阿里云云原生架构实践
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3.2.2　Service Mesh之服务注册和发现模式

在微服务架构设计中，服务注册和发现模式是一个非常典型的架构模式。我们在服务化架构模式中也提到过服务注册和服务发现的模式。这一模式的典型代表是Java开发者非常了解的Spring Cloud架构体。Spring Cloud典型架构如图3-5所示。

图3-5　Spring Cloud典型架构

每个微服务应用启动后，都会向服务注册中心进行注册。服务注册中心产品包括Eureka、Console、Etcd等。注册的信息包括微服务的应用名、对外服务的IP地址和端口号、应用健康度检查HTTP URL，还有一些开发者自行设置的tag信息等。通常，我们不用考虑如何进行服务注册这些琐事，在Spring Boot应用中，只需要添加对应服务注册中心的starter依赖，然后设置连接地址即可。具体的服务注册对开发者来说完全是透明的。

在Spring Cloud架构下，微服务的通信只需要添加对应的@EnableDiscoveryClient Annotation，让应用连接到Registry Server，然后应用向Registry Server查询相关的服务（这个过程就是我们所说的服务自动发现），最后创建一个具有负载均衡能力的RestTemplate，以便访问其他的HTTP REST服务。示例代码如下：

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class MicroApp1 {

    @LoadBalanced
    @Bean
    RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(MicroApp1.class, args);
    }
}

调用其他应用的HTTP REST服务也非常简单，我们只需要将应用名作为HTTP URL的主机名，服务的自动发现机制会自动完成应用到具体IP和服务端口号的替换，这个过程对开发人员来说是透明的。示例代码如下：

@Controller
public class HelloWebClientController {
    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    @GetMapping("/")
    public String handleRequest(Model model) {
        //accessing hello-service
        HelloObject helloObject = restTemplate.getForObject("http://hello-service/hello", HelloObject.class);
        model.addAttribute("msg", helloObject.getMessage());
        model.addAttribute("time", LocalDateTime.now());
        return "hello-page";
    }
}

上面只提到了一些HTTP REST服务的例子，其他类似的RPC服务调用完全可以复用服务发现的机制，实现服务的透明调用和负载均衡。

上述微服务之间的通信方案，对于同一数据中心内部应用之间的通信也非常适合。通过服务发现机制，应用之间可以直接连接并完成服务的调用。针对外部接入的场景，Spring Cloud还提供了Gateway方案，即应用无须接入Registry Server，而是通过Cloud Gateway调用服务，由Cloud Gateway负责与Registry Server的对接，完成服务发现和对应的服务调用。这一机制非常适合瘦客户端和多语言接入场景，唯一的要求是要能访问HTTP REST服务，不需要考虑服务发现、负载均衡等逻辑，因为Cloud Gateway会帮助外部应用解决这些问题。

另外，Spring Cloud还提供了其他相关服务，例如与Zipkin整合解决服务跟踪问题、与MicroMeter整合解决Metrics采集问题、与Resilience4J等整合实现断路保护（Circuit Breaker）功能，这些服务基本涵盖了服务治理的方方面面。

自2015年年初Spring Cloud发布1.0.0版本以来，基于Spring Cloud方案的Service Mesh涉及的服务一直在不断演进，并在很多公司得到广泛采用。Spring Cloud如今已经非常成熟和稳定，完全满足Service Mesh的各种要求。阿里巴巴基于阿里云的基础设施服务，推出了Spring Cloud Alibaba，目的是基于Spring Cloud的生态和规范更好地为开发人员服务。关于Spring Cloud Alibaba的更多详情请参考https://spring-cloud-alibaba-group.github.io/github-pages/hoxton/en-us/index.html。

这里可能会有读者疑惑，Spring Cloud为何不宣传或标榜为Service Mesh产品？首先，Spring Cloud实际发布于2015年年初，早于2017年4月提出的Service Mesh概念；其次，Spring Cloud覆盖的范围更广，远远超出了Service Mesh所涉及的范围，如安全认证、配置服务、流式数据处理、Cloud Function、Cloud Task、ZooKeeper和Vault对接，当然还包括与阿里云、亚马逊AWS、谷歌云、微软Azure等知名云服务的对接，从而降低了接入各种云服务的成本。

当然，Spring Cloud也存在一些不足之处，尤其是在多语言支持上。如果技术栈基于JVM，选择的编程语言是Java、Kotlin、Scala等JVM生态的语言，那么Spring Cloud方案就是非常不错的选择。但如果系统的核心编程语言不是Java，而是Node.js、Go、Python或者Rust等语言，Spring Cloud方案就不太适合了，毕竟要使用其他编程语言开发出类似的体系，工作量非常大。但这也不是完全不可能的，如Go的Micro（网址为https://github.com/micro/micro），其设计思想就与Spring Cloud非常类似。

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