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：EurekaServer和EurekaClient

• 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

• 启动项目
• 监控中心访问地址：http://localhost:7001

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