聊聊SpringCloudAlibaba

一、服务注册中心-Nacos

首先,假设现在有两个系统,咱们就假设是系统A和系统B吧,这俩系统现在的需求就是要让系统A可以发送一个请求给系统B来实现系统间的接口调用。现在有一个最大的问题,系统A是部署在一台服务器上的,系统B又是部署在另外一台服务器上的,那系统A怎么可能莫名其妙的就知道系统B部署在哪台机器上呢?其实对于您的系统A来说,这时就必须引入一个SpringCloudAlibaba的关键技术组件,叫做Nacos。大家请擦亮眼睛,这个Nacos是一个关键名词,一定要记住了,他的学术定位叫做【服务注册中心】。

Nacos是知道你的系统B部署在哪台机器上的,因为系统B在启动的时候会主动向Nacos服务注册中心进行服务注册,告诉Nacos说自己部署在哪台机器上,自己的机器ip地址是172.86.76.251,自己的端口号是20880。这个时候,系统A如果想要调用系统B的接口,就可以发送请求给Nacos服务注册中心说,兄弟,能告诉我系统B部署在哪台机器上吗?我想调用一下他的接口,这个动作有专业术语,叫做【服务发现】。

我们再来看下一个问题,假设系统B是个大美女,然后还有多个孪生姐妹花,也就是说系统B部署在了多台服务器上,我们管这种情况叫做系统B有多个服务实例部署在了多台服务器上,然后这个时候系统A想要调用系统B,应该怎么办呢?其实也很简单,系统B的每个服务实例部署了一台机器后,他们都得对Nacos服务注册中心发起服务注册的请求,所以Nacos是知道系统B部署的每台机器的ip地址和端口号的。然后这个系统A找Nacos进行服务发现的时候,一下子就会发现系统B部署在了两台机器上,也就是说两台机器的ip地址和端口号他都会发现。

这个时候问题就来了,系统A很犹豫啊,到底调用系统B的哪个机器呢?很简单,他可以第一次调用机器1,第二次调用机器2,第三次调用机器1,第四次机器2,以此类推,循环往复,这个过程叫做负载均衡,系统A可以通过负载均衡把自己的所有请求均匀的分发给系统B的每台机器。

二、RPC-Dubbo

那么下一个问题又来了,系统A如果要想办法去调用系统B的某个接口的话,就必须要跟系统B建立一个网络连接,然后通过这个网络连接发送请求过去给系统B,接着系统B收到了请求,以后就会调用自己本地的某个接口的代码,然后再把响应结果通过网络连接返回给系统A,这个过程就叫做RPC远程调用。其实这个RPC调用的过程,说白了就类似于跟人聊微信的过程,微信聊天你总得先加个好友,完了再发个消息过去,接着人家再给你回一个消息吧?没错,咱们这 RPC 调用也是同理,你两台机器总得先建立个网络连接,然后系统A发个请求过去,系统B本地代码执行一下,再返回个响应给你。

那现在问题来了,这个系统A那里要对系统B部署的多台机器实现负载均衡,然后建立网络连接,接着发起RPC调用,就是系统A发个请求过去,系统B执行一下代码返回个响应,就这套看起来很复杂的流程是谁负责搞定的呢?简单,就是SpringCloudAlibaba里的另外一个关键组件Dubbo。这个Dubbo就是一个RPC的框架,他就是专门负责帮你做负载均衡、网络连接、RPC调用这些事情的的,这是SpringCloudAlibaba组件体系中的第二个关键组件。

三、流量防护-Sentinel

3.1 一台4核8G的服务器-QPS

接着再来讨论下一个问题,很多人可能知道,也可能不知道,那就是:一台4核8G的服务器,每秒钟可以抗多少并发请求?

有一些同学平时玩儿过高并发系统,应该是知道这个数值的,那就是4核8G的服务器上部署的如果是一个Java系统,这个Java系统连接的是MySQL数据库的话,那么通常来说,这一台服务器每秒大致可以抗1000以内的QPS。这是为什么呢?原因很简单,我们要从两个维度来分析

  • 第一个维度是,我们的系统A有多少个线程来处理请求,每个请求要耗费多少ms来完成,每个线程每秒可以执行多少个请求。

  • 第二个维度是,我们系统A的n多线程拼命处理请求,这个时候会对机器的CPU负载造成多大压力,大概所有线程每秒处理多少请求的时候,机器的CPU就扛不住了。

把这两个问题解决清楚了,也就知道系统每秒可以抗多少请求了。首先看第一个维度,系统A一般来说对外接受用户的请求,都是通过Tomcat这种web服务器,对外用spring mvc提供controller这种接口的,接收的都是http请求,所以实际上tomcat一般来说,我们都会配置200左右的线程,就是说系统A有200个线程会并发的处理用户发来的请求。

3.2 Tomcat线程处理一个请求耗时

那么下一个问题来了:tomcat线程处理一个请求要耗费多长时间?

这个就不好说了,因为一个线程处理一个请求的时候,往往会执行你自己写的一大堆业务代码,从controllerservice再到dao,如果你用mybatis做数据持久层框架,那么应该会用mybatis mapper执行一大堆的SQL语句。这往往取决于你的系统代码有多复杂,执行的SQL语句有多复杂,要执行多少个SQL,数据库里的表数据是万级、十万级、还是百万级,甚至是千万级、亿级。

所以影响因素太多,我们这里取一个不多不少的均值,假设你一个请求需要调用n多次数据库,执行n个SQL语句,而且数据库里的数据量还小,基本在十万到百万级,那么此时大概你一个请求处理要耗费200ms

所以一个简单的小学公式就可以计算出来了,你一个线程处理一个请求要耗费200ms,那么每秒就可以处理5个请求,你有200个线程,每秒可以处理200*5=1000个请求。所以说,按这个维度来说,系统A部署在4核8G的系统上,连接了mySQL数据库,然后开200个tomcat线程处理请求,每秒处理1000个请求是比较合理的。

第二个维度呢?就是CPU负载这个角度来看,其实也是差不多的,这个没法用算数来计算,只能告诉大家一个经验值,那就是当你的系统部署在4核8G机器上,连接mySQL数据库,然后每个请求都要执行一堆SQL语句的时候,往往你的系统每秒处理到1000左右的请求量,你的机器CPU负载就会达到80%甚至90%的使用率,这个时候系统负载已经很高了,再让机器处理更多请求,他已经完全就做不到了。

那么针对这个系统A每秒可以处理1000个请求的经验值,我们来考虑一个问题,万一要是你公司搞个活动,突然之间每秒有2000个请求过来,或者是被黑客来了个攻击,每秒的请求数量特别多,这个时候你怎么办?显而易见你的系统A会被打死。

3.3 Sentinel

所以这个时候怎么办呢?我们就得引入SpringCloudAlibaba里的第三个组件了,就是Sentinel,这个Sentinel就是帮助你的系统实现流量防护的。当你在系统A里加入Sentinel以后,如果要是每秒请求超过了1000,Sentinel会直接帮你把多出来的那些请求都直接拒绝掉,这就叫做限流,限制你的系统可以处理的请求数量,这样就可以保护你的系统不会被打死。

四、分布式事务-Seata

那现在我们已经搞明白SpringCloudAlibaba里的三个组件的运行原理和使用场景了,Nacos是服务注册中心,Dubbo是RPC调用框架,Sentinel是流量防护组件,接着来看最后一个组件,那就是Seata,分布式事务组件。

既然提到了分布式事务,那就肯定是跟事务是有关系的了,这个事务相信大家都知道,就是我们对MySQL可以开启一个事务,事务里执行n条SQL,但凡有一个SQL失败了,事务就会回滚,这 n 个SQL都不会生效的。

可是在系统A调用系统B这种分布式的场景下,事务会怎么样呢?大家看下图,假设系统A处理一个请求的时候,先对自己的数据库执行了一堆SQL,提交了事务A,然后通过Dubbo发起RPC调用系统B,系统B对自己的数据库执行了一堆SQL,提交了事务B。

那么现在问题来了,假设我系统A的事务A都提交了,结果到系统B的时候,事务B执行失败,事务B回滚了,这可怎么整!也就是说一个请求的处理不一致了,一个系统的事务成功都提交完了,没法回滚了,另外一个系统的事务失败了。

别着急,只要你引入Seata分布式事务框架,就可以轻松搞定这个问题,Seata这个框架会自动记录你的事务A执行的SQL语句的逆向补偿SQL。什么意思呢?假设你事务A执行的是insert,那么Seata就知道补偿的时候可以delete删除,假设你执行的是update,那么Seata就可以记录你update之前的老数据,补偿的时候可以把数据重新update回老版本数据,而且这个逆向补偿日志也是记录在数据库里的。

接着Seata还会提供一个Seata server来监控你的各个系统的事务执行情况,系统A的事务A执行成功了得告诉Seata server,系统B的事务B执行失败了也得告诉Seata server

当Seata server知道你的系统B的事务B执行失败了,他会告诉系统A里的Seata框架,小兄弟,人家系统B都失败了,你赶紧的吧,别墨迹,把你之前记录的事务A逆向补偿日志拿出来,把你之前提交的事务恢复到提交前的数据状态,搞一个逆向回滚。

转载自:拜托,面试不要再问我 SpringCloudAlibaba 底层原理

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