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【Spring Cloud Alibaba】前置知识(一)

backend 2025/8/30 17:04:41

【Spring Cloud Alibaba】前置知识

  • 1. 微服务介绍
    • 1.1 系统架构的演变
      • 1.1.1 单体应用架构
      • 1.1.2 垂直应用架构
      • 1.1.3 分布式架构
        • 1.1.3.1 SOA架构
      • 1.1.4 微服务架构
  • 2. SpringCloud Alibaba
    • 2.1 主要功能：
    • 2.2 主要组件
    • 2.3 版本说明
    • 2.4 Spring Cloud Alibaba与Netflix等对比

1. 微服务介绍

1.1 系统架构的演变

随着互联网的发展，网站应用的规模也在不断的扩大，进而导致系统架构也在不断的进行变化。从互联网早期到现在，系统架构大致经过下面几个过程：单体应用架构->垂直应用架构->分布式架构->SOA架构->微服务架构，当然还有现在的Service Mesh(服务网格化)。

1.1.1 单体应用架构

在互联网发展初期，网站应用的流量普遍较小，通常采用单一应用架构。这种架构将全部功能模块集中部署，能有效降低开发、部署和维护成本。

以电商系统为例，该系统可能包含用户管理、商品管理、订单管理和物流等模块。在传统架构下，这些功能会被整合为单个Web项目，并统一部署到Tomcat服务器上运行。

优点：

  • 项目结构简单，小型项目，开发成本低
  • 项目部署在一个节点上，维护方便

缺点：

  • 全部功能集成在一个工程上，对大型项目来讲不易开发和维护
  • 项目模块之间紧密耦合，单点容错率低
  • 无法针对不同模块进行针对性优化和水平扩展

1.1.2 垂直应用架构

在这里插入图片描述
概念

  • 按照业务线/功能模块，把系统拆分为多个 独立应用。

  • 例如：

    • 用户系统（user service）
    • 订单系统（order service）
    • 支付系统（payment service）

  • 各自有 独立的数据库和应用，之间通过接口交互。

✅ 优点：

  • 降低单个应用的复杂度，团队可以并行开发。
  • 部署隔离：更新某个模块不会影响整个系统。
  • 可以选择不同技术栈（支付模块用 Java，推荐模块用 Python）。
  • 对外可以按业务线提供不同入口（PC 端、App 端、管理后台）。

❌ 缺点：

  • 系统之间接口调用增加，接口维护复杂。
  • 数据不再集中，可能存在 数据冗余 & 一致性问题。
  • 认证、权限、日志、监控等需要在各应用间统一。

1.1.3 分布式架构

概念

  • 在垂直应用的基础上，进一步把业务系统拆解成更小的 服务单元（Service）。
  • 通过 分布式技术（RPC、消息队列、负载均衡、服务注册发现等）来管理和调用。
  • 演进方向：SOA → 微服务（Microservices） → 云原生（Kubernetes、Service Mesh）。

✅ 优点：

  • 高扩展性：可以对某个服务做水平扩容（例如秒杀时只扩容订单服务）。
  • 高可用：通过服务治理、容错机制（熔断、限流、降级）保证稳定性。
  • 灵活性：服务独立部署、迭代，团队可用不同语言实现。
  • 可支撑大规模并发与复杂业务场景。

❌ 缺点：

  • 架构复杂度大大提升。
  • 服务间调用涉及 网络通信开销、延迟、容错。
  • 分布式事务、一致性问题难处理。
  • 需要配套的 服务治理体系（如注册中心、配置中心、监控报警、链路追踪）。
1.1.3.1 SOA架构

SOA（Service-Oriented Architecture，面向服务的架构）其实就是 分布式架构早期的一种实现模式，它是从“垂直应用”往“分布式架构”过渡的重要阶段。

SOA 是一种架构思想，它把系统功能抽象为 服务（Service），不同服务之间通过 统一的服务接口协议（通常是基于网络的调用，如WebService、SOAP、ESB）进行通信和组合。

✅ 优点

  1. 解耦：通过服务接口屏蔽内部实现，不同系统只关心服务定义。

  2. 复用：一个服务可以被多个业务系统调用（例如统一的支付服务）。

  3. 灵活组合：多个服务可以通过编排组合成新的业务流程。

  4. 跨平台：不同服务可以用不同技术栈实现（Java、.NET、Python 都行）。

❌ 缺点

  1. 实现复杂：需要引入 ESB（Enterprise Service Bus）做消息路由、转换、协议适配。

  2. 性能问题：早期 SOA 大多基于 SOAP/XML，通信开销大，性能较低。

  3. 中心化风险：ESB 过度集中，容易成为瓶颈或单点故障。

  4. 运维成本高：需要大量治理（安全、事务、监控）。

SOA 和微服务（Microservices）的区别

对比维度SOA微服务
通信方式传统使用 ESB + SOAP/XML轻量化，RESTful/HTTP、gRPC、消息队列
服务粒度相对粗，服务更大相对细，每个服务只做一件事
服务编排依赖 ESB，中心化编排去中心化，服务自治，通常使用 API Gateway + 注册中心
技术复杂度高，需要重量级中间件相对轻，依赖云原生生态（K8s、Spring Cloud、Dubbo）
弹性扩展不灵活，容易受限于 ESB灵活，支持容器化、自动扩缩容

👉 可以说 微服务是对 SOA 的轻量化和进化，解决了 SOA 中心化、臃肿的问题。

举个例子

假设一个电商系统：

  • SOA 模式下

    • 有 支付服务、订单服务、库存服务
    • 所有应用通过 ESB 调用这些服务
    • ESB 会处理协议转换、消息路由、服务编排

  • 微服务模式下

    • 每个服务独立运行
    • 通过 注册中心（Eureka/Nacos） + API Gateway 直接通信
    • 不需要依赖一个中心化的 ESB

1.1.4 微服务架构

微服务架构是一种 架构风格，它将复杂应用拆分成一组 小而独立的服务。
每个服务围绕 单一业务能力 构建（如用户服务、订单服务、支付服务），独立开发、部署和运维，通过 轻量级通信机制（HTTP REST、gRPC、消息队列等） 进行交互。

微服务架构的核心特征
1.服务小而专一

  • 每个服务只负责一个明确的业务功能。
  • 例如：订单服务只负责订单的创建、查询，不会处理用户登录。

2.独立部署

  • 服务是独立的进程，可以单独部署，不影响其他服务。
  • 便于快速迭代、灰度发布。

3.去中心化治理

  • 没有像 SOA 的 ESB 单点瓶颈。

  • 服务之间直接通过注册中心（Eureka/Nacos/Consul）发现和通信。

4.轻量通信

  • 常用 RESTful API、gRPC、消息队列。
  • 弃用了 SOAP/XML 这种重量级通信协议。

5.分布式特性

  • 支持服务弹性伸缩（秒杀时扩容订单服务）。
  • 容错机制：熔断、限流、降级（Hystrix、Sentinel）。
  • 配置中心、日志监控、链路追踪等支撑系统。

优缺点
✅ 优点

  1. 灵活扩展：不同服务可独立水平扩容。

  2. 高可用：某个服务挂了，不会拖垮整个系统。

  3. 技术多样性：每个服务可用最适合的技术栈（Java、Go、Python…）。

  4. 快速迭代：不同团队负责不同服务，能并行开发。

❌ 缺点

  1. 架构复杂度高：涉及服务治理、分布式事务、网络调用问题。

  2. 运维成本高：服务数量多，部署、监控、调试更复杂。

  3. 数据一致性难：一个业务可能涉及多个服务，需要分布式事务或最终一致性。

  4. 性能开销：服务之间是远程调用（RPC/HTTP），比单体的本地调用慢。

微服务 vs 单体应用 vs SOA

特点单体应用SOA微服务
架构一个整体应用服务化，但依赖 ESB小服务 + 去中心化治理
部署整体部署部署多个服务，但耦合 ESB每个服务独立部署
通信方法调用（本地）SOAP/XML，依赖 ESBREST/gRPC/消息队列
扩展性不灵活一定灵活，但中心化瓶颈高度灵活，天然支持云原生
技术栈单一多样，但受限于 ESB完全多样，自由度更高

2. SpringCloud Alibaba

官网：
https://sca.aliyun.com/
https://github.com/alibaba/spring-cloud-alibaba

2.1 主要功能：

  • 服务限流降级：默认支持 WebServlet、WebFlux、OpenFeign、RestTemplate、Spring Cloud Gateway、Dubbo 和 RocketMQ 限流降级功能的接入，可以在运行时通过控制台实时修改限流降级规则，还支持查看限流降级 Metrics 监控。
  • 服务注册与发现：适配 Spring Cloud 服务注册与发现标准，默认集成对应 Spring Cloud 版本所支持的负载均衡组件的适配。
  • 分布式配置管理：支持分布式系统中的外部化配置，配置更改时自动刷新。
  • 消息驱动能力：基于 Spring Cloud Stream 为微服务应用构建消息驱动能力。
  • 分布式事务：使用 @GlobalTransactional 注解， 高效并且对业务零侵入地解决分布式事务问题。
  • 阿里云对象存储：阿里云提供的海量、安全、低成本、高可靠的云存储服务。支持在任何应用、任何时间、任何地点存储和访问任意类型的数据。
  • 分布式任务调度：提供秒级、精准、高可靠、高可用的定时（基于 Cron 表达式）任务调度服务。同时提供分布式的任务执行模型，如网格任务。网格任务支持海量子任务均匀分配到所有 Worker（schedulerx-client）上执行。

2.2 主要组件

  • Sentinel：把流量作为切入点，从流量控制、熔断降级、系统负载保护等多个维度保护服务的稳定性。
  • Nacos：一个更易于构建云原生应用的动态服务发现、配置管理和服务管理平台。
  • RocketMQ：一款开源的分布式消息系统，基于高可用分布式集群技术，提供低延时的、高可靠的消息发布与订阅服务。
  • Seata：阿里巴巴开源产品，一个易于使用的高性能微服务分布式事务解决方案。
  • Alibaba Cloud OSS: 阿里云对象存储服务（Object Storage Service，简称 OSS），是阿里云提供的海量、安全、低成本、高可靠的云存储服务。您可以在任何应用、任何时间、任何地点存储和访问任意类型的数据。
  • Alibaba Cloud SchedulerX: 阿里中间件团队开发的一款分布式任务调度产品，提供秒级、精准、高可靠、高可用的定时（基于 Cron 表达式）任务调度服务。
  • Alibaba Cloud SMS: 覆盖全球的短信服务，友好、高效、智能的互联化通讯能力，帮助企业迅速搭建客户触达通道。

2.3 版本说明

官方说明 https://github.com/alibaba/spring-cloud-alibaba/wiki/版本说明

2.4 Spring Cloud Alibaba与Netflix等对比

在这里插入图片描述

http://www.xdnf.cn/news/19113.html

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