微服务

一、微服务的概念

1.什么是单体，分布式，集群

1-1 单体

业务量很小时，只需将所有代码放在一个项目中，经打包之后部署在一台服务器即可。

1-2 分布式

业务更复杂，业务量更多的情况下，把单体项目按功能拆分成多个小项目，部署在多台服务器上

1-3 集群

分布式项目中，当某个业务，比如Redis服务挂掉了，或服务器内存不支持Redis服务继续运行，就需要添加多台Redis服务器共同对外提供服务和做备用数据库，这就是集群。

1-4 负载均衡

充当调度者的角色，将请求均匀发送到服务器集群上，避免大量请求都发送到一台服务器造成压力过大

2. 单体架构、垂直架构、SOA架构、微服务架构

2-1 单体架构

优点：只需维护一个项目，部署和测试方便

缺点：可扩展性差，技术栈固化，可靠性和稳定性低，维护困难

2-2 垂直架构（分布式架构早期形式）

将单体项目按功能拆分成多个小项目

优点：解决了并发问题，可以针对不同服务进行优化和扩展，一个服务的问题不会影响到其他服务的运行

缺点：服务与服务之间项目独立，互相调用不便，服务之间可能存在重复功能，重复性高

2-3 SOA架构

在分布式架构下，使用SOA调度中心对服务进行管理

优点：使用注册中心解决了服务与服务之间调用麻烦的问题

缺点：服务之间存在依赖关系，容易造成服务雪崩，且服务关系复杂，维护、测试、部署困难

2-4 微服务架构

在SOA架构下进一步增强，所有服务彻底拆分，为每个服务单独设计数据库表

优点：所有服务独立，任务划分清晰且利于功能扩展

缺点：技术成本高

3.什么是微服务

将项目中所有功能，拆分成只负责各自业务的小的服务，通过服务中心的不同组件来管理这些服务。

3-1 常用服务组件

二、服务治理（注册与发现）

1.解决问题

传统分布式架构，以代码硬编码方式解决服务之间相互调用的问题，但无法实现负载均衡且当业务增多时，维护困难。

这时可以采用服务治理来解决。

2.什么是服务治理

服务治理是微服务架构中最核心，最基本的模块，用于实现各个微服务间的自动化注册与发现

3. 基本概念：服务注册，服务心跳，服务健康检测，服务发现

3-1 服务注册：将自身的服务信息注册到注册中心中

3-2 服务心跳：注册到注册中心的服务，定时向注册中心发送心跳数据证明自身正常运行

3-3 服务健康检测：注册中心也定时检测服务是否正常发送心跳数据，来检验服务是否正常对外提供服务

3-4 服务发现：其他服务需要调用别的服务，到注册中心查找该服务的信息，根据得到的服务列表，结合负载均衡器，分配调用服务器，实现服务的调用

三、高并发

1.什么是高并发

在很短一段时间内，大量用户访问系统程序，并且需要处理大量请求

2. 高并发场景下可能出现的问题

2-1 性能问题（请求处理不过来）

高并发场景下，系统处理不了这么多请求，所以请求的线程只能等待，导致响应时间边长甚至超时，严重影响用户体验

2-2 数据一致性问题（数据错乱）

高并发读写场景下，多个线程同时访问或修改数据，导致执行顺序不确定，最终出现数据不一致错误

2-3 可用性问题

高并发场景下，大量请求无法响应，导致其一直处于等待状态，占用了大量的服务器资源（内存，CPU，线程池等），最终导致服务器宕机，无法对外正常提供服务，甚至造成服务雪崩。

3 高并发场景常见问题的解决思路

2-1 性能问题（高性能）

缓存：提高请求处理速度，以空间换时间，将频繁读取但不经常改变的数据提前加载到缓存中，避免直接访问数据库而是从内存中读取，减少了响应时间和后端数据库的压力。

提升单个服务器的处理能力：采用异步化操作，比如使用消息队列，将耗时的操作（日志，短信，数据计算等）从主流业务中抽离出来，作为异步任务处理。

2-2 数据一致性问题（数据一致）

强一致性：

锁机制：保证数据写操作的原子性

分布式事物

弱一致性:

异步复制，消息队列，读写锁与版本号机制

2-3 可用性问题（高可用）

服务保护（熔断，降级，限流）

实现：使用Sentinel框架

熔断：当某个服务器故障，主动熔断该服务，避免造成服务雪崩

降级：当某个服务器故障，启用备用方案，不会影响用户的正常使用，但用户体验可能下降。

限流：控制请求的流量，避免大量请求直接发送到服务器上。

负载均衡

实现：Nginx，F5,SLB等

将请求均匀的分布到健康的服务实例上，避免单节点压力过大

四、远程调用，负载均衡

常用组件：Feign

Feign是SpringCloud提供的服务组件，只需声明一个接口，即可将远程服务调用变得像本地调用一样简单

五、服务防护

高并发场景下，服务器处理不了这么多请求，导致无法对外正常提供服务造成服务器宕机甚至雪崩，这时就需要一些防护机制防止这种问题的发生。

1.常用的服务防护机制：隔离，超时，限流，熔断，降级

1-1 隔离

上层服务需要调用多个下层服务完成业务，可以将上层服务的线程资源均匀分配给这些下层服务，各自提供各自的业务，避免单个下层服务故障影响其他正常服务。

1-2 超时

上层服务调用下层服务时，可以设置一个响应时间，若超过响应时间下层服务未做出响应，则断开下层服务的请求，避免长时间占用造成线程资源浪费

1-3 限流

限制流量的输入与输出，保证系统的正常运行

1-4 熔断

主动熔断出现故障的服务，避免其影响其他服务的正常运行

1-5 降级

熔断后的备选方案，当某个阶段出现故障被熔断后，采用降级机制保证服务的正常提供，以降低用户体验的手段来保证服务的正常运行。

2. 常用的服务防护组件-----Sentinel

2-1 什么是Sentinel

是阿里巴巴公司开源的用于服务防护的服务中心组件

2-2 为什么用Sentinel

1.完全开源，免费使用

2.经过市场验证，可靠性高

3.生态好

2-3 怎么使用

3. Sentinel提供的五种流量控制规则

流控规则、降级规则、热点规则、系统规则、授权

六、服务网关Gateway

1.什么是API网关

系统的统一入口

2.常用网关

2-1 Ngin+lua

2-2 Kong

2-3 Zuul

3.Gateway

优点：

性能强、功能强、设计优雅

缺点：

不是传统Servlet编程模型，学习成本高

不能部署在Tomcat，Jetty等Servlet容器中，只能打包成Jar包