微服务的构建环境比较--Spring Cloud和Kubernetes
作者：互联网
背景
Spring Cloud 和 Kubernetes 都声称是开发和运行微服务的最佳环境，但它们本质上有很大不同，并且解决的问题也不尽相同。在本文中，我们将了解两个平台如何帮助搭建基于微服务的架构 (Microservice based architectures, MSA)，它们各自擅长的领域，以及如何各取所长以便在微服务之旅中取得成功。
该图涵盖了系统运行时所涉及的很多方面，但没有涉及在 MSA 世界中非常重要的打包、持续集成、扩展、高可用性、自我修复。我们假定大多数 Java 开发人员都熟悉 Spring Cloud，在本文中，我们将通过分析这些额外的问题来对比看一看， Kubernetes 与 Spring Cloud 有什么区别和关联。
微服务的关注点
与其逐个功能进行比较，不如让我们站在更高的角度来看看，作为微服务应该关注的点， Spring Cloud 和 Kubernetes 又是如何解决这些问题的。 MSA 这种架构风格的优点和所做的取舍，今天已经被大家所熟知。微服务支持强大的模块边界、独立部署和技术多样性（Strong Module Boundaries， Independent Deployment， Technology Diversity），但代价就是需要开发分布式系统（Distribution）、保证最终一致性（ Eventual Consistency）以及大量的运维开销（Operational Complexity）。因此，尽可能使用现成的工具是成功的关键因素之一，这些工具可以帮助你尽可能地解决 MSA 问题。采用MSA快速轻松的启动开发很重要，但从项目启动到最终发布的过程是漫长的，你需要做到以下几点才能真正利用好微服务。
- 基本监控、仪表、健康检查
- 分布式日志记录、跟踪
- 针对每个服务,隔离的不只是代码，而是整个构建+测试+打包+推广
- 可以为每个服务明确定义上游/下游/编译时/运行时的依赖关系
- 知道如何构建、发布和维护良好的 API 和契约
- 尊重向后和向前兼容性，就算你即是服务的提供者又是消费者
- 良好的单元测试技能和准备好做更多的工作（随着微服务的增加，一切都变得更加困难，因此需要更多的单元/契约/api 测试驱动，以及更少的 e2e 驱动）
- 了解 微服务 vs 模块 vs 库、分布式单体应用、协调发布、数据库驱动集成等
- 了解基础设施自动化（这里需要了解更多）
- 有可用的 CI/CD 基础设施
- 已经或准备投资开发工具、共享库、内部Artifact注册表等
- 拥有工程方法和流程工具来分解功能需求，并在多个服务中实现/跟踪/发布（xp、pivotal、scrum 等）
还有很多当前没有想到的，重点是 - 上面这些通常都是良好的工程实践。 对于微服务，工程的标准必须非常高。
上图中的列表，包含必须在 MSA 中解决的最常见的技术问题（不包括非技术问题，例如组织结构、文化等）。这是我的观点，不同的组织会有所不同，但大多数情况下是适用的。
技术映射
这两个平台差异很大，它们之间没有直接的对等功能。如果我们将每个 MSA 的关注点映射到这两个平台中的解决方案，我们会得出下表。
上表的主要结论是：
- Spring Cloud 拥有一组丰富的集成良好的 Java 库，可以解决所有运行时问题。因此，微服务可以利用类库和运行时代理来进行客户端服务发现、负载平衡、配置更新、指标跟踪等。单例集群服务、批处理作业等模式也在 JVM 中进行管理。
- Kubernetes 是支持多语言的，不仅针对 Java 平台，还适用于其他所有语言，它提供一种通用解决方案来应对分布式计算的问题。在应用程序之外，它以平台的方式为配置管理、服务发现、负载平衡、跟踪、度量、单例、计划作业等提供服务。应用程序不需要任何库或代理，并且可以使用任意语言。
- 在某些领域，两个平台都依赖类似的第三方工具。例如 ELK 和 EFK 堆栈、跟踪库等。
- 一些库如 Hystrix、Spring Boot 在这两种环境中同样有用。在某些领域，两个平台是互补的，可以组合在一起以创建更强大的解决方案（KubeFlix 和 Spring Cloud Kubernetes 就是这样的例子）。
微服务的要求
为了展示每个项目的范围，这里有一个表格，其中包含（几乎）端到端的 MSA 要求，从底部的硬件开始，到顶部的 DevOps 和自助服务体验，以及它们与 Spring Cloud 和 Kubernetes 平台的关系。
在某些情况下，两个项目使用不同的方法满足相同的要求，在某些领域，一个项目可能比另一个项目更强大。但也有一个甜蜜点，两个平台相互补充，可以互相结合以获得卓越的微服务体验。例如 Spring Boot 提供了用于构建单个 jar 应用程序包的 Maven 插件。结合 Docker 和 Kubernetes 声明式部署和调度功能，运行微服务变得轻而易举。类似地，Spring Cloud 具有应用程序内部库，用于使用 Hystrix（带有隔板和断路器模式）和 Ribbon（用于负载均衡）创建弹性、容错的微服务。但这还不够，当它与 Kubernetes 健康检查、进程重启和自动扩展功能相结合时，微服务将变成一个真正的健壮系统（反脆弱系统, antifragile system)。
优点和缺点
由于两个平台不能直接逐个比较，我们没有深入研究每个项目，而是总结了每个平台的优缺点。
Spring Cloud
Spring Cloud 为开发者提供了快速构建一些常见的分布式系统所需的工具，例如配置管理、服务发现、断路器、路由等。它构建在 Netflix OSS 库之上，用 Java 编写，供 Java 开发者使用。
优点
- Spring Platform自身提供的统一编程模型，以及Spring Boot的快速应用创建能力，给开发者带来了极好的微服务开发体验。例如，您可以使用少量注释创建一个配置服务器，再添加一些注释就可以让客户端库配置您的服务。
- 有丰富的类库可供选择，涵盖了大多数运行时问题。所有库都是用 Java 编写的，提供了多种功能、更好的控制和优化选项。
- 不同的 Spring Cloud 库彼此很好地集成在一起。例如，一个 Feign 客户端也将使用 Hystrix 进行断路，使用 Ribbon 对请求进行负载平衡。一切都是注解驱动的，易于开发，感觉就像是 Java 开发人员的天堂。
缺点
- Spring Cloud 的主要优点之一也是它的缺点——它仅限于 Java。 MSA 的一个强大动力是能够在需要时更改技术堆栈、库甚至语言。这在 Spring Cloud 中是不可能的。如果想要替换配置管理、服务发现、负载均衡等Spring Cloud/Netflix OSS的基础服务，很难找到一个优雅的解决方案。 Netflix Prana 项目实现了 sidecar 模式，通过 HTTP 公开 Java 客户端类库，使得非 JVM 语言编写的应用程序可以存在于 NetflixOSS 的生态系统中，但这个方案不是很优雅。此外，我写完这篇文章之后，Pivotal 宣布了一个名为 SteelToe 的新项目，它也允许从 .Net 客户端使用服务发现和配置服务。
- Java 开发人员承担了太多的责任。每个微服务都需要运行各种客户端来进行配置检索、服务发现和负载均衡。设置它们很容易，但这并没有隐藏构建时以及运行时对环境的依赖。例如，我可以轻松地使用 @EnableConfigServer 注释创建一个配置服务器。但每次我想运行单个微服务时，我都需要启动配置服务器。对于受控环境，我必须让配置服务器高度可用，并且为了实现对 Git 或 Svn 的支持，因此我需要共享文件系统。同样对于服务发现，我需要先启动 Eureka Server。对于受控环境，我需要在每个可用区（AZ）上构筑包含多个实例的集群等等。感觉就像作为 Java 开发人员，除了实现所有功能服务之外，我还必须构建和管理一个不平凡的微服务平台。
- Spring Cloud 在微服务之旅中的覆盖的范围较小，你还需要考虑自动化部署、调度、资源管理、进程隔离、自我修复、构建管道等，以获得完整的微服务体验。在这一点上，我认为单独将 Spring Cloud 与 Kubernetes 进行比较是不公平的，而将 Spring Cloud + Cloud Foundry（或 Docker Swarm）与 Kubernetes 之间的比较更公平。但这也意味着要获得完整的端到端微服务体验，Spring Cloud 必须再加上类似与 Kubernetes 之类的东西。
Kubernetes
Kubernetes 是一个开源系统，用于自动部署、扩展和管理容器化应用程序。它是多语言的，并提供用于配置、运行、扩展和管理分布式系统的基础功能。
优点
- Kubernetes 是一个多语言的通用容器管理平台，能够运行云原生和传统容器化应用程序。它提供的服务，例如配置管理、服务发现、负载平衡、指标收集、日志聚合，可以被多种语言使用。这允许在组织中拥有一个平台，可供多个团队（包括使用 Spring 框架的 Java 开发人员）使用并服务于多种用途：应用程序开发、测试环境、构建环境（运行源控制系统、构建服务器、Artifact Repository）等等。
- 与 Spring Cloud 相比，Kubernetes 解决了更广泛的 MSA 问题。除了提供运行时服务，Kubernetes 还允许配置环境、设置资源约束、RBAC、管理应用程序生命周期、启用自动扩展和自我修复（表现得几乎像一个反脆弱平台）。
- 我忍不住要提一下，Kubernetes 技术是基于谷歌 15 年的研发和管理容器的经验。此外，它拥有近 1000 名贡献者，是 Github 上最活跃的开源社区之一。
缺点
- Kubernetes 是多语言的，因此它的服务是通用的，并没有针对不同的平台进行优化（如 Spring Cloud for JVM）。例如，配置作为环境变量或大量文件系统传递给应用程序。它没有 Spring Cloud Config 提供的花哨的配置更新功能。
- Kubernetes 不是以开发人员为中心的平台。它旨在供具有 DevOps 意识的 IT 人员使用。因此，Java 开发人员需要学习一些新概念并乐于学习解决问题的新方法。尽管使用 MiniKube 启动 Kubernetes 的开发实例非常容易，但手动安装高可用的 Kubernetes 集群会产生大量的操作开销。
- Kubernetes 仍然是一个相对较新的平台，并且仍在积极开发和成长。因此，每个版本都添加了许多新功能。好消息是，这个问题早已被预料到了，而且 API 是可扩展和向后兼容的。
强强联合
正如你所看到的，这两个平台在某些领域都有优势，在其他领域有待改进。 Spring Cloud 是一个快速入门、开发人员友好的平台，而 Kubernetes 是 DevOps 友好的，具有陡峭的学习曲线，但涵盖了更广泛的微服务问题。以下是对这些要点的总结。
这两个框架解决了不同范围的 MSA 问题，并且它们以完全不同的方式实现。 Spring Cloud 让开发人员能更轻松地解决问题，试图在 JVM 内部解决每个 MSA 的挑战，而 Kubernetes 则试图在平台上解决问题，让开发人员不必直面这些问题。 Spring Cloud 在 JVM 内部非常强大，而 Kubernetes 在管理这些 JVM 方面非常强大。因此，将它们结合起来并从两个项目的最佳部分中受益，感觉就像一个自然的过程。
通过这样的组合，Spring 提供了应用程序打包，Docker 和 Kubernetes 提供了部署和调度。 Spring 通过 Hystrix 线程池提供应用内隔板，Kubernetes 通过资源、进程和命名空间隔离提供隔板。 Spring 为每个微服务提供健康端点，Kubernetes 执行健康检查并将访问路由到健康的服务。 Spring 将配置外部化并更新配置，Kubernetes 将配置分发到每个微服务。这个列表不胜枚举。
上面是我最喜欢的微服务平台，怎么样？小孩子才做选择题，成年人当然是全都要。我喜欢 Spring 框架提供的开发人员体验。它都是注解驱动的，并且有涵盖各种功能需求的库。我也喜欢 Apache Camel（在这种情况下是 Spring Integration），因为它与应用程序级别的集成、连接器、消息传递、路由、弹性和容错有关。然后，对于与集群和管理多个应用实例有关的任何事情，我更喜欢 Kubernetes 的神奇功能。每当有功能重叠时，例如服务发现、负载平衡、配置管理，我都会尝试使用 Kubernetes。
标签：Java,Kubernetes,--,Spring,MSA,服务,Cloud 来源： https://blog.csdn.net/weixin_45987961/article/details/122500704