礎網關，服務只要嵌入到servlet容器，性能就會受到setvlet容器的限制。

  eureka1.0高可用架構缺陷：

      eureka沒有使用強一致性的選舉協議，比如ZAB協議作為數據一致性的算法（zookeeper選舉算法）比如Consul的數據一致性算法Raft，Eureka 集群的多副本的一致性協議采用類似“異步多寫”的 AP 協議，每一個server都會把本地接收到的寫請求（register/heartbeat/unregister/update）發送給組成集群的其他所有的機器（Eureka 稱之為 peer，對等服務)，特別是 hearbeat 報文是周期性持續不斷的在 client->server->all peers 之間傳送。

 eureka數據一致性協議缺點：

   每一臺 Server 都需要存儲全量的服務數據，Server 的內存明顯會成為瓶頸。當訂閱者卻來越多的時候，需要擴容 Eureka 集群來提高讀的能力，但是擴容的同時會導致每臺 server 需要承擔更多的寫請求，擴容的效果不明顯。組成 Eureka 集群的所有server都需要采用相同的物理配置，并且只能通過不斷的提高配置來容納更多的服務數據

 eureka2.0架構升級：

     數據推送從 pull 走向 push 模式，并且實現更小粒度的服務地址按需訂閱的功能。

     讀寫分離，寫集群相對穩定，無需經常擴容；讀集群可以按需擴容以提高數據推送能力。

     新增審計日志的功能和功能更豐富的 Dashboard。

  eureka2.0架構整體升級類似于阿里巴巴自研的分布式注冊中心ConfigServer的架構演進。

 分布式消息總線模塊（Bus）

     SpringCloudBus又是一個什么樣的功能組件，顧名思義，那肯定是消息總線，如果不熟悉消息總線這個概念，可以自行的百度。這里就簡單描述下SpringCloudBus微服務框架，主要解決什么問題。

               SpringCloudBus消息總線支持Rabbitmq和Kafka，工程目錄結構:Spring-cloud-bus、Spring-cloud-bus-dependencies、Spring-cloud-starter-bus-amqp、Spring-cloud-starter-bus-kafka，其實Springcloud所有的工程目錄結構都是按照springboot的格式來梳理的。消息總線底層是采用SpringCloudStream完成服務間的通信。

       單點登錄web模塊：SpringCloudForCloudFoundry

       集群管理模塊：SpringCloudCluster

      Consul服務治理模塊：SpringCloudConsul

      安全認證模塊：SpringCloudSecurity

     全鏈路追蹤系統：SpringCloudSleuth

     數據流服務模塊：SpringCloudDataFlow

     消息隊列模塊

             SpringCloudStream是一個用來為微服務應用構建消息驅動能力的框架，隔離業務與消息中間件，屏蔽掉消息中間件的差異性，比如Rabbitmq、Kafka等，當然SpringCloud目前只支持Rabbitmq和Kafka，中間件團隊可以自己封裝Rocketmq的綁定器，并以插件的形式侵入到業務中，從而讓業務無縫的切到Rocketmq，不用更改上層的業務代碼，完成消息中間件的升級。

     網關模塊

            SpringCloudGateway是SpringCloud封裝的又一套分布式微服務架構網關。

            最新網關特性如下：基于Spring Framework 5，Project Reactor和Spring Boot 2.0構建；能夠匹配任何請求屬性上的路由；Hystrix斷路器集成；Spring Cloud DiscoveryClient集成；請求率限制；路徑重寫；容易編寫斷言和過濾器；支持斷言和過濾器到路由端。

         Spring Cloud Gateway是Spring官方基于Spring 5.0，Spring Boot 2.0和Project Reactor等技術開發的網關，Spring Cloud Gateway旨在為微服務架構提供一種簡單而有效的統一的API路由管理方式。Spring Cloud Gateway作為Spring Cloud生態系中的網關，目標是替代Netflix ZUUL，其不僅提供統一的路由方式，并且基于Filter鏈的方式提供了網關基本的功能，例如：安全，監控/埋點，和限流等。

          網關模塊的核心概念：路由、斷言和過濾器，路由功能是網關的基本模塊，它由一系列的ID，URI，以及斷言和過濾器組成。斷言是java8的函數式斷言，輸入類型是SpringFramework的ServerWebExchange，允許開發者匹配所有的HTTP請求，包括HTTP頭和參數等。過濾器是SpringFramework GatewayFilter的實例化，請求和響應會在HTTP下行請求之前或者之后改變。

關于分布式架構SpringCloud如何實現CAP就分享到這里了，希望以上內容可以對大家有一定的幫助，可以學到更多知識。如果覺得文章不錯，可以把它分享出去讓更多的人看到。