Spring Cloud 技术实战
Spring Cloud 简介
Spring Cloud 是基于 Spring Boot 构建的微服务框架，提供了一套完整的微服务解决方案。它利用 Spring Boot 的开发便利性，并通过各种组件简化分布式系统的开发。
核心组件
- Spring Cloud Netflix Eureka: 服务注册与发现
- Spring Cloud Gateway: API 网关
- Spring Cloud Config: 配置中心
- Spring Cloud OpenFeign: 声明式 REST 客户端
- Spring Cloud Circuit Breaker: 断路器
- Spring Cloud Sleuth & Zipkin: 分布式追踪
实战部署
项目结构
spring-cloud-demo/
├── eureka-server/ # 服务注册中心
├── config-server/ # 配置中心
├── gateway-service/ # API 网关
├── user-service/ # 用户服务
├── order-service/ # 订单服务
└── pom.xml # 父 POM
步骤一：创建父项目
创建 pom.xml，管理依赖版本：
<parent>
<groupId>org.springframework.bootgroupId>
<artifactId>spring-boot-starter-parentartifactId>
<version>2.6.7version>
parent>
<dependencyManagement>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloudgroupId>
<artifactId>spring-cloud-dependenciesartifactId>
<version>2021.0.2version>
<type>pomtype>
<scope>importscope>
dependency>
dependencies>
dependencyManagement>
步骤二：Eureka 服务注册中心
- 添加依赖：
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloudgroupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-serverartifactId>
dependency>
- 配置
application.yml：
server:
port: 8761
eureka:
client:
register-with-eureka: false
fetch-registry: false
- 启动类添加
@EnableEurekaServer注解
步骤三：配置中心
- 添加依赖：
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloudgroupId>
<artifactId>spring-cloud-config-serverartifactId>
dependency>
- 配置
application.yml：
server:
port: 8888
spring:
cloud:
config:
server:
git:
uri: https://github.com/your-repo/config-repo
default-label: main
- 启动类添加
@EnableConfigServer注解
步骤四：API 网关
- 添加依赖：
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloudgroupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-gatewayartifactId>
dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloudgroupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-clientartifactId>
dependency>
- 配置路由：
spring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: user-service
uri: lb://user-service
predicates:
- Path=/api/users/**
- id: order-service
uri: lb://order-service
predicates:
- Path=/api/orders/**
步骤五：微服务实现
- 创建公共模块依赖：
<dependency>
<groupId>org.springframework.bootgroupId>
<artifactId>spring-boot-starter-webartifactId>
dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloudgroupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-clientartifactId>
dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloudgroupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-openfeignartifactId>
dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloudgroupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-circuitbreaker-resilience4jartifactId>
dependency>
- 服务调用示例：
@FeignClient(name = "user-service")
public interface UserClient {
@GetMapping("/api/users/{id}")
User getUserById(@PathVariable("id") Long id);
}
服务降级策略
在微服务架构中，服务降级是保障系统可用性的关键策略。Spring Cloud 提供了多种服务降级机制，主要通过 Resilience4j（替代了之前的 Hystrix）实现。
1. 断路器（Circuit Breaker）
断路器模式用于防止服务级联故障。当某个服务频繁失败时，断路器会"断开"，快速失败而不是等待超时。
添加依赖：
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloudgroupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-circuitbreaker-resilience4jartifactId>
dependency>
配置断路器：
resilience4j:
circuitbreaker:
instances:
userService:
registerHealthIndicator: true
slidingWindowSize: 10
minimumNumberOfCalls: 5
permittedNumberOfCallsInHalfOpenState: 3
automaticTransitionFromOpenToHalfOpenEnabled: true
waitDurationInOpenState: 5s
failureRateThreshold: 50
slowCallRateThreshold: 100
slowCallDurationThreshold: 2s
在代码中使用：
@CircuitBreaker(name = "userService", fallbackMethod = "getUserFallback")
public User getUser(Long id) {
return userClient.getUserById(id);
}
public User getUserFallback(Long id, Exception e) {
log.error("获取用户信息失败，进入服务降级", e);
return new User(id, "默认用户", 0);
}
2. 舱壁模式（Bulkhead）
舱壁模式限制对特定服务的并发调用数，防止单个服务故障影响整个系统资源。
配置：
resilience4j:
bulkhead:
instances:
userService:
maxConcurrentCalls: 10
maxWaitDuration: 1s
使用方式：
@Bulkhead(name = "userService", fallbackMethod = "getUserFallback")
public User getUser(Long id) {
return userClient.getUserById(id);
}
3. 超时处理（TimeLimiter）
防止长时间运行的调用阻塞资源：
resilience4j:
timelimiter:
instances:
userService:
timeoutDuration: 2s
cancelRunningFuture: true
代码实现：
@TimeLimiter(name = "userService", fallbackMethod = "getUserFallback")
public CompletableFuture<User> getUserWithTimeout(Long id) {
return CompletableFuture.supplyAsync(() -> userClient.getUserById(id));
}
4. 重试机制（Retry）
当服务调用失败时进行重试：
resilience4j:
retry:
instances:
userService:
maxAttempts: 3
waitDuration: 1s
retryExceptions:
- org.springframework.web.client.HttpServerErrorException
ignoreExceptions:
- java.util.NoSuchElementException
代码实现：
@Retry(name = "userService", fallbackMethod = "getUserFallback")
public User getUserWithRetry(Long id) {
return userClient.getUserById(id);
}
5. Feign 客户端降级
为 Feign 客户端配置服务降级：
@FeignClient(name = "user-service", fallback = UserClientFallback.class)
public interface UserClient {
@GetMapping("/api/users/{id}")
User getUserById(@PathVariable("id") Long id);
}
@Component
public class UserClientFallback implements UserClient {
@Override
public User getUserById(Long id) {
return new User(id, "默认降级用户", 0);
}
}
配置 Feign：
feign:
circuitbreaker:
enabled: true
6. 集成服务降级与监控
使用 Spring Boot Actuator 监控断路器状态：
<dependency>
<groupId>org.springframework.bootgroupId>
<artifactId>spring-boot-starter-actuatorartifactId>
dependency>
配置监控端点：
management:
endpoints:
web:
exposure:
include: health,info,circuitbreakers
endpoint:
health:
show-details: always
health:
circuitbreakers:
enabled: true
部署运行
- 构建各模块：
mvn clean package - 启动顺序：Eureka Server > Config Server > 微服务 > Gateway
- 访问 Eureka 控制台：
http://localhost:8761 - 通过网关访问服务：
http://localhost:8080/api/users/1
总结
Spring Cloud 提供了构建微服务架构的完整解决方案，通过服务降级策略可以有效提高系统的稳定性和可用性。在微服务架构中，服务降级是必不可少的弹性设计，它确保了当部分服务不可用时，系统依然能够提供基本功能，避免级联故障导致整个系统瘫痪。实际生产环境中，还需根据业务需求和服务特性合理配置断路器阈值、超时时间和重试策略，同时结合监控系统实时关注服务健康状态。