Consul 多數據中心下的服務注冊發現與配置共享

本文轉載自查看原文 2020-06-05 00:17 825 微服務/ Spring Cloud

1. Consul簡介

Consul是HashiCorp公司推出的開源軟件，它提供了一套分布式高可用可橫向擴展的解決方案，能為微服務提供服務治理、健康檢查、配置共享等能力。
Eurake2.x停止更新后，Spirng Cloud官網也推薦使用Consul實現服務注冊與發現。並且可以代替Sping Cloud Config實現配置中心。
官網：https://www.consul.io/

2. 功能特點

服務發現
提供服務注冊和服務發現的功能，通過DNS和Http獲取服務信息。
健康檢查
通過健康檢查可以避免請求被路由到不健康的服務，並且主動斷開使其不再具備服務能力。
鍵值存儲
提供動態配置功能，通過長輪詢實現配置變更的即時通知。
多數據中心
通過簡單配置即可實現多數據中心，並且可以獲得其他數據中心的服務。
UI界面
通過界面即可獲取服務信息、配置信息等其他信息。

3. CAP原則

CAP原則指的是在分布式系統中Consistency(一致性)、Availability(可用性)、Partition Tolerance(分區容錯性)總是不能同時成立。
一致性：它要求在任一時刻點分布式系統中的所有數據都處於同一狀態。
可用性：在系統集群的一部分節點宕機后，系統依然能夠響應用戶的請求。
分區容錯性：在網絡區間通信出現異常系統能容錯處理。
一般來說，網絡總是存在不穩定性，分區容錯也總是存在的，所以默認CAP中的P總是成立的。
一致性要求在任一時刻數據狀態一致，必然需要加鎖，因此不能保證可用性，反之同理。因此一致性和可用性總是互斥的。

4. 常見服務發現與注冊方案對比

功能	Eureka	Consul	Zookeeper	Nacos
CAP	AP	CP	CP	CP+AP
一致性算法	無	Raft	Paxos	Raft
訪問協議	Http	Http/DNS	TCP	Http/DNS
健康檢查	可配支持	支持	支持	支持
多數據中心	x	支持	x	支持
鍵值存儲	支持	支持	支持	支持
雪崩保護	支持	x	x	支持
自動注銷實例	支持	x	支持	支持
監聽支持	支持	支持	支持	支持
安全性	x	ACL/Https	ACL	ACL/Https
SpringCloud集成	支持	支持	支持	支持
Dubbo集成	x	x	支持	支持
K8S集成	x	支持	x	支持

Consul采用Raft算法來保證數據的強一致性，雖然優勢明顯，但是也犧牲了一些特性：
(1) 服務注冊比Eureka慢。因為Consul要求必須節點數過半才認為注冊成功；
(2) Leader掛掉后，在重新選舉期間，Consul將不可用，為了一致性犧牲可用性。

5. Consul架構

圖中有兩個數據中心：DATACENTER1、DATACENTER2，每個數據中心都有3個Server節點，該數量使得在故障轉移和性能之間達到平衡。

6. Consul端口說明

端口	說明
TCP/8300	用於服務器節點。客戶端通過該端口 RPC 協議調用服務端節點。
TCP/UDP/8301	用於單個數據中心所有節點之間的互相通信，即對 LAN 池信息的同步。它使得整個數據中心能夠自動發現服務器地址，分布式檢測節點故障，事件廣播（如Leader選舉事件）。
TCP/UDP/8302	用於單個或多個數據中心之間的服務器節點的信息同步，即對 WAN 池信息的同步。它針對互聯網的網絡高延遲進行了優化，能夠實現跨數據中心請求。
8500	基於 HTTP 協議，用於 API 接口或 WEB UI 訪問。
8600	作為 DNS 服務器，通過節點名查詢節點信息。

7. Spring Cloud Consul實現服務注冊發現

創建生產者1：

創建Maven項目
修改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>
	<artifactId>spring-cloud-consul-producer1</artifactId>
	<name>spring-cloud-consul-producer1</name>

	<parent>
		<groupId>org.springframework.boot</groupId>
		<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
		<version>2.2.1.RELEASE</version>
	</parent>

	<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>Hoxton.SR5</spring-cloud.version>
	</properties>

	<dependencies>
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
			<artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
		</dependency>
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
			<artifactId>spring-cloud-starter-consul-discovery</artifactId>
		</dependency>
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
			<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
		</dependency>
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
			<artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
			<scope>test</scope>
		</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>

</project>

創建Controller

import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

/**
 * 業務Controller
 * 
 * @author CL
 *
 */
@RestController
public class BookController {

	/**
	 * 業務接口
	 * 
	 * @return
	 */
	@RequestMapping(value = "/get")
	public String get() {
		return "Consul-1";
	}

}

創建啟動類

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;

/**
 * 啟動類
 * 
 * @author CL
 *
 */
@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class ConsulProducerApplication {

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

}

創建application.yml

server:
  port: 9001

spring:
  application:
    name: spring-cloud-consul-producer
  cloud:
    consul:
      discovery:
        serviceName: consul-producer
      host: 127.0.0.1
      port: 8500

創建生產者2：

創建Maven項目
修改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>
	<artifactId>spring-cloud-consul-producer2</artifactId>
	<name>spring-cloud-consul-producer2</name>

	<parent>
		<groupId>org.springframework.boot</groupId>
		<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
		<version>2.2.1.RELEASE</version>
	</parent>

	<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>Hoxton.SR5</spring-cloud.version>
	</properties>

	<dependencies>
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
			<artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
		</dependency>
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
			<artifactId>spring-cloud-starter-consul-discovery</artifactId>
		</dependency>
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
			<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
		</dependency>
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
			<artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
			<scope>test</scope>
		</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>
</project>

創建Controller

import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

/**
 * 業務Controller
 * 
 * @author CL
 *
 */
@RestController
public class BookController {

	/**
	 * 業務接口
	 * 
	 * @return
	 */
	@RequestMapping(value = "/get")
	public String get() {
		return "Consul-2";
	}

}

創建啟動類

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.client.SpringCloudApplication;
import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;

/**
 * 啟動類
 * 
 * @author CL
 *
 */
@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class ConsulProducerApplication {

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

}

創建application.yml

server:
  port: 9002

spring:
  application:
    name: spring-cloud-consul-producer
  cloud:
    consul:
      discovery:
        serviceName: consul-producer
      host: 127.0.0.1
      port: 8500

創建消費者：

創建Maven項目
修改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>
	<artifactId>spring-cloud-consul-consumer</artifactId>
	<name>spring-cloud-consul-consumer</name>

	<parent>
		<groupId>org.springframework.boot</groupId>
		<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
		<version>2.2.1.RELEASE</version>
	</parent>

	<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>Hoxton.SR5</spring-cloud.version>
	</properties>

	<dependencies>
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
			<artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
		</dependency>
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
			<artifactId>spring-cloud-starter-consul-discovery</artifactId>
		</dependency>
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
			<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
		</dependency>
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
			<artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
			<scope>test</scope>
		</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>

</project>

創建Controller

import java.util.List;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;
import org.springframework.cloud.client.discovery.DiscoveryClient;
import org.springframework.cloud.client.loadbalancer.LoadBalancerClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

/**
 * 服務Controller
 * 
 * @author CL
 *
 */
@RestController
public class ServicesController {

	@Autowired
	private DiscoveryClient discoveryClient;

	@Autowired
	private LoadBalancerClient loadBalancerClient;

	/**
	 * 獲得所以服務列表
	 * 
	 * @return
	 */
	@RequestMapping(value = "/getAllServices")
	public List<ServiceInstance> getAllServices() {
		return discoveryClient.getInstances("consul-producer");
	}

	/**
	 * 獲取服務Uri
	 * 
	 * @return
	 */
	@RequestMapping("/getServiceUri")
	public String getServiceUri() {
		return loadBalancerClient.choose("consul-producer").getUri().toString();
	}

	/**
	 * 負載均衡調用提供者接口
	 * 
	 * @return
	 */
	@RequestMapping("/loadBalancer")
	public String call() {
		ServiceInstance serviceInstance = loadBalancerClient.choose("consul-producer");
		return new RestTemplate().getForObject(serviceInstance.getUri().toString() + "/get", String.class);
	}
}

創建啟動類

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

/**
 * 啟動類
 * 
 * @author CL
 *
 */
@SpringBootApplication
public class ConsulConsumerApplication {

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

}

創建application.yml

server:
  port: 9003

spring:
  application:
    name: spring-cloud-consul-consumer
  cloud:
    consul:
      discovery:
        register: false
      host: 127.0.0.1
      port: 8500

部署Consul：
Consul安裝部署（Windows單機、Docker集群）
啟動項目：
啟動順序：生產者1 -> 生產者2 -> 消費者
訪問Consul WEB UI：http://127.0.0.1:8500

測試：

獲取全部服務信息

curl http://localhost:9003/getAllServices

#返回：

[
    {
        "instanceId": "spring-cloud-consul-producer-9001",
        "serviceId": "consul-producer",
        "host": "192.168.0.100",
        "port": 9001,
        "secure": false,
        "metadata": {
            "secure": "false"
        },
        "uri": "http://192.168.0.100:9001",
        "scheme": null
    },
    {
        "instanceId": "spring-cloud-consul-producer-9002",
        "serviceId": "consul-producer",
        "host": "192.168.0.100",
        "port": 9002,
        "secure": false,
        "metadata": {
            "secure": "false"
        },
        "uri": "http://192.168.0.100:9002",
        "scheme": null
    }
]

獲取服務Uri（負載均衡）

#第一次調用：
curl http://localhost:9003/getServiceUri

#返回：

http://192.168.0.100:9001

#第二次調用：
curl http://localhost:9003/getServiceUri

#返回：

http://192.168.0.100:9002

調用提供者接口（負載均衡）

#第一次調用：
curl http://localhost:9003/loadBalancer

#返回：

Consul-1

#第二次調用：
curl http://localhost:9003/loadBalancer

#返回：

Consul-2

8. Spring Cloud Consul實配置中心

創建Maven項目
修改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>
	<artifactId>spring-cloud-consul-config</artifactId>
	<name>spring-cloud-consul-config</name>

	<parent>
		<groupId>org.springframework.boot</groupId>
		<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
		<version>2.2.1.RELEASE</version>
	</parent>

	<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>Hoxton.SR5</spring-cloud.version>
	</properties>

	<dependencies>
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
			<artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
		</dependency>
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
			<artifactId>spring-cloud-starter-consul-discovery</artifactId>
		</dependency>
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
			<artifactId>spring-cloud-starter-consul-config</artifactId>
		</dependency>
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
			<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
		</dependency>
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
			<artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
			<scope>test</scope>
		</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>

</project>

創建application.yml

server:
  port: 9004

創建bootstrap.yml
作為配置中心的相關配置必須寫到bootstrap.yml

spring:
  application:
    name: spring-cloud-consul-config
  cloud:
    consul:
      discovery:
        service-name: consul-config
      host: 127.0.0.1
      port: 8500
      config:
        # 是否啟用配置中心功能
        enabled: true
        # 設置配置所在目錄
        prefix: config
        # 設置應用程序使用的文件夾名稱，默認application
        defaultContext: application
        # 配置key的名字，由於Consul是K/V存儲，配置存儲在對應K的V中，配置文件路徑為：/config/application/key
        data-key: data
        # 設置配置值的格式，四種配置：YAML PROPERTIES KEY-VALUE FILES
        format: YAML
        # 設置配置的分隔符
        profile-separator: ','

創建Controller

import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.cloud.context.config.annotation.RefreshScope;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

/**
 * 配置Controller
 * 
 * @author CL
 *
 */
@RestController
@RefreshScope
public class ConfigController {

	@Value("${project-name}")
	private String projectName;

	@RequestMapping(value = "/getInfo")
	public String getInfo() {
		return projectName;
	}

}

創建啟動類

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;

/**
 * 啟動類
 * 
 * @author CL
 *
 */
@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class ConsulConfigApplication {

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

}

創建配置
在Consul WEB UI的Key/Value下創建配置：
啟動項目
查看Consul WEB UI
測試

curl http://localhost:9004/getInfo

#返回：

spring-cloud-consul-demo

9. 項目地址

spring-cloud-consul-demo

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