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SpringCloud系列研究

最近工作时间不是很忙，于是准备系统的研究下SpringCloud，之前就了解到SpringCloud为微服务体系开发提供了一整套的解决方案，包括：服务注册与发现、服务消费、服务保护与熔断、网关、分布式调用追踪、分布式配置管理等，于是想借此机会记录下整个研究的过程。

在开始写代码之前先简单介绍下SpringCloud都有哪些常用的服务，以下内容完全来源于网络：

Spring Cloud Config：配置管理开发工具包，可以让你把配置放到远程服务器，目前支持本地存储、Git以及Subversion。

Spring Cloud Bus：事件、消息总线，用于在集群（例如，配置变化事件）中传播状态变化，可与Spring Cloud Config联合实现热部署。

Spring Cloud Netflix：针对多种Netflix组件提供的开发工具包，其中包括Eureka、Hystrix、Zuul、Dashboard等。

1、Eureka，服务注册和发现，它提供了一个服务注册中心、服务发现的客户端，还有一个方便的查看所有注册的服务的界面。所有的服务使用Eureka的服务发现客户端来将自己注册到Eureka的服务器上。

2、Zuul，网关，所有的客户端请求通过这个网关访问后台的服务。他可以使用一定的路由配置来判断某一个URL由哪个服务来处理。并从Eureka获取注册的服务来转发请求。

3、Ribbon，即负载均衡，Zuul网关将一个请求发送给某一个服务的应用的时候，如果一个服务启动了多个实例，就会通过Ribbon来通过一定的负载均衡策略来发送给某一个服务实例。

4、Feign，服务客户端，服务之间如果需要相互访问，可以使用RestTemplate，也可以使用Feign客户端访问。它默认会使用Ribbon来实现负载均衡。

5、Hystrix，监控和断路器。我们只需要在服务接口上添加Hystrix标签，就可以实现对这个接口的监控和断路器功能。

6、Hystrix Dashboard，监控面板，他提供了一个界面，可以监控各个服务上的服务调用所消耗的时间等。

7、Turbine，监控聚合，使用Hystrix监控，我们需要打开每一个服务实例的监控信息来查看。而Turbine可以帮助我们把所有的服务实例的监控信息聚合到一个地方统一查看。这样就不需要挨个打开一个个的页面一个个查看。

Spring Cloud for Cloud Foundry：通过Oauth2协议绑定服务到CloudFoundry，CloudFoundry是VMware推出的开源PaaS云平台。

Spring Cloud Sleuth：日志收集工具包，封装了Dapper,Zipkin和HTrace操作。

Spring Cloud Data Flow：大数据操作工具，通过命令行方式操作数据流。

Spring Cloud Security：安全工具包，为你的应用程序添加安全控制，主要是指OAuth2。

Spring Cloud Consul：封装了Consul操作，consul是一个服务发现

与配置工具，与Docker容器可以无缝集成。

Spring Cloud Zookeeper：操作Zookeeper的工具包，用于使用zookeeper方式的服务注册和发现。

Spring Cloud Stream：数据流操作开发包，封装了与Redis,Rabbit、Kafka等发送接收消息。

Spring Cloud CLI：基于 Spring Boot CLI，可以让你以命令行方式快速建立云组件。

其中有几个是分布式系统中常用的组件，如：服务发现—Netflix Eureka、客服端负载均衡—Netflix Ribbon、断路器—Netflix Hystrix、服

务网关—Netflix Zuul、分布式配置—Spring Cloud Config，号称分布式开

发五大神兽。

最后简单介绍一下我的开发环境，OS：windows7 64位；IDE：IntelliJ IDEA 2017.2.3；JDK:1.8.0_31；编译工具：Gradle，后面所有的Demo示例均基于这个环境。

这里选择gradle

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基于SpringCloud 微服务系统设计方案

微服务系统设计方案 1.微服务本质微服务架构从本质上说其实就是分布式架构，与其说是一种新架构，不如说是一种微服务架构风格。简单来说，微服务架构风格是要开发一种由多个小服务组成的应用。每个服务运行于独立的进程，并且采用轻量级交互。多数情况下是一个HTTP的资源API。这些服务具备独立业务能力并可以通过自动化部署方式独立部署。这种风格使最小化集中管理，从而可以使用多种不同的编程语言和数据存储技术。对于微服务架构系统，由于其服务粒度小，模块化清晰，因此首先要做的是对系统整体进行功能、服务规划，优先考虑如何在交付过程中，从工程实践出发，组织好代码结构、配置、测试、部署、运维、监控的整个过程，从而有效体现微服务的独立性与可部署性。本文将从微服务系统的设计阶段、开发阶段、测试阶段、部署阶段进行综合阐述。理解微服务架构和理念是核心。 2.系统环境

3.微服务架构的挑战可靠性：由于采用远程调用的方式，任何一个节点、网络出现问题，都将使得服务调用失败，随着微服务数量的增多，潜在故障点也将增多。也就是没有充分的保障机制，则单点故障会大量增加。运维要求高：系统监控、高可用性、自动化技术分布式复杂性：网络延迟、系统容错、分布式事务部署依赖性强：服务依赖、多版本问题性能（服务间通讯成本高）：无状态性、进程间调用、跨网络调用数据一致性：分布式事务管理需要跨越多个节点来保证数据的瞬时一致性，因此比起传统的单体架构的事务，成本要高得多。另外，在分布式系统中，通常会考虑通过数据的最终一致性来解决数据瞬时一致带来的系统不可用。重复开发：微服务理念崇尚每个微服务作为一个产品看待，有自己的团队开发，甚至可以有自己完全不同的技术、框架，那么与其他微服务团队的技术共享就产生了矛盾，重复开发的工作即产生了。

【CN110134374A】基于Springcloud微服务架构云化SCADA系统的方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910387721.5 (22)申请日 2019.05.10 (71)申请人南京绿新能源研究院有限公司地址 210000 江苏省南京市江宁区麒麟科技创新园天骄路100号华清园7栋2楼 (72)发明人贾艳刚　刘海洋　张秋月　 (74)专利代理机构南京钟山专利代理有限公司 32252 代理人上官凤栖 (51)Int.Cl. G06F 8/20(2018.01) G06F 9/455(2006.01) (54)发明名称基于Spring cloud微服务架构云化SCADA系统的方法 (57)摘要基于Spring cloud微服务架构云化SCADA系统的方法，依据spring cloud微服务架构来开发 SCADA系统，使其便于部署到云服务器上。包括如下过程：一、父本创建；二、服务发现及注册；三、服务提供者和服务消费者；四、服务熔断；五、配置中心；六、API网关设置；七、分布式事务一致性管理；八、使用Docker构建微服务。本发明使用 Spring Boot开发应用微服务，能够有效实现服务发现、服务消费、服务熔断、API网关、统一配置中心、分布式事务一致性管理、容器构建的功能。权利要求书2页说明书7页CN 110134374 A 2019.08.16 C N 110134374 A

权　利　要　求　书1/2页CN 110134374 A 1.基于Spring cloud微服务架构云化SCADA系统的方法，其特征在于，包括以下步骤： 1）父本创建：创建一个父项目，用于对项目中的Maven依赖进行统一管理，添加SpringBoot依赖； 2）服务发现及注册：在父类项目下构建一个用于服务注册的子模块，在配置文件中，添加关于Eureka的依赖以创建注册中心服务；在注册中心工程的启动类代码中添加注解@E n a b l e E u r e k a S e r v e r、@ EnableEurekaClient，直接运行该工程的启动类的main方法，即可启动注册中心服务端；在其他服务中，首先在依赖配置文件下添加服务注册依赖，其次在application主类中添加注解@EnableEurekaClient，然后在配置文件中添加关于服务注册的配置信息，最后启动服务，EurekaClient即可自动将服务注册到EurekaServer； 3）实现服务消费和负载均衡：使用RestTemplate消费服务，保障服务消费的负载均衡； 4）服务熔断：使用Hystrix来实现服务熔断； 5）配置中心：在父类项目下构建一个用于服务注册的子模块，在配置文件中，添加关于Config的依赖以创建配置中心服务；在模块程序的入口类加上注解@EnableConfigServer注解开启配置服务器的功能；在程序的配置文件中配置仓库信息；在目标程序中添加配置中心依赖，在其配置文件bootstrap .properties中添加关于配置中心相关信息；配置成功后即可在目标程序中读取配置中心文件内容； 6）API网关设置：在父类项目下构建一个用于网关的子模块，在配置文件中，添加关于Zuul的依赖以创建api网关服务；在模块程序的启动类中添加注解@EnableZuulProxy，开启zuul的功能；配置文件中添加网关相关内容； 7）分布式事务一致性管理：定义事件的状态类型；在分布式事务执行异步操作时，记录事件信息及状态到ES中；使用Reactor从ES中获取事件并产生操作事件流；执行事件流直至最后一个事件发生的状态即为事件的最终状态，返回客户端； 8）使用Docker构建微服务：在已经构建完成的微服务模块程序中的pom.xml文件中添加docker依赖，编写DockerFile文件并执行创建docker镜像的maven镜像； 9）根据所构建的微服务来开发SCADA系统。 2.如权利要求1所述的基于Spring cloud微服务架构云化SCADA系统的方法，其特征在于：所述实现服务消费和负载均衡步骤中，首先选择Eureka Server，优先选择在同一个 2

SpringCloud微服务架构开发-教学大纲

《Spring Cloud微服务架构开发》课程教学大纲（课程英文名称）课程编号：xxxx 学分：5学分学时：54学时（其中：讲课学时：37 上机学时：17 ）先修课程：Java基础案例教程、Java Web程序设计任务教程 Java EE企业级应用开发教程（Spring+Spring MVC+MyBatista） Spring Boot企业级开发教程适用专业：信息及其计算机相关专业开课部门：计算机系一、课程的性质与目标《Spring Cloud微服务架构开发》是面向计算机相关专业的开设的一门专业的Java应用架构开发教程，主要讲解了当前主流的Spring Cloud架构以及与Spring Boot和三方技术整合开发实战内容。通过本课程学习，学生能够了解并掌握Spring Cloud微服务架构的基础知识及相关组件的应用。同时能够掌握与Spring Boot框架和常用的第三方技术整合实现实际开发。包括实现Web开发、数据访问、服务调用、服务熔断、服务负载均衡等等。二、课程设计理念与思路课程设计理念：高职教育的集中实践教学环节需明确必要的理论知识的升华与知识层面的拓展，不能局限于单纯的技能训练。单纯的技能训练不是提高高等职业教育的理想课程。以能力的培养为重点，以就业为导向，培养学生具备职业岗位所需的职业能力，职业生涯发展所需的能力和终身学习的能力，实现一站式教学理念。课程设计思路：基于工作过程开发课程内容，以行动为导向进行教学内容设计，以学生为主体，以案例（项目）实训为手段，设计出理论学习与技能掌握相融合的课程内容体系。

教学整体设计“以职业技能培养为目标，以案例（项目）任务实现为载体、理论学习与实际操作相结合”。三、教学条件要求操作系统：Windows 10 开发工具：IntelliJ IDEA 2018.3.4 x64 四、课程的主要内容及基本要求第一章微服务与Spring Cloud 学习单元第一章微服务与Spring Cloud 学时1学时学习目标1.了解单体架构、SOA架构、微服务架构的特点 2.了解微服务架构的功能 3.了解Spring Cloud微服务架构的特点以及相关组件 4.掌握Spring Cloud的版本号以及与Spring Boot版本的对应关系学习内容知识点了解掌握重点难点认识架构√ 微服务架构的功能√Spring Cloud概述√ Spring Cloud微服务架构的组件√Spring Cloud版本号√ Spring Cloud与Spring Boot的兼容性√ 第二章微服务注册与发现Eureka 学习单元第二章微服务注册与发现学时5学时学习目标1.掌握Spring Cloud Eureka的工作原理 2.掌握Spring Cloud Eureka 服务提供者与服务消费者的关系 3.学会搭建Eureka Server和Eureka Client 4.掌握Eureka高可用集群的搭建 5.了解Eureka的常用配置学习内容知识点了解掌握重点难点Eureka工作原理√ 服务提供者和服务消费者√ 第一个Eureka应用√ 搭建Eureka高可用集群√ 心跳机制√

基于SpringCloud微服务系统设计方案

微服务系统设计方案 1. 微服务本质微服务架构从本质上说其实就是分布式架构，与其说是一种新架构，不如说是一种微服务架构风格。简单来说，微服务架构风格是要开发一种由多个小服务组成的应用。每个服务运行于独立的进程，并且采用轻量级交互。多数情况下是一个HTTP的资源APl。这些服务具备独立业务能力并可以通过自动化部署方式独立部署。这种风格使最小化集中管理，从而可以使用多种不同的编程语言和数据存储技术。对于微服务架构系统，由于其服务粒度小，模块化清晰，因此首先要做的是对系统整体进行功能、服务规划，优先考虑如何在交付过程中，从工程实践出发，组织好代码结构、配置、测试、部署、运维、监控的整个过程，从而有效体现微服务的独立性与可部署性。本文将从微服务系统的设计阶段、开发阶段、测试阶段、部署阶段进行综合阐述。理解微服务架构和理念是核心。 2. 系统环境

3. 微服务架构的挑战可靠性：由于采用远程调用的方式，任何一个节点、网络出现问题，都将使得服务调用失败，随着微服务数量的增多，潜在故障点也将增多。也就是没有充分的保障机制，则单点故障会大量增加。运维要求高：系统监控、高可用性、自动化技术分布式复杂性：网络延迟、系统容错、分布式事务部署依赖性强：服务依赖、多版本问题性能（服务间通讯成本高）：无状态性、进程间调用、跨网络调用数据一致性：分布式事务管理需要跨越多个节点来保证数据的瞬时一致性，因此比起传统的单体架构的事务，成本要高得多。另外，在分布式系统中，通常会考虑通过数据的最终一致性来解决数据瞬时一致带来的系统不可用。重复开发：微服务理念崇尚每个微服务作为一个产品看待，有自己的团队开发，甚至可以有自己完全不同的技术、框架，那么与其他微服务团队的技术共享就产生了矛盾，重复开发的工作即产生了。

基于Spring Cloud微服务架构的应用

142 ?电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering 计算机技术应用 ? the Application of Computer Technology 【关键词】微服务 Spring Cloud 分布式早期的系统开发，都采用了单体应用模式，比如淘宝、京东、豆瓣网等，这种模式是比较适合公司创业初期的，因为比较简单，一个工程，一个数据库，最后整体打包发布就上线了。但随着业务的发展，特别是系统的访问量、数据量的急剧增加，单体应用已经无法满足业务需求，因此将庞大的单体应用按照某种维度进行拆分，进行分布式部署，为了让这种分布式系统更加的规范、更容易管理，便形成了各种服务化的方式和工具，从基于ESB 的SOA （面向服务）的基础架构到当前流行的微服务架构模式，都是在不断适应越来越复杂的应用系统。 1 微服务简介 1.1 什么是微服务微服务是一种新兴的软件架构模式，它把一个大型的单体应用或服务拆分为多个支持微服务。一个微服务的策略可以让工作变得更为简便，它可扩展单个组件而不是整个应用程序堆栈，从而满足服务等级协议。微服务最重要的就是这个“微”字，怎样才能成为“微服务”呢，其实没有标准，这要根据系统的实际功能需求而定，并不是拆分得越细越好，应该在业务层面上去划分，能够满足各方面的需求。1.2 微服务的特点 1.2.1 微服务的优势 1.2.1.1 单个服务容易开发和维护相比传统的单体应用，单个微服务的功能更加单一，只关注特定的功能实现，因此，在开发和维护上不需要多方的协调以及冗长的业务流程。 1.2.1.2 服务可以独立部署和扩展微服务的开发、部署和维护都是相对独立的，互不干扰，服务之间通过标准的接口进行交互，可以很方便的对服务进行扩容。1.2.1.3 可以由不同的团队来开发在微服务的整体架构上，通常都是按照业务进行服务划分，可以由不同的团队进行开发，服务间通过接口进行交互。1.2.1.4 服务开发技术的选项更加灵活每个服务的技术选型都可以由相应的团队决定，可以尝试各种最新技术，更加的灵活。1.2.2 微服务的不足 1.2.2.1 管理微服务是一件麻烦的事情基于Spring Cloud 微服务架构的应用文/李娜单个服务的开发和维护相对来说是很容易的，但从整个系统上看，这是一件很麻烦的事情，因为系统从单体变成了分布式，多个服务分布在不同的服务器中，需要完善的服务监控和管理的能力。 1.2.2.2 来自分区数据库带来的实现问题每一个服务都有自己的数据库，这样才能达到真正系统微服务化的目的。由此会带来一个最为突出的问题就是分布式事务，实现上可以选择按照ACID 的强一致性或者基于BASE 理论的最终一致性。 1.2.2.3 服务间调用的成本更高由于服务都是分布式部署，服务之间的调用相比传统的本地方法调用，需要更大的成本，调用过程中还会遇到安全、网络抖动等外在的问题。 2 微服务的实现方式微服务并不是一种技术或者框架，而是一种设计理念或者架构模式，它基于模块化、组件化等架构思想。微服务的实现方式，目前主要有两种，一种是基于RPC 的方式，另一种是基于HTTP 的Restful 方式，这两种实现方式各有利弊，可以选择其中的一种，也可以将两种结合起来使用。在实际应用中，系统内部服务之间的调用通过RPC 方式，可以满足对性能方面的需求；面向客户端以及对外的服务输出采用Restful 方式，一是调用简单，二是更加标准，降低调用成本。 3 Spring-Cloud的技术架构 Spring Cloud 是一种基于Spring Boot 的微服务框架，它实现了微服务架构中常用的组件，目前比较常用的组件是基于Net?ix 对多个开源组件的封装，为微服务架构开发涉及的配置管理、服务治理、熔断机制、智能路由、微代理、控制总线、一次性token 、全局一致性锁、leader 选举、分布式session 、集群状态管理等操作提供了一种简单的开发方式，spring-cloud 的基础架构如图1所示。3.1 网关接受外部对服务接口的访问，屏蔽底层服务的具体实现，提供权限、认证、安全、监控、限流等基础服务，常见的有Zuul 、spring-cloud-gateway 。3.2 Ribbon Spring-Cloud-Ribbon 是基于HTTP 和TCP 的客户端负载均衡工具，它基于Net?ix Ribbon 实现，可以轻松地将面向服务的REST 模版请求自动转换成客户端负载均衡的服务调用。3.3 Eureka Spring-Cloud-Eureka 是对Net?ix Eureka 的封装以实现服务发现功能，它包含了Server 端和Client 端。Eureka Server 提供服务注册功能，各个节点启动后，会在Eureka Server 中进行注册；Eureka Client 用于简化与Eureka Server 的交互，可以方便地访问注册中心的服务。3.4 Hystrix Hystrix 是一种熔断器，实现服务的限流、熔断、降级等功能，可以很好的保证服务在高并发情况下的稳定性。 4 微服务应用场景任何的架构模式都需要根据实际的业务场景而定，不能盲目的追求最新的技术，最适合的就是最好的。对于微服务而言，以下的场景或者条件是比较适合的。系统业务量越来越大，核心业务和非核心业务变得泾渭分明，这个时候将你的业务系统拆分为细颗粒的服务进行管理，通过断路由、降级、限流等服务管理措施保证系统高可用。开发团队具有足够的实力，包括系统架构、开发、运维等方面，可以解决微服务带来的各种问题，充分利用好微服务带来的好处。 5 结论综上所述，相对于传统的单体应用，微服务带来了系统整体架构上的转变，也给系统的设计和开发带来了很多好处，但也不可避免的存在一些问题，这需要根据系统自身业务场景来选择适合自己的架构模式。参考文献 [1]不甘于平凡的溃败的博客.微服务初探.https://https://www.wendangku.net/doc/997999689.html,/wohiusdashi /article/details/83957771 [2]李忠民,齐占新.业务架构的微应用化与技术架构的微服务化--兼谈微服务架构的实施实践[J].科技创新与应用,2016.[3]王玉良.基于Spark 的短时交通流预测系统设计[J].桂林电子科技大学,2017.[4]赵善龙,孙婉婷.基于微服务架构的互联网+农业平台设计[J].通信管理与技术,2017. 作者简介李娜（1988-），女，山东省新泰市人。研究生学历。主要研究方向为计算机应用技术。作者单位重庆青年职业技术学院重庆市 400712 图1：Spring-cloud 基础架构图

基于SpringCloud-微服务系统设计实施方案

基于SpringCloud-微服务系统设计方案

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3.微服务架构的挑战 ?可靠性：由于采用远程调用的方式，任何一个节点、网络出现问题，都将使得服务调用失败，随着微服务数量的增多，潜在故障点也将增多。也就是没有充分的保障机制，则单点故障会大量增加。 ?运维要求高：系统监控、高可用性、自动化技术 ?分布式复杂性：网络延迟、系统容错、分布式事务 ?部署依赖性强：服务依赖、多版本问题 ?性能（服务间通讯成本高）：无状态性、进程间调用、跨网络调用 ?数据一致性：分布式事务管理需要跨越多个节点来保证数据的瞬时一致性，因此比起传统的单体架构的事务，成本要高得多。另外，在分布式系统中，通常会考虑通过数据的最终一致性来解决数据瞬时一致带来的系统不可用。 ?重复开发：微服务理念崇尚每个微服务作为一个产品看待，有自己的团队开发，甚至可以有自己完全不同的技术、框架，那么与其他微服务团队的技术共享就产生了矛盾，重复开发的工作即产生了。