很多人都是使用SpringBoot 和 Spring Cloud来开发微服务。Dapr 也是开发微服务的框架,它和Spring Cloud有什么区别呢,其实这不是一个区别的问题,它是不同的时代需要不同的框架。
Spring Cloud 是一种产品,提供了分布式应用程序所需的所有要素,包括服务发现、消息传递/流处理、分布式跟踪、 以易于处理的形式从springboot提供功能, 到目前为止,可能没有其他产品比 Spring Cloud 更易于使用。Spring Cloud并没有重复制造轮子,它只是将各家公司开发的比较成熟、经得起实际考验的服务框架组合起来,通过Spring Boot风格进行再封装屏蔽掉了复杂的配置和实现原理,最终给开发者留出了一套简单易懂、易部署和易维护的分布式系统开发工具包。
Spring Cloud 是分布式应用程序开发中的重要产品,足以影响语言选择。假如你想使用Java 以外的语言开发微服务,比如golang,你想用Spring Cloud + Springboot , 最终还是选择了使用Java。
Dapr 的出现是分布式应用程序开发中拥有了语言无关的微服务开发,Dapr足以替代Spring Cloud成为云原生分布式应用开发的选择。熟悉Azure的人可能会觉得它其实更像是Service Fabric的加强版。
我们将Spring Cloud提供的组件与 Dapr 的构建块作一些横向对比:
总的来说无论是Dapr还是Spring Cloud上述这些项目,都是想帮助开发人员简单快速地构建分布式应用。但是由于时代背景的原因,它们的出发点、实现形式又存在一些差异。
我们从分布式应用程序的三大支柱性功能来比较一下Dapr 和 Spring Cloud:
- 服务调用
- 传递异步消息
- 分布式追踪
- 服务调用
首先,比较从应用程序调用另一个应用程序的功能。
Dapr 的调用使用InvokeAPI
源代码如下所示:
@Value("${baseUrl}") private String baseUrl; @GetMapping("/invokeHello") public Map<String, ?> invokeHello() { Map<?, ?> result = restTemplate.getForObject(baseUrl + "/hello", Map.class); return Map.of("baseUrl", baseUrl, "remoteMessage", result); }
baseUrl 可以通过为 Dapr 指定调用 API的值来通过 Dapr 调用目标应用程序。http://localhost:${DAPR_HTTP_PORT}/v1.0/invoke/hello-app/method
Dapr 在本地环境中使用mDNS(多播DNS)从应用程序名称中查找目标服务运行的主机,而k8s使用k8s本身的名称解析功能。在两者都不可用的环境中,您当前必须使用 Consul。
除此之外,Dapr 的优势在于它基本上可以做到开箱即用。
Spring Cloud 服务发现
spring cloud使用Netflix Eureka 进行名称解析,它具有 Eureka 服务器(等效于上述内容)作为名称解析的服务器,每个应用程序都使用Netflix 客户端向Eureka服务器注册自己,并用它来构建客户端来解决自己的主机。服务注册表非常有用,因为它允许客户端负载平衡,并将服务提供商与使用者隔离开来,而无需 DNS。
服务器端Eureka服务器代码如下所示:
@EnableEurekaServer @SpringBootApplication public class ServiceRegistrationAndDiscoveryServiceApplication { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(ServiceRegistrationAndDiscoveryServiceApplication.class, args); } }
只需启动具有注释@EnableEurekaServer 的应用程序。当然,您可以添加配置文件以进行精细设置或组合群集。
客户端源代码如下所示:
@Value("${baseUrl}") private String baseUrl; @GetMapping("/invokeHello") public Map<String, ?> invokeHello() { Map<?, ?> result = restTemplate.getForObject(baseUrl + "/hello", Map.class); return Map.of("baseUrl", baseUrl, "remoteMessage", result); }
与 Dapr 端的源代码相同。
baseUrl 只要指定了应用程序名称 ,RestTemplate 就会使用Eureka 发现客户端自动访问该应用程序。简单地说,它比使用Dapr更容易理解。
异构服务通信
传统分布式中间件往往锁定某个语言,比如 Java 体系通常会使用Feign或者Dubbo实现,但它们并没有提供其他语言的库。
因此如果是多语言的环境,那么就需要基于某种通用协议如REST或者GRPC进行通信,可能还会需要额外的注册中心和负载均衡器
当然,现实中的情况往往要比这复杂的多,并且考虑到会引入额外的中间件,带来的运维方面的成本也需要慎重考虑。
Dapr 提供了多语言的SDK,如 .NET、Java、Go、Python、PHP 等,可以使用 HTTP 或者 GRPC 的方式进行异构服务间的调用,能很好地解决这个问题。
Dapr 和Spring Cloud 的服务调用哪个更好?
虽然Dapr 不需要单独的DNS,但它更易于使用,但Spring Cloud需要在本地环境中建立Eureka 服务器。当然它不是那么难建立,所以不能说这是一个缺点。
此外,调用时的 URL 在Spring Cloud中更易于理解,而 Dapr 的调用 API会很长。当然这不是一个很大的缺点。
Dapr 和 Spring Cloud各有千秋,但是在kubernetes 环境下,Dapr 直接就利用了Kubernetes的Service ,更加贴合云原生环境,异构服务通信的支持更好。
- 传递异步消息
Dapr 的 Pus/sub API
Dapr 使用消息传递的 Pub/sub API发送消息,只需创建订阅配置文件和 Web API即可接收消息,采用标准的CloudEvents 格式。
发送消息的源代码如下所示:
@Value("${pubsubUrl}") private String pubsubUrl; @PostMapping("/publish") public void publish(@RequestBody MyMessage message) { restTemplate.postForObject(pubsubUrl, message, Void.class); }
您可以通过指定名为 pubsubUrl的大写 Pub/sub API向消息代理发送消息。http://localhost:${DAPR_HTTP_PORT}/v1.0/publish/rabbitmq-pubsub/my-message
然后是接收消息的源代码。它看起来像这样:
@PostMapping("/subscribe") public void subscribe(@RequestBody CloudEvent<MyMessage> cloudEventMessage) { System.out.println("subscriber is called"); System.out.println(message); }
只需创建一个 Web API来接收消息。若要利用此 Web API,请创建类似于以下内容的配置文件:
apiVersion: dapr.io/v1alpha1 kind: Subscription metadata: name: subscription spec: pubsubname: rabbitmq-pubsub topic: my-message route: /subscribe scopes:
- subscribe-app
metadata.name 值不是特别可用,因此您可以为其指定任何名称。
pubsubname 是 pubsub 的名称。使用默认情况下设置的pubsub
topic 是消息主题。此处指定了发布端应用程序中指定的 。my-message
route 是要调用的 Web 应用程序的路径。是,因为它正在等待的路径。SubscribeController/subscribe
scopes 是正在等待的应用程序的应用 id。这一次,我将启动一个应用程序应用程序的应用程序,称为子脚本端的应用程序,所以我指定它。subscribe-app
如果在此处列出多个应用程序的 app-id,则多个应用程序可以接收相同的消息。
GitHub示例代码将此文件放在 中。如果要使用它,请将其复制到用户指令。subscribe/.dapr/components/subscription.yaml
Spring Cloud Stream
使用spring cloud stream 向 cloud 发布信息
在spring cloud stream 2.x 到 3.x 之间,API发生了重大变化,现在更特定于流处理。在这里,我将介绍3.x 版本。
发送消息一方的源代码:
@PostMapping("/publish") public void publish(@RequestBody MyMessage message) { streamBridge.send("my-message-0", message); }
使用类StreamBridge发送消息。
此外,在配置文件中写入要发送到源代码中指定消息的键的消息代理。
spring.cloud.stream.bindings.my-message-0.destination=my-message
此处指定的值用作 RabbitMQ 交换的名称。
然后是接收消息的源代码。
@Bean public Consumer<MyMessage> subscribe() { return (map) -> { System.out.println("subscriber is called"); System.out.println(map); }; }
使用包java.util.funciton的 Consumer和Function 来实现 ,而不是像 Dapr 这样的标准的 Web API。
然后,创建一个配置文件,以便在收到消息时调用此方法 (Bean)。
spring.cloud.stream.bindings.subscribe-in-0.destination=my-message
spring.cloud.stream.bindings.subscribe-in-0.group=my-message-subscribe
上面的值用作 Exchange 的名称,下面的值用作队列的名称。设置中有一些问题就是很难理解。
然而,有一种令人信服的感觉是,将子脚本端视为"函数",而不是"API"并实现它。您可能从未阅读过此版本的 Spring Cloud Stream 的源代码,因此您可能已经将多个调用合并到 WebFlux 的非阻塞中,而不是逐个从消息代理接收和处理消息。这有性能优势。
Dapr 提供了一些基础服务的抽象接口,以消息中间件为例,Dapr支持以下中间件的Pub/Sub:
用 Dapr 抽象接口来使用基础服务能力的好处是————当你需要更换中间件的时候,可以少动点代码,换句话也可以说是增加了服务的可移植性,在熬小剑的文章里也有相关描述。
Dapr 使用 HTTP 进行消息传递,内部的通信通过GRPC进行传递,但 Spring Cloud Stream 使用自己的类进行消息传递。因此,虽然 Dapr 在测试时更容易替换为另一个进程,并使用curl 命令进行测试。
Dapr 在可操作性方面会更好。
- 分布式追踪
Dapr 的分布式追踪支持
在 Dapr 中,只需编写配置文件即可启用分布式追踪。
配置文件有以下内容。
apiVersion: dapr.io/v1alpha1 kind: Configuration metadata: name: daprConfig spec: tracing: samplingRate: "1" zipkin: endpointAddress: http://localhost:9411/api/v2/spans
只需指定分布式跟踪的采样率和 zipkin 服务器的地址即可启用分布式追踪。
但是,您必须自己传播跟踪 ID,因此您需要编写如下代码:
@GetMapping("/invokeHello") public Map<String, ?> invokeHello(@RequestHeader("traceparent") String traceparent) { HttpHeaders httpHeaders = new HttpHeaders(); httpHeaders.set("traceparent", traceparent); HttpEntity<?> request = new HttpEntity<>(httpHeaders); Map<?, ?> result = restTemplate.exchange(helloUrl + "/hello", HttpMethod.GET, request, Map.class).getBody(); return Map.of("baseUrl", helloUrl, "remoteMessage", result); }
在 HTTP 标头中接收到的标头值traceparent 将传递给下一个请求的 HTTP 标头。
Spring Cloud Sleuth
使用 Spring Cloud Sleuth 在 Spring Cloud 中进行分布式追踪。
将 Spring Cloud Sleuth 添加到依赖项并创建配置文件,如下所示:
spring.sleuth.sampler.rate=100
spring.zipkin.sender.type=web
spring.zipkin.baseUrl=http://localhost:9411
使用此设置,将启用分布式追踪并将追踪信息发送到 Zipkin。
分布式追踪涵盖了从与 RestTemplate 和 WebClient 的 HTTP 通信、与 Spring Cloud Stream 的消息传递等所有内容,并且还自动传播 Dapr 存在问题的跟踪 ID。
分布式追踪上Dapr 不需要修改应用,通过配置就可以轻松的调整。
综合比较
到目前为止,我们已经比较了 Dapr 和 Spring Cloud 的三个功能,但总的来说,哪个更好?
Dapr 在清晰性和通过 HTTP的松耦合方面具有优势,另外,不仅考虑到这三个功能,还考虑到其他功能,或者世界信息量的差异,可以说Dapr 更胜一筹。
与版本升级相关的痛苦
那么我为什么不选择 Spring Cloud 而选择 Dapr 呢?有个重要因素是“版本兼容性和版本升级问题”。
例如,如果您的系统运行旧版本的Java和 Spring Boot,并且您尝试在新系统上使用更新版本的Java和 Spring Boot 进行开发,如果您尝试在每个系统上使用 Spring Cloud,每个 Spring Boot 由于对应的 Spring Cloud 版本不同,有时会失去兼容性。比如随着 Spring Cloud 的版本升级,内部使用的 Eureka 版本升级时协议发生了变化,如前所述,Spring Cloud Stream 是 2.x 中 了API 终端。
如果是这样,最好继续更新Java 、 Spring Boot 和 Spring Cloud 到最新版本。但是,Spring Cloud 往往是有与版本升级相关的大型工作。
这是因为Cloud Native这个领域对应的产品和趋势都发生了变化,Spring Cloud试图跟风的时候,不得不失去兼容性。
另外,作为一个稍微小一点的问题,如果由于Spring Boot的提供速度和Spring Cloud的提供速度不同,以及依赖的复杂度等原因,尝试升级Spring Boot的版本,Spring Cloud还不支持有时候引用库的版本不一样,会报错。
通过体验这方面的痛苦,而不是 Spring Cloud 不好,“与提供 Web API的应用程序和支持它的基础设施接壤的层更加松散耦合,并且每个版本都是独立的。最好能够上传吧。”
这就是它被用于 Dapr 而不是 Spring Cloud 的原因。
总结
- 在服务调用方面,Dapr 和 Spring Cloud 变化不大。
- 在消息传递方面,Dapr 更简单,并具有更好的性能。
- 对于分布式跟踪,Spring Cloud 比 Dapr 更复杂、更易于使用。
Spring Cloud 版本升级让你吃不少苦头,有点难以理解Spring Cloud文档在哪里以及是什么,随着具有各种功能的历史产品变得更加复杂,文档可能会变得更加复杂。当然,Spring 的好处是有许多指南、博客、Demo材料等作为该领域的补充。
Spring Cloud 这样的微服务框架,把微服务架构上的很多东西也带到了代码开发上来。虽然 Spring Cloud 做了封装和简化,但开发的时候你还是会分心去处理它,不能完全只关注业务。 Dapr 是微服务的发展方向,它简化微服务的开发,把微服务架构方面的东西都剥离出来成为基础设施,开发只需关注具体的业务实现。
所以mecha架构的 Dapr完全可以取代Spring Cloud。而且具备更多优势:
- 更加云原生,和kubernetes结合更好。
- 业务代码无需集成sdk,这样决定了sdk升级会更加方便,降低了耦合。
Dapr通过把一些构建微服务应用所需的最佳实践内置到开放、独立的Building Block中,Dapr还在Actor运行时中提供了许多功能,包括并发控制,状态管理,生命周期管理如Actor的激活/停用以及用于唤醒Actor的Timer(计时器)和Reminder(提醒)。Dapr让开发人员更加专注于业务逻辑代码的编写,即可开发出功能强大的微服务应用。
更为重要的是,Dapr还抽象了运行环境,避免微服务应用和运行环境强绑定(这也是很多团队“假上云”——仅使用VM的原因之一)。并且支撑Dapr的运行环境不仅仅限于Cloud,还有广阔的Edge。
作者 | 张善友
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