SpringCloud(二)服务注册中心

SpringCloud(二)服务注册中心

木子李 308 2021-11-26

SpringCloud(二)服务注册中心

1. Eureka:什么是Eureka

1.1 Eureka简单介绍

  • Netflix在设计Eureka时,遵循的就是AP原则
  • Eureka是Netflix的一个子模块,也是核心模块之一,Eureka是一个基于REST的服务,用于定位服务,以实现云端中间层服务发现和故障转义,服务注册与发现对于微服务来说是非常重要的,有了服务发现与注册,只需要使用服务的标识符,就可以访问到服务,而不需要修改服务调用的配置文件了,功能类似于Dubbo的注册中心,比如Zookeeper。

1.2 原理讲解

  • Eureka 的基本架构

    • SpringCloud封装了NetFlix公司开发的Eureka模块来实现服务注册和发现(对比Zookeeper)
    • Eureka采用了C-S的架构设计,EurekaServer作为服务注册功能的服务器,是服务注册中心。
    • 相比其他的微服务来说,使用Eureka的客户端连接EurekaServer是通过心跳机制来实现,通过过设定的时间来进行检测,如果没有回应认为该服务已下线。
  • Eureka包含两个组件:EurekaServerEurekaClient

  • EurekaServer提供服务注册服务,各个节点启动后,会在EurekaServer中进行注册,这样EurekaServer中的服务注册表中将存储所有可用服务节点的信息,服务节点的信息可以在界面中直观的看到。

  • EurekaClient是一个java客户端,用于简化EurekaServer的交互,客户端同时具备一个内置的使用轮询负载算法的负载均衡器,在应用启动后,将会向EurekaServer发送心跳(默认周期为30秒)。如果EurekaServer在多个心跳周期内没有接收到某个节点的心跳,EurekaServer将会从服务注册表中把这个服务节点移除掉(默认周期为90秒)

  • 三大角色

    • EurekaServer:提供服务的注册与发现。(zookeeper客户端)。
    • ServiceProvider:将自身服务注册到Eureka中,从而是消费者能够找到。
    • ServiceConsumer:服务消费方从Eureka中获取注册服务列表,从而找到消费服务。

1.3 创建一个module:springcloud-eureka-7001

  • pom.xml导入依赖
<dependencies>
    <!--eureka服务依赖-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-eureka-server</artifactId>
        <version>1.4.6.RELEASE</version>
    </dependency>
    <!--热部署-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>
  • 配置application.yml文件
server:
  port: 7001

# Eureka配置
eureka:
  instance:
    # 服务端的实例名称
    hostname: localhost
  client:
    # 表示是否向eureka注册中心注册自己
    register-with-eureka: false
    # 如果为false,表示自己为注册中心
    fetch-registry: false
    # 监控页面
    service-url:
      defaultZone: http://${eureka.instance.hostname}:${server.port}/eureka/
  • 创建主启动类:EurekaServer_7001,添加注解
@EnableEurekaServer

2. Eureka:服务注册-信息配置-自我保护机制

  • 在module:provider-dept-8001的pom中添加依赖
<!--添加监控信息-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
</dependency>
<!--Eureka-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-eureka</artifactId>
    <version>1.4.6.RELEASE</version>
</dependency>
  • application.yml中添加配置
# Eureka的配置,服务注册到哪里
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:7001/eureka/
  instance:
    # 修改Eureka的默认描述信息
    instance-id: springcloud-provider-dept8001

# info配置
info:
  app.name: levnli-springcloud
  company.name: www.levnli.cn
  • 8001端口主启动类添加:@@EnableEurekaClient
    • 服务将自动注册
  • 访问:http://localhost:7001
  • 发现注册服务信息

检验自我保护机制

  • 停止8001端口服务,大概两分钟之后,7001端口页面出现红色报错,心跳连接停止

  • 通过instance-id,替换名字

  • 在团队协作开发中,通过:@EnableDiscoveryClient开启服务发现的一个机制

  • 在DeptController中添加一个接口,通过请求控制台输出信息

@Autowired
private DiscoveryClient client;

/**
* 注册进来的微服务~,获取一些消息
* @return 客户端对象
*/
@GetMapping("/discovery")
public Object discovery() {
    // 获得微服务列表的清单
    List<String> services = client.getServices();
    System.out.println("discovery=>services:" + services);

    // 得到一个具体的微服务信息,通过具体的微服务id,applicationName
    List<ServiceInstance> instances = client.getInstances("SPRINGCLOUD-PROVIDER-DEPT");
    for (ServiceInstance instance : instances) {
        System.out.println(
            instance.getHost() + "\t" +
            instance.getPort() + "\t" +
            instance.getUri() + "\t" +
            instance.getServiceId()
        );
    }
    return this.client;
}

自我保护机制

总结:某时刻某一个微服务不可用了,eureka不会立刻清理,依旧会对该微服务的信息进行保存!

  • 默认情况下:如果EurekaServer在一定时间内没有接收到某个微服务实例的心跳,EurekaServer将会注销该实例(默认90秒)。但是当网络分区故障发生时,微服务与Eureka之间无法正常通通行,以上行为可能变得非常危险了--因为微服务本身其实是健康的,此时本不应该注销这个服务。Eureka通过自我保护机制来解决这个问题--当EurekaServer节点在短时间内丢失过多客户端是(可能发生了网络分区故障),那么这个阶段就会进入自我保护模式。一旦进入该模式,EurekaServer就会保护服务注册表中的信息,不再删除服务注册表中的数据(也就是不会注销任何微服务)。当网络故障恢复后,该EurekaServer节点会自动退出自我保护模式。
  • 在自我保护模式中,当它收到的心跳数重新恢复到阈值以上时,该EurekaServer节点会自动退出自我保护模式,设计哲学宁可保留错误的服务注册信息,也不盲目注销任何可能健康的服务实例,好死不如赖活着。
  • 综上,自我保护模式是一个中应对网络异常的安全保护措施。它的架构哲学是宁可同时保留所有微服务(健康的和不健康的都会保留),也不盲目注销任何健康的微服务。使用自我保护模式,可以让Eureka集群更加的健壮和稳定。
  • 在SpringCloud中,可以使用eureka.server.enable-self-preservation = false 禁用自我保护模式【不推荐关闭自我保护机制】

3. Eureka:集群环境配置

  • 创建module:springcloud-eureka-7002、springcloud-eureka-7003
  • pom依赖
<!--导包-->
<dependencies>
    <!--eureka服务依赖-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-eureka-server</artifactId>
        <version>1.4.6.RELEASE</version>
    </dependency>
    <!--热部署-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>
  • 7001:application.yml(三个module参考文件)
server:
  port: 7001

# Eureka配置
eureka:
  instance:
    # 服务端的实例名称
    hostname: eureka7001
  client:
    # 表示是否向eureka注册中心注册自己
    register-with-eureka: false
    # 如果为false,表示自己为注册中心
    fetch-registry: false
    # 监控页面
    service-url:
      # 单机:defaultZone: http://${eureka.instance.hostname}:${server.port}/eureka/
      # 集群(关联):
      defaultZone: http://localhost:7002/eureka/,http://localhost:7003/eureka/
  • 7002:application.yml(三个module参考文件)
server:
  port: 7001

# Eureka配置
eureka:
  instance:
    # 服务端的实例名称
    hostname: eureka7002
  client:
    # 表示是否向eureka注册中心注册自己
    register-with-eureka: false
    # 如果为false,表示自己为注册中心
    fetch-registry: false
    # 监控页面
    service-url:
      # 单机:defaultZone: http://${eureka.instance.hostname}:${server.port}/eureka/
      # 集群(关联):
      defaultZone: http://localhost:7001/eureka/,http://localhost:7003/eureka/
  • 7003:application.yml(三个module参考文件)

    server:
      port: 7001
    
    # Eureka配置
    eureka:
      instance:
        # 服务端的实例名称
        hostname: eureka7003
      client:
        # 表示是否向eureka注册中心注册自己
        register-with-eureka: false
        # 如果为false,表示自己为注册中心
        fetch-registry: false
        # 监控页面
        service-url:
          # 单机:defaultZone: http://${eureka.instance.hostname}:${server.port}/eureka/
          # 集群(关联):
          defaultZone: http://localhost:7002/eureka/,http://localhost:7001/eureka/
    
  • 修改8001端口的application.yml中的服务发布地址

# 服务发布地址
defaultZone: http://localhost:7001/eureka/,http://localhost:7002/eureka/,http://localhost:7003/eureka/
  • 启动7001、7002、7003三个端口服务
  • 分别访问:http://localhost:7001、http://localhost:7002、http://localhost:7003
  • 可以看到其他的集群名称
  • 启动8001端口服务
  • 三个页面中都可看到注册的服务信息

总结:好处就是,搭建集群,避免因为服务中心宕机而导致出现的问题。

4. Eureka:CAP原则及对比Zookeeper

回顾CAP原则

RDBMS(MySQL、Oracle、SqlServer)===>ACID

NoSQL(redis、mongdb) ===>CAP

ACID是什么?

  • A(Atomicity)原子性
  • C(Consistency)一致性
  • I(Isonlation)隔离性
  • D(Durability)持久性

CAP是什么?

  • C(Consistency)强一致性
  • A(Availability)可用性
  • P(Partiton tolerance)分区容错性

CAP的三进二:CA、AP、CP

CAP理论的核心

  • 一个分布式系统不可能同时很好的满足一致性,可用性和分区容错性这三个需求
  • 根据CAP原理,将NoSQL数据库分成了满足CA原则,满足CP原则和满足AP原则三大类
    • CA:单点集群,满足一致性,可用性的系统,通常可拓展性较差
    • CP:满足一致性,分区容错性的系统,通常性能不是特别高
    • AP:满足可用性,分区容错性的系统,通常可能对一致性要求低一些

作为服务注册中心,Eureka比Zookeeper好在哪里?

著名的CAP理论指出,一个分布式系统不可能同时满足C(一致性),A(可用性),P(容错性)。

由于分区容错性P在分布式系统中是必须要保证的,因此我们只能在A和C之间进行权衡。

  • Zookeeper保证的CP。
  • Eureka保证的是AP。

Zookeeper保证的是CP

当向注册中心查询服务列表时,我们可以容忍注册中心返回的是几分钟之前的注册信息,但不能接收服务直接down掉不可用,也就是说,服务注册功能对可用性的要求要高于一致性,但是zk会出现这样一种情况,当master节点因为网络故障与其他节点失去联系时,剩余节点会重新进行leader选举没问题在于,选举leader的时间太长,30~120s,且选举期间整个zk集群都是不可用的,这就导致在选举期间注册服务瘫痪,在云部署环境下因为网络问题使得zk集群失去master节点是较大概率会发生的时间,虽然服务最终能够恢复,但是漫长的选举时间导致的注册长期不可用是不能容忍的。

Eureka保证的是AP

Eureka看明白了这一点,,因此在设计时就优先保证可用性,Eureka各个节点都是平等的,几个节点挂掉不会影响正常节点的工作,剩余的节点依然可以提供注册和查询服务。而Eureka的客户端在向某个Eureka注册时,如果发现连接失败,则会自动切换至其他节点,只要有一台Eureka还在,就能保证注册服务的可用性,只不过查到的信息可能不是最新的,除此之外,Eureka还有一种自我 保护机制,如果在15分钟内超过85%的节点都没有正常的心跳,那么Eureka就认为客户端与注册中心出现了故障,此时会出现以下几种情况:

  1. Eureka不再从注册列表中移除因为长时间没收到心跳而应该过期的服务
  2. Eureka仍然能够接受新服务的注册和查询请求,但是不会被同步到其他节点上(即保证当前节点仍然可用)
  3. 当网络稳定时,当前实例的新的注册信息会被同步到其他节点上

因此,Eureka可以很好的应对因网络故障导致部分节点失去联系的情况,而不会像zookeeper那样使整个注册服务瘫痪