Spring cloud(2)-服務發現(Eureka，Consul)

分散式系統 Eureka · 發表 2018-10-29 10:29:01

摘要：在分散式系統領域有個著名的 CAP定理（ C-資料一致性； A-服務可用性； P-服務對網路分割槽故障的容錯性，這三個特性在任何分散式系統中不能同時滿足，最多同時滿足兩個）； eureka是AP , zookeeper是CP 。對於服務發現而言，可用性比資料一致性更加...

在分散式系統領域有個著名的 CAP定理 （ C-資料一致性 ； A-服務可用性 ； P-服務對網路分割槽故障的容錯性 ，這三個特性在任何分散式系統中 不能同時滿足，最多同時滿足兩個 ）； eureka是AP , zookeeper是CP 。對於 服務發現 而言， 可用性 比 資料一致性 更加重要—— AP勝過CP

	Consul	zookeeper	euerka	etcd
服務健康檢查	服務狀態，記憶體，硬碟等	(弱)長連線，keepalive	可配支援	連線心跳
多資料中心	支援	—	—	—
kv儲存服務	支援	支援	—	支援
一致性	raft	paxos	—	raft
CAP	ca	cp	ap	cp
使用介面(多語言能力)	支援http和dns	客戶端	http（sidecar）	http/grpc
watch支援(客戶端觀察到服務提供者變化)	全量/支援long polling	支援	支援long polling/大部分增量	支援long polling
自身監控	metrics	—	metrics	metrics
安全	acl /https	acl	—	https支援（弱）
spring cloud整合	已支援	已支援	已支援	已支援

raft ：Raft強依賴 Leader 節點的可用性來確保叢集資料的一致性。
paxos : 第一次由提交者Leader向所有其他伺服器發出prepare訊息請求準備，所有伺服器中大多數如果回覆諾言承諾就表示準備好了，可以接受寫入；第二次提交者向所有伺服器發出正式建議propose，所有伺服器中大多數如果回覆已經接收就表示成功了。
long polling ：長輪詢，客戶端向伺服器傳送Ajax請求，伺服器接到請求後hold住連線，直到有新訊息才返回響應資訊並關閉連線，客戶端處理完響應資訊後再向伺服器傳送新的請求。
metrics ：作為一款監控指標的度量類庫，它提供了很多模組可以為第三方庫或者應用提供輔助統計資訊，它還可以將度量資料傳送給Ganglia和Graphite以提供圖形化的監控
Eureka的自我保護模式

Eureka Server 在執行期間，會統計心跳失敗的比例在15分鐘之內是否低於85%，如果出現低於的情況（實際在生產環境上通常是由於網絡不穩定導致）， Eureka Server 會將當前的例項註冊資訊保護起來，同時提示警告。保護模式主要用於一組客戶端和 Eureka Server 之間存在網路分區場景下的保護。一旦進入保護模式， Eureka Server 將會嘗試保護其服務注冊表中的資訊，不再刪除服務登錄檔中的資料（也就是不會登出任何微服務）。

所以 Eureka 的哲學是，同時保留 ”好資料“ 與 ”壞資料“ 總比丟掉任何”好資料“要更好，所以這種模式在實踐中非常有效。，

為啥不使用zookeeper做發現服務呢？

ZooKeeper 是分散式協調服務，它的職責是保證資料（注：配置資料，狀態資料）在其管轄下的所有服務之間保持同步、一致；（強一致性）
發現服務的核心應該是需要強調服務的高可用
ZooKeeper 使用單一主程序 Leader 用於處理客戶端所有事務請求，採用 ZAB協議 將伺服器數狀態以事務形式廣播到所有 Follower 上；如果三臺服務掛了兩臺怎麼選出 leader ； 1 不大於 (3/2)=1的 ，
正確的設定與維護 ZooKeeper服務 就非常的困難
叢集中出現了網路分割的故障（交換機故障導致交換機底下的子網間不能互訪） ZooKeeper 會將它們都從自己管理範圍中剔除出去，外界就不能訪問到這些節點了，本身這些節點是 “健康” 的，能提供服務的
發現服務就算是返回了 包含不實的資訊的結果也比什麼都不返回要好 （因為暫時的網路故障而找不到可用的伺服器）

因此， Eureka 可以很好的應對因網路故障導致部分節點失去聯絡的情況，而不會像 zookeeper 那樣使整個註冊服務癱瘓。

Spring Cloud Eureka（服務註冊）

新增依賴

<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-eureka-server</artifactId>
</dependency>
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開啟服務註冊

通過 @EnableEurekaServer 註解啟動一個服務註冊中心提供給其他應用進行對話,這個註解需要在 springboot工程 的啟動 application類 上加

package io.ymq.example.eureka.server;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.server.EnableEurekaServer;
@SpringBootApplication
@EnableEurekaServer
public class EurekaServerApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(EurekaServerApplication.class, args);
}
}
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Spring Cloud Service Provider（服務提供者）

服務提供方
將自身服務註冊到 Eureka 註冊中心，從而使服務消費方能夠找到
新增依賴

<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-eureka-server</artifactId>
</dependency>
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開啟服務註冊
在應用主類中通過加上 @EnableEurekaClient ，但只有 Eureka 可用，你也可以使用 @EnableDiscoveryClient 。需要配置才能找到 Eureka註冊中心伺服器

discovery service 有許多種實現（ eureka、consul、zookeeper 等）

@EnableDiscoveryClient 基於 spring-cloud-commons ,

@EnableEurekaClient 基於 spring-cloud-netflix 。

就是如果選用的註冊中心是 eureka ，那麼就推薦 @EnableEurekaClient ，

如果是其他的註冊中心，那麼推薦使用 @EnableDiscoveryClient 。

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
@RestController
public class EurekaProviderApplication {

@RequestMapping("/")
public String home() {
return "Hello world";
}

public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(EurekaProviderApplication.class, args);
}
}
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新增配置 application.yml

新增配置找到Eureka伺服器

eureka:
client:
serviceUrl:
defaultZone: http://localhost:8761/eureka/
spring:
application:
name: eureka-provider
server:
port: 8081
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Spring Cloud Service Consumer（服務消費者）

向 Eureka 註冊服務，消費者使用 Ribbon 開啟負載均衡

Ribbon是什麼？

Ribbon 是 Netflix 釋出的開源專案，主要功能是提供客戶端的軟體負載均衡演算法，將 Netflix 的中間層服務連線在一起。 Ribbon 客戶端元件提供一系列完善的配置項如連線超時，重試等。簡單的說，就是在配置檔案中列出 Load Balancer（簡稱LB） 後面所有的機器， Ribbon 會自動的幫助你基於某種規則 （如簡單輪詢，隨即連線等） 去連線這些機器。我們也很容易使用 Ribbon 實現自定義的負載均衡演算法。

Ribbon的核心元件

Ribbon 在工作時首選會通過 ServerList 來獲取所有可用的服務列表，然後通過 ServerListFilter 過慮掉一部分地址，最後在剩下的地址中通過 IRule 選擇出一臺伺服器作為最終結果。

ServerList ：用於獲取地址列表。它既可以是靜態的(提供一組固定的地址)，也可以是動態的(從註冊中心中定期查詢地址列表)。
ServerListFilter ：僅當使用動態 ServerList 時使用，用於在原始的服務列表中使用一定策略過慮掉一部分地址。
IRule ：選擇一個最終的服務地址作為 LB結果 。選擇策略有 輪詢、根據響應時間加權、斷路器(當Hystrix可用時) 等。

Ribbon提供的主要負載均衡策略

簡單輪詢負載均衡（RoundRobin） ： 以輪詢的方式依次將請求排程不同的伺服器，即每次排程執行i = (i + 1) mod n，並選出第i臺伺服器。
隨機負載均衡（Random） ： 隨機選擇狀態為UP的Server
加權響應時間負載均衡（WeightedResponseTime） ： 根據相應時間分配一個weight，相應時間越長，weight越小，被選中的可能性越低。
區域感知輪詢負載均衡（ZoneAvoidanceRule） ：複合判斷server所在區域的效能和server的可用性選擇server

服務提供者（提供服務）

開啟服務註冊 註冊三臺

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
@RestController
public class EurekaProviderApplication {
@Value("${server.port}")
String port;
@RequestMapping("/")
public String home() {
return "Hello world ,port:" + port;
}
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(EurekaProviderApplication.class, args);
}
}
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新增配置 application.yml

埠依次為8081,8082,8083

eureka:
client:
serviceUrl:
defaultZone: http://localhost:8761/eureka/

spring:
application:
name: eureka-provider

server:
port: 8081
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服務消費者（依賴於其它服務）

pom.xml新增依賴

<!-- 客戶端負載均衡 -->
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-ribbon</artifactId>
</dependency>

<!-- eureka客戶端 -->
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-eureka</artifactId>
</dependency>
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開啟服務負載均衡

通過@EnableDiscoveryClient向服務註冊中心註冊；並且向程式的ioc注入一個bean: restTemplate並通過@LoadBalanced註解表明這個restRemplate開啟負載均衡的功能

@EnableDiscoveryClient
@SpringBootApplication
public class RibbonConsumerApplication {
@LoadBalanced
@Bean
RestTemplate restTemplate() {
return new RestTemplate();
}
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(RibbonConsumerApplication.class, args);
}
}
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消費提供者方法

/**
 * 描述:呼叫提供者的 `home` 方法
 **/
@RestController
public class ConsumerController {

@Autowired
private RestTemplate restTemplate;

@GetMapping(value = "/hello")
public String hello() {
return restTemplate.getForEntity("http://eureka-provider/", String.class).getBody();
}
}
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新增配置 application.yml

指定服務的註冊中心地址，配置自己的服務埠，服務名稱

eureka:
client:
serviceUrl:
defaultZone: http://localhost:8761/eureka/

spring:
application:
name: ribbon-consumer

server:
port: 9000
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依次啟動服務 `(Eureka服務，三臺service provider和service Consumer)` ，檢視 `ribbon` 是否開啟負載均衡

Spring Cloud Consul（針對Consul的服務治理實現）

由於 Consul 自身提供了服務端，所以我們不需要像之前 實現Eureka 的時候建立服務註冊中心，直接通過 ofollow,noindex">下載consul的服務端程式就可以使用。 Consul 內建了 服務註冊 與 發現框架 （一站式）、具有以下性質(參考上面列表)：

分佈一致性協議實現
健康檢查
Key/Value儲存
多資料中心方案

Consul的優勢

使用 Raft 演算法來保證一致性, 比複雜的 Paxos 演算法更直接
支援多資料中心，內外網的服務採用不同的埠進行監聽
多資料中心叢集可以避免單資料中心的單點故障,而其部署則需要考慮網路延遲, 分片等情況等
支援健康檢查
支援 http 和 dns 協議介面
官方提供web管理介面

Consul的角色

client ：客戶端, 無狀態, 將 HTTP 和 DNS 介面請求轉發給區域網內的服務端叢集，所有註冊到當前節點的服務會被轉發到server，本身是不持久化這些資訊
server ：服務端, 儲存配置資訊, 高可用叢集, 在區域網內與本地客戶端通訊,功能和client都一樣，唯一不同的是，它會把所有的資訊持久化的本地，這樣遇到故障，資訊是可以被保留的。通過廣域網與其他資料中心通訊. 每個資料中心的 server 數量推薦為 3 個或是 5 個.
server-leader ：表明這個server是它們的老大，它和其它server不一樣的一點是，它需要負責同步註冊的資訊給其它的server，同時也要負責各個節點的健康監測。
raft ：server節點之間的資料一致性保證，一致性協議使用的是raft，而zookeeper用的paxos，etcd採用的也是taft。
服務發現協議 ：consul採用http和dns協議，etcd只支援http
服務註冊 ：支援兩種方式實現服務註冊，consul官方建議使用第二種方式。

一種是通過consul的服務註冊http API，由服務自己呼叫API實現註冊，
另一種方式是通過json個是的配置檔案實現註冊，將需要註冊的服務以json格式的配置檔案給出。

服務發現 ：支援兩種方式實現服務發現，

一種是通過http API來查詢有哪些服務，
另外一種是通過consul agent 自帶的DNS（8600埠），域名是以NAME.service.consul的形式給出，NAME即在定義的服務配置檔案中，服務的名稱。DNS方式可以通過check的方式檢查服務。

服務間的通訊協議：Consul使用gossip協議管理成員關係、廣播訊息到整個叢集

結語

關於 consul 的環境搭建以及應用後續再補充吧~

在 github 上有關於 Spring Cloud 完整的部署。

最後，給個 star 吧 ~

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