认识Spring Cloud Alibaba

Spring Cloud初识 讲了Spring Cloud，本篇博客则对Spring Cloud Alibaba进行介绍。

由来

为什么有了Spring Cloud，还要再整个新轮子Spring Cloud Alibaba呢？一切源于Netflix项目的停止更新，进入维护状态。大家都知道，Spring Cloud是在Netflix开源的一系列微服务核心技术栈上进行封装整合得到的，因此Netflix停止更新对于SpringCloud的打击是不言而喻的。

那么Netflix为什么停止更新旗下开源框架呢？简单来讲，就是这些项目的更新需要消耗大量的时间精力，然而没有直接的利益收入。当技术热情的潮水慢慢退去，剩下的就是贫瘠的现实，最终走向终结。Spring Cloud Alibaba就在这时候出现了。有人认为其目的是为了推广阿里云，但不管怎么说，Spring Cloud Alibaba是一套优质的微服务解决方案。

简介

Spring Cloud Alibaba同样包含一堆组件，如Nacos、Sentinel、Seata等。Spring Cloud Alibaba的主要特性如下：

• 流量控制和服务降级：通过Sentinel完成流量控制、服务熔断和系统自适应保护。
• 服务注册和发现：使用Nacos完成服务注册和发现，并且在Nacos中集成了Ribbon以达到客户端负载均衡效果。
• 分布式配置：使用Nacos作为数据仓库。
• 事件驱动：通过RocketMQ搭建高性能且可扩展的事件驱动的微服务。
• 消息总线：使用RocketMQ连接分布式系统节点。
• 分布式事务：使用Seata提供高性能且方便使用的分布式事务
• Dubbo Rpc：使用Dubbo Rpc扩展了Spring Cloud中服务调用的通信协议。

接下来将介绍各组件，包括其功能特点和简单使用。

Nacos

Nacos不仅支持服务注册和发现，还提供了配置功能。同时支持三种部署模式：

• 单机模式：用于测试和单机试用。
• 集群模式：用于生产环境，确保高可用性。
• 多集群模式：用于多数据中心场景。

另外Nacos支持持久化存储，其内置数据源为Derby，外置数据源支持Mysql。以下仅展示Nacos的基本功能，首先均需要通过startup.sh/cmd启动nacos。

Nacos服务注册和发现

在服务注册和发现上，Nacos的使用与Eureka类似，但是不需要像Eureka单独跑一个应用作为注册中心。Nacos服务注册和发现详细介绍了其使用过程。

Nacos服务注册

启动类代码

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class NacosProvider9001 {

    @Value("${server.port}")
    private String serverPort;

    public static void main( String[] args ) {
        SpringApplication.run(NacosProvider9001.class, args);
    }

    @RestController
    public class EchoController {

        @GetMapping(value = "/echo/{str}")
        public String echo(@PathVariable String str) {
            return String.format("Hello Nacos discovery from %s : %s", serverPort, str);
        }
    }
}

对应application.yml内容为：

server:
    port: 9002

spring:
    application:
        name: nacos-provider-echo
    cloud:
        nacos:
            discovery:
                server-addr: 127.0.0.1:8848

management:
    endpoints:
        web:
            exposure:
                include: '*'

按照同样的配置和代码（注意端口设置，我个人设置的是9001和9002）启动两个服务。

Nacos服务发现

启动类代码为：

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class NacosConsumer10001 {

    @RestController
    public class NacosController{

        @Autowired
        private RestTemplate restTemplate;

        @Value("${spring.application.name}")
        private String appName;

        @GetMapping("/echo/app-name")
        public String echoAppName() {
            String path = String.format("http://%s/echo/%s", "nacos-provider-echo", appName);
            System.out.println("request path:" + path);
            return restTemplate.getForObject(path, String.class);
        }

    }

    @Bean
    @LoadBalanced   // 使用负载均衡功能
    public RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(NacosConsumer10001.class,args);
    }
}

注意，由于Nacos集成了Ribbon，所以可以使用其负载均衡机制。服务发现者的application.yml内容为：

server:
    port: 10001

spring:
    application:
        name: nacos-consumer
cloud:
    nacos:
        discovery:
            server-addr: 127.0.0.1:8848

最终效果

Nacos的服务列表中有两个服务，分别来自服务提供者和服务消费者。

Nacos服务列表

对服务消费者使用http://localhost:10001/echo/app-name进行测试，其效果如下（同时体现了负载均衡效果）：

Nacos配置中心

Nacos还能够作为配置中心，并支持动态配置。

动态配置

在Nacos中使用图形界面创建配置：

需要注意的是Data Id需要按照一定规则设置：即${spring.application.name}-${profile}. ${file-extension:properties}。因此图中的Data Id为nacos-config-dev.yaml。

新建应用，启动类代码为：

@SpringBootApplication
public class NacosConfig {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ConfigurableApplicationContext applicationContext = SpringApplication.run(NacosConfig.class, args);
        while(true) {
            // 不断获取配置信息，并打印
            String configInfo = applicationContext.getEnvironment().getProperty("config.info");
            String currentEnv = applicationContext.getEnvironment().getProperty("current.env");
            System.err.println("config.info = " + configInfo + ", current.env = " + currentEnv);
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        }
    }
}

其yml配置为：

server:
    port: 5566

spring:
    profiles:
        active: test # 选择不同的环境
application:
    name: nacos-config
cloud:
    nacos:
        discovery:
            server-addr: 127.0.0.1:8848
        config:
            server-addr: 127.0.0.1:8848
            file-extension: yaml

运行应用，并在Nacos上动态地将config.info修改为version = 2， 可以看到应用的打印信息发生了变化：

分类配置

Nacos引入了Namespace、Group、Data Id来进行更强大的分类控制功能。

命名空间（Namespace）用于进行租户粒度的配置隔离。不同的命名空间下，可以存在相同的 Group 或 Data ID 的配置。Namespace 的常用场景之一是不同环境的配置的区分隔离，例如开发测试环境和生产环境的资源（如配置、服务）隔离等。如未指定Namespace，则默认使用public。

Group是Nacos 中的一组配置集，是组织配置的维度之一。通过一个有意义的字符串（如 Buy 或 Trade ）对配置集进行分组，从而区分 Data ID 相同的配置集。当您在 Nacos 上创建一个配置时，如果未填写配置分组的名称，则配置分组的名称默认采用 DEFAULT_GROUP 。配置分组的常见场景：不同的应用或组件使用了相同的配置类型，如 database_url 配置和 MQ_topic 配置。

Data Id是Nacos 中的某个配置集的 ID。配置集 ID 是组织划分配置的维度之一。Data ID 通常用于组织划分系统的配置集。一个系统或者应用可以包含多个配置集，每个配置集都可以被一个有意义的名称标识。Data ID 通常采用类 Java 包（如 com.taobao.tc.refund.log.level）的命名规则保证全局唯一性。此命名规则非强制。

三者组合使用能够达到细粒度配置的效果，从范围角度看：Namespace > Group > Data Id。通过在配置中选择不同的group和namespace即可选择不同的配置集。

config:
    server-addr: 127.0.0.1:8848
    file-extension: yaml
    group: xx
    namespace: xx

对于Nacos更详细的文档可见Nacos官网。

Sentinel

随着微服务的流行，服务和服务之间的稳定性变得越来越重要。Sentinel 是面向分布式服务架构的流量控制组件，主要以流量为切入点，从流量控制、熔断降级、系统自适应保护等多个维度来帮助您保障微服务的稳定性。

Sentinel分为两部分：

• 核心库（客户端）：不依赖其他库或框架，可以嵌入到应用中。
• 控制台（Dashboard）：基于SpringBoot开发，可直接运行，提供图形化界面。

Sentinel基本展示

通过添加Sentinel依赖，并且在yml文件中加入：

spring:
    cloud:
        sentinel:
            transport:
                dashboard: localhost:8080
                port: 8719

即可在Sentinel控制台看到微服务流量访问情况。

Sentinel配置

Sentinel允许为不同资源配置不同规则：

• 流控：针对流量访问进行控制，允许从QPS或线程数维度进行流量控制，提供多种流控模式（直接、关联、链路）和流控效果（直接失败、Warm Up和排队等待）。
• 降级：熔断降级，允许多种降级策略（RT、异常比例和异常数）。相比Hystrix，Sentinel没有半开状态。
• 热点：可对热点资源的访问进行限制。
• …

Sentinel能够对应用异常和控制台配置违规进行相应兜底处理。除此之外，Sentinel还支持系统规则等功能。通过配置，能够灵活地使用Sentinel对微服务进行稳定性方面的设置。对于Sentinel更详细的文档可见Sentinel官网。

Seata

Seata是用于分布式事务（协调多数据源的数据一致问题）的框架。Seata基于两阶段提交协议，采用一个Transaction Id和三个组件模型来协调分布式事务处理过。

• Transaction Id：全局唯一的事务Id
• 三个组件：
  • 事务协调者（Transaction Coordinator，TC）：维护全局和分支事务的状态，驱动全局事务提交或回滚。
  • 事务管理器（Transaction Manager，TM）：定义全局事务的范围：开始全局事务、提交或回滚全局事务。
  • 资源管理器（Resource Manager，RM）：管理分支事务处理的资源，与TC交谈以注册分支事务和报告分支事务的状态，并驱动分支事务提交或回滚。

Seata支持多种事务模式（AT，TCC，Saga，XA）。这里简单描述下AT模式下Seata的处理过程，假设服务A、B（服务A同时是该事务的发起者）要执行一个分布式事务，过程如下：

1. 服务A的TM向TC申请开启一个全局事务，全局事务创建成功后会生成一个全局唯一的XID。
2. 服务A执行自身业务逻辑，并生成undo日志（用于回滚），同时RM向TC注册分支事务（该分支事务被纳入XID对应全局事务的管辖）。执行成功则提交本地事务。
3. 当服务A执行到远程调用（调用指向B）时，由服务B执行业务逻辑，生成undo日志，并由服务B的RM向TC注册分支事务，将其纳入全局事务的管辖。执行成功则提交本地事务。
4. 远程调用成功，由服务A的TM向TC提交全局事务的提交决议。
5. TC提交该全局事务，并清除相关资源（会话、各服务undo日志等），完成提交。

对于Seata的其他情况可参考Seata官网。

参考资料

• Nacos服务注册和发现
• Nacos官网
• Sentinel官网
• Seata官网