Spring Cloud完全指南：从入门到精通

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1. 微服务基础概念

2. Spring Cloud概述

3. 服务注册与发现

4. 负载均衡

5. 服务调用

6. 服务熔断与降级

7. 服务网关

8. 配置管理

9. 消息总线

10. 链路追踪

11. 实战架构示例

12. 最佳实践

总结

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1. 微服务基础概念

1.1 什么是微服务？

形象比喻：

• 单体应用：就像一个大工厂，所有生产线都在一个厂房里
• 微服务：就像一个产业园️，每个小工厂专门做一件事，通过道路相连

1.2 微服务架构的特点

核心特征：

• ✅ 服务独立：每个服务独立开发、部署、运行
• ✅ 职责单一：一个服务只做一件事，做好一件事
• ✅ 技术多样：不同服务可以用不同技术栈
• ✅ 数据隔离：每个服务有自己的数据库
• ✅ 故障隔离：一个服务出问题不影响其他服务

1.3 微服务 vs 单体应用

特性	单体应用	微服务
架构复杂度	简单	复杂
开发速度	初期快，后期慢	初期慢，后期快
部署方式	整体部署	独立部署
技术栈	统一技术栈	可以多样化
团队协作	紧耦合	松耦合
故障影响	影响整个系统	影响单个服务

1.4 微服务的挑战

技术挑战：

• 服务发现：如何找到其他服务？
• ⚖️ 负载均衡：如何分发请求？
• 配置管理：如何统一管理配置？
• 故障处理：如何处理服务故障？
• 监控追踪：如何监控整个系统？

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2. Spring Cloud概述

2.1 什么是Spring Cloud？

Spring Cloud是一套微服务开发的工具箱，提供了微服务开发中常见问题的解决方案。

核心理念：

"约定优于配置，开箱即用"

2.2 Spring Cloud架构图

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    Spring Cloud生态系统                      │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│  服务网关        │  服务注册中心    │  配置管理中心           │
│  Gateway        │  Eureka/Nacos   │  Config Server         │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│  服务调用        │  负载均衡        │  熔断降级               │
│  OpenFeign      │  LoadBalancer   │  Hystrix/Sentinel      │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│  链路追踪        │  消息总线        │  安全管理               │
│  Sleuth         │  Bus            │  Security              │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

2.3 Spring Cloud版本对应关系

Spring Cloud	Spring Boot
2023.0.x	3.2.x
2022.0.x	3.0.x
2021.0.x	2.6.x
2020.0.x	2.4.x

2.4 核心组件概览

服务治理层：

• Eureka/Nacos：服务注册与发现
• Ribbon/LoadBalancer：客户端负载均衡

服务调用层：

• OpenFeign：声明式服务调用
• Gateway：API网关

服务保障层：

• Hystrix/Sentinel：熔断降级
• Config：配置管理

服务监控层：

• Sleuth：链路追踪
• Admin：服务监控

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3. 服务注册与发现

3.1 为什么需要服务注册与发现？

问题场景： 假设你有100个微服务，每个服务的IP和端口都可能变化，如何让服务之间互相找到？

解决方案： 服务注册中心就像电话簿，所有服务都把自己的"电话号码"登记在上面。

3.2 Eureka服务注册中心

3.2.1 Eureka架构原理

┌─────────────────┐    注册    ┌─────────────────┐
│   服务提供者     │ ────────► │   Eureka Server │
│  (Producer)     │           │  (注册中心)      │
└─────────────────┘           └─────────────────┘
                                       │
                              发现     │
                                       ▼
                            ┌─────────────────┐
                            │   服务消费者     │
                            │  (Consumer)     │
                            └─────────────────┘

3.2.2 Eureka Server搭建

1. 依赖配置

    org.springframework.cloud
    spring-cloud-starter-netflix-eureka-server

2. 启动类

@EnableEurekaServer  // 开启Eureka服务端
@SpringBootApplication
public class EurekaServerApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(EurekaServerApplication.class, args);
    }
}

3. 配置文件

server:
  port: 8761  # Eureka默认端口

eureka:
  instance:
    hostname: localhost
  client:
    register-with-eureka: false  # 自己不注册到注册中心
    fetch-registry: false        # 不从注册中心获取服务信息
    service-url:
      defaultZone: http://${eureka.instance.hostname}:${server.port}/eureka/

3.2.3 Eureka Client配置

1. 服务提供者

@EnableEurekaClient  // 开启Eureka客户端
@SpringBootApplication
public class ProducerApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ProducerApplication.class, args);
    }
}

spring:
  application:
    name: user-service  # 服务名称，非常重要！

eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:8761/eureka/
  instance:
    prefer-ip-address: true  # 使用IP注册

3.3 服务发现原理

发现过程：

1. 服务启动：向Eureka注册自己的信息
2. 心跳续约：每30秒发送一次心跳
3. 服务拉取：消费者获取服务列表
4. 服务调用：通过服务名调用

核心概念：

• 服务注册：把自己的地址告诉注册中心
• 服务发现：从注册中心查找其他服务
• 健康检查：定期检查服务是否可用
• 服务剔除：移除不健康的服务实例

3.4 Nacos vs Eureka

特性	Eureka	Nacos
一致性协议	AP (可用性优先)	CP + AP 可选
健康检查	Client心跳	Server主动检测
配置管理	不支持	支持
多数据中心	支持	支持
界面功能	基础	功能丰富

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4. 负载均衡

4.1 什么是负载均衡？

生活比喻： 想象一家银行有3个窗口，客户来了如何分配？负载均衡就是排队叫号系统。

4.2 客户端负载均衡 vs 服务端负载均衡

服务端负载均衡（如Nginx）：

客户端 → Nginx → 服务器1
             → 服务器2  
             → 服务器3

客户端负载均衡（Spring Cloud）：

客户端 → (内置算法选择) → 服务器1/2/3