Eureka注冊中心（二）

11.1         注冊中心Eureka

1.1.1      注冊中心

 

注意它的特點，結構類似於MessageQueue消息隊列，服務（提供者、消費者）先都注冊到注冊中心。它的特點在於，不會每次都去注冊中心獲取，而是有本地緩存，加快訪問性能。內部含有心跳機制，當注冊中心信息改變，自動快速獲取新的信息到本地。心跳機制還保證分布式環境下，某個服務失敗后，自動列表從注冊中心移除。注冊中心中保證所有可用的鏈接。

1.1.2      拓展：CAP定理

 

 

CAP原則又稱CAP定理，指的是在一個分布式系統中，Consistency（一致性）、 Availability（可用性）、Partition tolerance（分區容錯性），三者不可得兼。它是分布式系統中最核心最重要的理論。

分布式系統的CAP理論：理論首先把分布式系統中的三個特性進行了如下歸納：

l 一致性（C）：在分布式系統中的所有數據備份，在同一時刻是否同樣的值。（等同於所有節點訪問同一份最新的數據副本）

l 可用性（A）：在集群中一部分節點故障后，集群整體是否還能響應客戶端的讀寫請求。（對數據更新具備高可用性）

l 分區容錯性（P）：以實際效果而言，分區相當於對通信的時限要求。系統如果不能在時限內達成數據一致性，就意味着發生了分區的情況，必須就當前操作在C和A之間做出選擇。

CAP理論就是說在分布式系統中，最多只能實現上面的兩點。而由於當前的網絡硬件肯定會出現延遲丟包等問題，所以分區容忍性是我們必須需要實現的。所以我們只能在一致性和可用性之間進行權衡，要么選擇CP要么選擇AP，沒有分布式系統能同時保證這三點。

1.1.3      ZooKeeper和Eureka對比

Eureka本身是Netflix開源的一款提供服務注冊和發現的產品，並且提供了相應的Java封裝。在它的實現中，節點之間相互平等，部分注冊中心的節點掛掉也不會對集群造成影響，即使集群只剩一個節點存活，也可以正常提供發現服務。哪怕是所有的服務注冊節點都掛了，Eureka Clients（客戶端）上也會緩存服務調用的信息。這就保證了我們微服務之間的互相調用足夠健壯。

Zookeeper主要為大型分布式計算提供開源的分布式配置服務、同步服務和命名注冊。曾經是Hadoop項目中的一個子項目，用來控制集群中的數據，目前已升級為獨立的頂級項目。很多場景下也用它作為Service發現服務解決方案。

對比

根據著名的CAP定理（C-數據一致性；A-服務可用性；P-服務對網絡分區故障的容錯性CAP這三個特性在任何分布式系統中不能同時滿足，最多同時滿足兩個CP或者AP）。

 

ZooKeeper

Zookeeper是基於CP來設計的，即任何時刻對Zookeeper的訪問請求能得到一致的數據結果，同時系統對網絡分割具備容錯性，但是它不能保證每次服務請求的可用性。從實際情況來分析，在使用Zookeeper獲取服務列表時，如果zookeeper正在選主，或者Zookeeper集群中半數以上機器不可用，那么將無法獲得數據。所以說，Zookeeper不能保證服務可用性。

誠然，在大多數分布式環境中，尤其是涉及到數據存儲的場景，數據一致性應該是首先被保證的，這也是zookeeper設計成CP的原因。但是對於服務發現場景來說，情況就不太一樣了：針對同一個服務，即使注冊中心的不同節點保存的服務提供者信息不盡相同，也並不會造成災難性的后果。因為對於服務消費者來說，能消費才是最重要的——拿到可能不正確的服務實例信息后嘗試消費一下，也好過因為無法獲取實例信息而不去消費。（嘗試一下可以快速失敗，之后可以更新配置並重試）所以，對於服務發現而言，可用性比數據一致性更加重要——AP勝過CP。

 

Eureka

而Spring Cloud Netflix在設計Eureka時遵守的就是AP原則。Eureka Server也可以運行多個實例來構建集群，解決單點問題，但不同於ZooKeeper的選舉leader的過程，Eureka Server采用的是Peer to Peer對等通信。這是一種去中心化的架構，無master/slave區分，每一個Peer都是對等的。在這種架構中，節點通過彼此互相注冊來提高可用性，每個節點需要添加一個或多個有效的serviceUrl指向其他節點。每個節點都可被視為其他節點的副本。

 

如果某台Eureka Server宕機，Eureka Client的請求會自動切換到新的Eureka Server節點，當宕機的服務器重新恢復后，Eureka會再次將其納入到服務器集群管理之中。當節點開始接受客戶端請求時，所有的操作都會進行replicateToPeer（節點間復制）操作，將請求復制到其他Eureka Server當前所知的所有節點中。

 

一個新的Eureka Server節點啟動后，會首先嘗試從鄰近節點獲取所有實例注冊表信息，完成初始化。Eureka Server通過getEurekaServiceUrls()方法獲取所有的節點，並且會通過心跳續約的方式定期更新。默認配置下，如果Eureka Server在一定時間內沒有接收到某個服務實例的心跳，Eureka Server將會注銷該實例（默認為90秒，通過eureka.instance.lease-expiration-duration-in-seconds配置）。當Eureka Server節點在短時間內丟失過多的心跳時（比如發生了網絡分區故障），那么這個節點就會進入自我保護模式。

 

總結

ZooKeeper基於CP，不保證高可用，如果zookeeper正在選主，或者Zookeeper集群中半數以上機器不可用，那么將無法獲得數據。Eureka基於AP，能保證高可用，即使所有機器都掛了，也能拿到本地緩存的數據。作為注冊中心，其實配置是不經常變動的，只有發版（發布新的版本）和機器出故障時會變。對於不經常變動的配置來說，CP是不合適的，而AP在遇到問題時可以用犧牲一致性來保證可用性，既返回舊數據，緩存數據。

所以理論上Eureka是更適合作注冊中心。而現實環境中大部分項目可能會使用ZooKeeper，那是因為集群不夠大，並且基本不會遇到用做注冊中心的機器一半以上都掛了的情況。所以實際上也沒什么大問題。

1.1.4      拓展：分布式對關系型數據庫的沖擊

對於web網站來說，關系數據庫的很多主要特性卻往往無用武之地

l 數據庫事務一致性需求

很多web實時系統並不要求嚴格的數據庫事務，對讀一致性的要求很低，有些場合對寫一致性要求並不高。允許實現最終一致性。

l 數據庫的寫實時性和讀實時性需求

對關系數據庫來說，插入一條數據之后立刻查詢，是肯定可以讀出來這條數據的，但是對於很多web應用來說，並不要求這么高的實時性，比方說發一條消息之后，過幾秒乃至十幾秒之后，我的訂閱者才看到這條動態是完全可以接受的。如：MQ消息隊列機制，意義，可以解決瞬時的高並發，消峰填谷作用。

l 對復雜的SQL查詢，特別是多表關聯查詢的需求

任何大數據量的web系統，都非常忌諱多個大表的關聯查詢，以及復雜的數據分析類型的報表查詢，特別是SNS類型的網站，從需求以及產品設計角度，就避免了這種情況的產生。往往更多的只是單表的主鍵查詢，以及單表的簡單條件分頁查詢，SQL的功能被極大的弱化了。

SNS：全稱Social Networking Services，專指社交網絡服務，包括了社交軟件和社交網站。例如：臉譜facebook、騰訊QQ、微信等。

1.1.5      自我保護模式

 

 

什么是自我保護模式？默認配置下，如果Eureka Server每分鍾收到心跳續約的數量低於一個閾值（instance的數量(60/每個instance的心跳間隔秒數)自我保護系數），並且持續15分鍾，就會觸發自我保護。在自我保護模式中，Eureka Server會保護服務注冊表中的信息，不再注銷任何服務實例。當它收到的心跳數重新恢復到閾值以上時，該Eureka Server節點就會自動退出自我保護模式。它的設計哲學前面提到過，那就是寧可保留錯誤的服務注冊信息，也不盲目注銷任何可能健康的服務實例。該模式可以通過eureka.server.enable-self-preservation = false來禁用，同時eureka.instance.lease-renewal-interval-in-seconds可以用來更改心跳間隔。

1.1.6      調用關系圖

常見的服務發現產品：Eureka/Consul/ZooKeeper，Eureka輕量級。

 

 

1.2         Eureka服務端

1.2.1      創建Maven工程

　　父工程spring-cloud 

      spring-cloud工程的pom.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.1.2.RELEASE</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>
    <groupId>com.wood</groupId>
    <artifactId>spring-cloud</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <name>spring-cloud</name>
    <description>Demo project for Spring Boot</description>
    <!--Maven項目可以繼承，三個子工程-->
    <modules>
 <module>eureka-server</module>
 <module>provider-a</module>
 <module>provider-b</module>
 </modules>

    <properties>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
        <project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding>
        <java.version>1.8</java.version>
        <spring-cloud.version>Greenwich.RELEASE</spring-cloud.version>
    </properties>

    <dependencies>
        <!--公共依賴包-->
 <dependency>
 <groupId>org.springframework.boot</groupId>
 <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
 </dependency>
    </dependencies>

    <dependencyManagement>
        <dependencies>
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
                <version>${spring-cloud.version}</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>
        </dependencies>
    </dependencyManagement>

    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>

    <repositories>
        <repository>
            <id>spring-milestones</id>
            <name>Spring Milestones</name>
            <url>https://repo.spring.io/milestone</url>
        </repository>
    </repositories>

</project>

 

 

　　子工程eureka-server

　　子工程服務提供者A provider-a

　　子工程服務提供者B provider-b

 

 

1.2.2     eureka-server服務的 pom.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <!--父工程不在是spring-boot，而是spring-cloud-->
    <parent>
 <groupId>com.wood</groupId>
 <artifactId>spring-cloud</artifactId>
 <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
 <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
 </parent>
    <groupId>com.wood</groupId>
    <artifactId>eureka-server</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <name>eureka-server</name>
    <description>Demo project for Spring Boot</description>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

 

1.2.3 application.properties

 

spring.application.name=eureka-server
server.port=6001

#eureka
# 注冊中心配置
eureka.instance.preferIpAddress=true
eureka.instance.instance-id=${spring.cloud.client.ipAddress}:${server.port}
eureka.instance.lease-renewal-interval-in-seconds=5
eureka.instance.lease-expiration-duration-in-seconds=20
eureka.client.serviceUrl.defaultZone=http://localhost:6001/eureka
eureka.client.registry-fetch-interval-seconds=10
#不要向注冊中心注冊自己
eureka.client.register-with-eureka=false
#禁止檢索服務
eureka.client.fetch-registry=false

#打印日志（開發模式）
logging.level.root=DEBUG

 

1.2.4      EurekaServerApplication.java

 

package com.wood.eurekaserver;

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);
 }

}

 

1.2.5      監控地址

地址：http://localhost:6001

啟動后形成一個控制台

 

 

1.3         服務提供者

1.3.1      創建Maven工程 provider-a

 

1.3.2      pom.xml

注意提供者是作為Eureka的客戶端，這樣啟動后自動注冊到EurekaServer中。

 

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
 xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <parent>
        <groupId>com.wood</groupId>
        <artifactId>spring-cloud</artifactId>
        <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>
    <groupId>com.wood</groupId>
    <artifactId>provider-a</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <name>provider-a</name>
    <description>Demo project for Spring Boot</description>

    <dependencies>
        <dependency>
 <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
 <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
 </dependency>
    </dependencies>
</project>

 

1.3.3      application.properties

注意多個提供端的差異在於端口不同，將來同一個業務服務多實例如何標識呢？就是通過端口來標識。

 

server.port=8081
spring.application.name=provider-user
eureka.client.serviceUrl.defaultZone=http://localhost:6001/eureka

 

1.3.4      HelloController.java

 

package com.wood.providera.controller;

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class HelloController {
    @GetMapping("/hello/{name}")
    public String hello(@PathVariable String name) {
        return "服務提供者A:"+name;
    }
}

 

1.3.5      ProviderRunApp.java

 

package com.wood.providera;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.EnableEurekaClient;

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
public class ProviderAApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ProviderAApplication.class, args);
    }
}

 

1.4         服務提供者2

1.4.1      創建Maven工程

創建項目，復制文件進行修改。主要

 

1.4.2      application.properties

server.port=8082
spring.application.name=provider-user
eureka.client.serviceUrl.defaultZone=http://localhost:6001/eureka

 

1.4.3      HelloController.java

修改打印的頁面展現的值，方便觀察是哪個提供者響應的。

 

package com.wood.providerb.controller;

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class HelloController {
    @GetMapping("/hello/{name}")
    public String hello(@PathVariable String name) {
        return "服務提供者B:"+name;
    }
}

 

1.4.4      Provider2RunApp.java

修改類名

 

package com.wood.providerb;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.EnableEurekaClient;

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
public class ProviderBApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ProviderBApplication.class, args);
    }

}

 

附上demo

spring-cloud.zip 

https://pan.baidu.com/s/1aEg6SBim9xlPhSToBFOKrw