Spring Cloud 微服务实践 (0) - 开篇闲话

我在 《人生修炼秘籍》一文中曾说到，最初来InfoQ是准备写微服务方面的一些项目实践经验，没想到过了一个月才有时间来把这个债还上。



封面图片由 Gerd Altmann在Pixabay上发布

1、起心动念

为什么要写这一系列的文章呢？给自己一个理由先



写Spring Cloud相关的内容，最初就是想记录一下我在搭开发框架时的一些尝试和抉择，因为时间长了，即使你自己一个一个字符敲出来的代码，也得“细思量”才能“恍然大悟”。好记性不如烂笔头啊^_^



其次，对项目团队的开发成员来说，有一个从头细说的文档，那也是比开会巴拉巴拉讲得口干舌燥要好。



然后对我个人而言，就是修自己的“知行合一”：实践“费曼学习法”，把自己学到的知识分享出来，在分享（传授）的过程中巩固和加深对知识的理解。



2、从0到n，先易后难

从0到1，从入门到精通，从xxx到xxx



这一系列叫“Spring Cloud 项目实践”，就是从头开始构建项目再慢慢演化的意思，到最后得到一个可以用在生产环境的Spring Cloud微服务开发框架。



从我个人学习的心路历程来说，喜欢先易后难，先有一个能上手的东西是最好不过了，然后再去慢慢探索深究。如果一来就给一个五脏俱全的Spring Cloud开发脚手架，部署什么的都要弄半天，那实在是有点让人发怵，并且你还不知道有些什么坑等着你去踩。



所以我会尽量用简单的方式来搭建和讲解，并且贯彻我在写代码方面的一个经验：大道至简。简单的才是最好的，才是稳定可靠的。很多时候，如果你自己都觉得你这个代码很复杂，需要写很多注释来解释你的代码，那可能是思路错了，或者是代码的组织结构需要调整了。



软件开发也有一个KISS原则，Keep It Simple and Stupid，所以前期的文章我会尽量简化，只保留最基本的步骤和代码，或者说采取我认为可能大家更容易理解的方式，把那些扩展或者优化用分支的方式进行讲解。



3、不要为了微服务而微服务

微服务是一种软件开发技术，顾名思义，就是把原来我们写在单体应用里大而全的服务，拆分为相对独立小而美的服务来进行开发部署。在微服务体系中，服务是细粒度的，体现在“微”字上。



微服务架构带来了很多好处，主要是可伸缩性、业务解耦和独立部署。细粒度的服务给人的感觉是更容易驾驭，从团队协作来说，业务拆分后，每个人的着眼点更小更具体，更容易实现。从部署上来说，可以给耗资源的服务更多的资源倾斜，结合Kubernetes这类容器编排应用，使得系统的性能扩展变得很简单。



但是从整体看，微服务也增加了系统的复杂度，因为我们的系统既要化整为零，也要合零为整，业务拆分得越细越复杂。说到底微服务只是一种开发技术，你最终交付出来的还是一个完整的软件系统，开发和运维Team玩得再牛，终端用户也是无感的，他也不关心你用的什么方式开发。所以软件团队对微服务的采用，还是得仁者见仁智者见智，不能为了微服务而微服务。



这里说微服务增加了系统的难度，除了业务的拆分需要仔细考虑，还因为类似Spring Cloud这样的微服务框架，把微服务架构上的很多东西也带到了代码开发上来。比如服务调用的负载均衡，比如用户认证和访问控制，虽然Spring Cloud做了封装和简化，但开发的时候你还是会分心去处理它，不能完全只关注业务。微软主导的开源项目 Dapr 有可能是微服务的发展方向，它试图简化微服务的开发，把微服务架构方面的东西都剥离出来成为基础设施，开发只需关注具体的业务实现，但是Dapr离投入生产环境使用还早，可以跟踪关注一下。



4、Spring Cloud的复杂性

从官网 https://spring.io/projects/spring-cloud 可以看到，Spring Cloud的子项目有几十个，每一个都是针对特定问题或者需求的解决方案，虽然有一些是重复的（比如Zuul和Gateway），也有一些是不同厂商的实现，但也足够多了。



实际的微服务方案中，你可以按需选择进行集成。我的建议是不要搞大而全的方案，逐渐演化，不要过度设计。



这里给一个我在实际项目中写文档时用到的图，是在ProcessOn上用一个免费的模板改的，可以体会一下它的复杂性。这还不是Spring Cloud全家桶。



Spring Cloud 的复杂性



5、Spring Cloud的简化方案

我们简化一下，只留下最基本的服务注册与发现、网关和具体业务。



Spring Cloud 简化



服务注册与发现，是微服务架构中必不可少的服务，其他服务启动后都向它报到，主要是告知自己的服务名称和地址，方便服务之间的协作。网关则是微服务整个集群跟外部的边界，外部访问微服务提供的能力都是通过网关进行。其他的业务集群和数据库则是我们熟悉的东西。



后续我们按这个简化版的网络拓扑图，从0开始开发一个能跑起来的Spring Cloud项目。



6、前置基础知识和开发工具

工欲善其事，必先利其器。照理说冲Spring Cloud来的读者大大，应该都是具备相关的基础知识和实践能力的，但也不排除有比较猛冲过头的，所以还是啰嗦讲一下比较好。包括Java基础、Spring Framework、Spring Boot、Git、Maven等。



Java语言方面，学了J2SE就可以了，核心是数据库操作（JDBC）、接口定义、输入/输出、网络编程。



Spring Framework（有时也简称为Spring）需要掌握依赖注入（DI，Dependency Injection）和控制反转（IoC，Inversion of Control）等思想。Spring Framework实现了IoC和AOP容器，可以和很多常用的开源框架（Hibernete、Redis等）集成，对数据库操作（JDBC、JPA）等做了封装和集成，支持声明式事务管理，支持基于Servlet的MVC开发。这里只列举了Spring Framework的一部分常用功能，作为一个发展了这么多年的Java 企业开发的事实标准，用博大精深来形容一点也不过分。建议大家先有个大概的了解，认认路，工作中实际用到时再去深究。



Spring Boot 是对Spring Framework的组装，通过内置默认配置的方式，减少了应用开发的配置，使得可以轻装上阵快速开始，这大概也是取名叫“Boot”的缘由。之前的Spring开发都是基于XML配置的，集成第三方功能时需要配置XML，有些功能库在实现业务时也需要配置XML，比如Hibernate和MyBatis，这导致项目中有大量的XML文件，再想想开发、测试和生产环境的配置多半还不一样，名副其实的XML地狱。后来为了缓解这个情况，Spring还推出了配置类，也就是用Java代码代替XML配置，再过度到现在的Spring Boot，让Java的开发效率大大提升。



Spring Cloud则是基于Spring Boot开发的微服务框架。



所以，Java语言基础、Spring Framework、Spring Boot和Spring Cloud，这四者的关系都是前者是后者的基础，学习时不要跨越中间某个环节直接学后面的内容。



Git是代码的版本管理工具，软件开发离不开代码的版本管理。Maven则是项目的构建工具，是很好的项目辅助工具。集成开发工具（IDE），推荐用Intellij IDEA，或者Eclipse和Visual Code，这不是重点，看个人爱好和缘分（Money）。



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