【面试】Java最新面试题资深开发-微服务篇(2）

问题九：微服务

1. 什么是微服务架构？它与单体架构相比有哪些优势和劣势？
2. 解释一下服务发现和服务注册是什么，它们在微服务中的作用是什么？
3. 什么是API网关（API Gateway）？在微服务中它有何作用？
4. 微服务中的服务熔断是什么？为什么需要熔断机制？
5. 什么是容器化技术（如Docker）？在微服务中如何应用容器化技术？
6. 什么是服务治理（Service Governance）？为什么它在微服务中很重要？

3. 什么是API网关（API Gateway）？在微服务中它有何作用？

API网关（API Gateway）：

API网关是微服务架构中的一个关键组件，它充当了微服务系统的入口点，负责处理所有的外部请求、路由请求到相应的微服务实例，并提供一些附加功能，如身份验证、授权、监控、负载均衡等。API网关提供了一个单一的入口，简化了客户端与微服务之间的通信。

API网关在微服务中的作用：

1. 请求路由和转发： API网关接收外部请求并将其路由到相应的微服务实例。通过配置路由规则，可以实现请求的灵活路由和流量控制。

2. 协议转换： 外部请求可能使用不同的协议，而微服务内部可能使用统一的协议。API网关可以进行协议转换，确保外部请求与微服务之间的通信格式一致。

3. 身份验证和授权： API网关可以负责验证请求的身份，并根据授权策略决定是否允许请求访问相应的微服务。这有助于确保系统的安全性。

4. 负载均衡： 在微服务架构中，可能存在多个相同服务的实例。API网关可以实现负载均衡，将请求均匀分发到不同的实例上，提高系统的性能和可用性。

5. 监控和日志： API网关可以记录请求的日志，收集系统性能指标，帮助进行监控和故障排查。这对于系统运维和性能优化非常重要。

6. 缓存： API网关可以实现对常用数据的缓存，减轻微服务的负担，提高响应速度。

案例：

假设一个电子商务平台使用微服务架构，其中包括用户服务、商品服务、订单服务等。API网关可以负责以下任务：

• 接收来自移动端和Web端的用户请求。
• 根据请求的路径将请求路由到相应的微服务，例如，/user请求路由到用户服务，/product请求路由到商品服务。
• 执行身份验证，确保用户请求是合法的。
• 根据请求进行负载均衡，将请求分发到不同的微服务实例。
• 记录请求的日志，监控系统的性能。
• 提供缓存服务，对一些商品信息进行缓存，减轻商品服务的压力。

通过引入API网关，系统的各个微服务可以专注于业务逻辑，而API网关则负责处理与外部系统的通信和一些共享的横切关注点，提高了系统的可维护性和灵活性。

4. 微服务中的服务熔断是什么？为什么需要熔断机制？

服务熔断（Circuit Breaker）：

服务熔断是一种微服务架构中的设计模式，用于处理分布式系统中的故障。它类似于电气电路中的熔断器，当系统中的某个服务出现故障或延迟时，服务熔断可以在一定程度上防止系统的连锁故障。熔断机制通过在服务之间插入熔断器，实时监测服务的调用状况，当异常或故障达到一定阈值时，熔断器会打开，暂停对故障服务的调用，避免因连续失败而导致整个系统崩溃。

为什么需要熔断机制：

1. 防止连锁故障： 在分布式系统中，一个服务的故障可能会引起对其他服务的连续调用失败，形成连锁故障。熔断机制能够在一定程度上隔离故障，防止故障扩散。

2. 提高系统稳定性： 通过熔断机制，系统能够快速检测并停止对故障服务的调用，减少了系统因服务故障而导致的不稳定性，提高了整体系统的可用性。

3. 降级处理： 当系统负载过大或部分服务出现故障时，熔断机制可以采取降级处理策略，提供有限但仍可用的服务，确保系统正常运行。

4. 提高用户体验： 熔断机制可以在服务出现问题时迅速响应，避免用户长时间等待或遭遇系统崩溃，提高了用户体验。

案例：

假设一个电商平台中有用户服务、商品服务和订单服务。订单服务依赖于用户服务和商品服务。如果用户服务或商品服务出现故障，订单服务可能无法正常工作。通过引入熔断机制，可以在订单服务与用户服务和商品服务之间插入熔断器。

具体案例中，当订单服务检测到用户服务的调用失败率达到一定阈值时，熔断器会打开，停止对用户服务的调用一段时间。在这段时间内，订单服务可以采取降级策略，提供一些默认的或有限的订单功能，而不致于因用户服务故障而导致整个订单服务崩溃。当一段时间后，熔断器可以尝试重新关闭，如果用户服务已经恢复正常，订单服务可以继续正常调用。

通过这种方式，系统能够更好地处理故障情况，防止服务之间的故障扩散，并保证系统在一定程度上的稳定性。