关于Eureka

一.Eureka是什么

Spring Cloud Eureka 是对Netflix公司的Eureka的二次封装,它实现了服务治理的功能。

Spring Cloud Eureka提供服务端与客户端,服务端即是Eureka服务注册中心,客户端完成微服务向Eureka服务的注册与发现。

服务端和客户端均采用Java语言编写。下图显示了Eureka Server与Eureka Client的关系:

(1)Eureka Server是服务端,负责管理各各微服务结点的信息和状态。

(2)在微服务上部署Eureka Client程序,远程访问Eureka Server将自己注册在Eureka Server。

(3)微服务需要调用另一个微服务时从Eureka Server中获取服务调用地址,进行远程调用。

二.Eureka能做什么

管理各种服务功能包括服务的注册、发现、熔断、负载、降级等。

任何一个服务都不能直接去掉用,都需要通过注册中心来调用。

通过服务中心来获取服务你不需要关注你调用的项目IP地址,由几台服务器组成,每次直接去服务中心获取可以使用的服务去调用既可。

由于各种服务都注册到了服务中心,就有了很多高级功能条件。

比如几台服务提供相同服务来做客户端负载均衡(Ribbon);监控服务器调用成功率来做断路器(Hystrix),移除服务列表中的故障点;

监控服务调用时间来对不同的服务器设置不同的权重、智能路有(Zuul)等等。

三.Eureka原理

Eureka由两个组件组成:Eureka服务器和Eureka客户端。Eureka服务器用作服务注册服务器。

Eureka客户端是一个java客户端,用来简化与服务器的交互、作为轮询负载均衡器,并提供服务的故障切换支持。

Netflix在其生产环境中使用的是另外的客户端,它提供基于流量、资源利用率以及出错状态的加权负载均衡。

1、Eureka Server:注册中心服务端

注册中心服务端主要对外提供了三个功能:

服务注册:服务提供者启动时,会通过 Eureka Client 向 Eureka Server 注册信息,Eureka Server 会存储该服务的信息,Eureka Server 内部有二层缓存机制来维护整个注册表

提供注册表:服务消费者在调用服务时,如果 Eureka Client 没有缓存注册表的话,会从 Eureka Server 获取最新的注册表

同步状态:Eureka Client 通过注册、心跳机制和 Eureka Server 同步当前客户端的状态。

2、Eureka Client:注册中心客户端

Eureka Client 是一个 Java 客户端,用于简化与 Eureka Server 的交互。Eureka Client 会拉取、更新和缓存 Eureka Server 中的信息。

因此当所有的 Eureka Server 节点都宕掉,服务消费者依然可以使用缓存中的信息找到服务提供者,但是当服务有更改的时候会出现信息不一致。

Register: 服务注册

服务的提供者,将自身注册到注册中心,服务提供者也是一个 Eureka Client。

当 Eureka Client 向 Eureka Server 注册时,它提供自身的元数据,比如 IP 地址、端口,运行状况指示符 URL,主页等。

Renew: 服务续约

Eureka Client 会每隔 30 秒发送一次心跳来续约。 通过续约来告知 Eureka Server 该 Eureka Client 运行正常,没有出现问题。

默认情况下,如果 Eureka Server 在 90 秒内没有收到 Eureka Client 的续约,Server 端会将实例从其注册表中删除,此时间可配置,一般情况不建议更改。

服务续约的两个重要属性:

服务续约任务的调用间隔时间,默认为30秒
eureka.instance.lease-renewal-interval-in-seconds=30

服务失效的时间,默认为90秒。
eureka.instance.lease-expiration-duration-in-seconds=90

Eviction 服务剔除

当 Eureka Client 和 Eureka Server 不再有心跳时,Eureka Server 会将该服务实例从服务注册列表中删除,即服务剔除。

Cancel: 服务下线

Eureka Client 在程序关闭时向 Eureka Server 发送取消请求。 发送请求后,该客户端实例信息将从 Eureka Server 的实例注册表中删除。该下线请求不会自动完成,它需要调用以下内容:

DiscoveryManager.getInstance().shutdownComponent();

GetRegisty: 获取注册列表信息

Eureka Client 从服务器获取注册表信息,并将其缓存在本地。客户端会使用该信息查找其他服务,从而进行远程调用。

该注册列表信息定期(每30秒钟)更新一次。每次返回注册列表信息可能与 Eureka Client 的缓存信息不同,Eureka Client 自动处理。

如果由于某种原因导致注册列表信息不能及时匹配,Eureka Client 则会重新获取整个注册表信息。

Eureka Server 缓存注册列表信息,整个注册表以及每个应用程序的信息进行了压缩,压缩内容和没有压缩的内容完全相同。

Eureka Client 和 Eureka Server 可以使用 JSON/XML 格式进行通讯。在默认情况下 Eureka Client 使用压缩 JSON 格式来获取注册列表的信息。

获取服务是服务消费者的基础,所以必有两个重要参数需要注意:

# 启用服务消费者从注册中心拉取服务列表的功能
eureka.client.fetch-registry=true

# 设置服务消费者从注册中心拉取服务列表的间隔
eureka.client.registry-fetch-interval-seconds=30

Remote Call: 远程调用

当 Eureka Client 从注册中心获取到服务提供者信息后,就可以通过 Http 请求调用对应的服务;服务提供者有多个时,Eureka Client 客户端会通过 Ribbon 自动进行负载均衡。


3、自我保护机制

默认情况下,如果 Eureka Server 在一定的 90s 内没有接收到某个微服务实例的心跳,会注销该实例。

但是在微服务架构下服务之间通常都是跨进程调用,网络通信往往会面临着各种问题,比如微服务状态正常,网络分区故障,导致此实例被注销。

固定时间内大量实例被注销,可能会严重威胁整个微服务架构的可用性。为了解决这个问题,Eureka 开发了自我保护机制,那么什么是自我保护机制呢?

Eureka Server 在运行期间会去统计心跳失败比例在 15 分钟之内是否低于 85%,如果低于 85%,Eureka Server 即会进入自我保护机制。

Eureka Server 进入自我保护机制,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它节点上(即保证当前节点依然可用)

(3 当网络稳定时,当前实例新的注册信息会被同步到其它节点中

Eureka 自我保护机制是为了防止误杀服务而提供的一个机制。当个别客户端出现心跳失联时,则认为是客户端的问题,剔除掉客户端;

当 Eureka 捕获到大量的心跳失败时,则认为可能是网络问题,进入自我保护机制;当客户端心跳恢复时,Eureka 会自动退出自我保护机制。

如果在保护期内刚好这个服务提供者非正常下线了,此时服务消费者就会拿到一个无效的服务实例,即会调用失败。对于这个问题需要服务消费者端要有一些容错机制,如重试,断路器等。

通过在 Eureka Server 配置如下参数,开启或者关闭保护机制,生产环境建议打开:

eureka.server.enable-self-preservation=true

4、Eureka比Zookeeper区别

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)和P(分区容错性)。由于分区容错性在是分布式系统中必须要保证的,

因此我们只能在A和C之间进行权衡。在此Zookeeper保证的是CP, 而Eureka则是AP。

(1)Zookeeper保证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以前的注册信息,但不能接受服务直接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。

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。

在云部署的环境下,因网络问题使得zk集群失去master节点是较大概率会发生的事,虽然服务能够最终恢复,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。

(2)Eureka保证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注册或时如果发现连接失败,则会自动切换至其它节点,只要有一台Eureka还在,就能保证注册服务可用(保证可用性),只不过查到的信息可能不是最新的(不保证强一致性)。

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网络故障,

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它节点上(即保证当前节点依然可用);

(3)当网络稳定时,当前实例新的注册信息会被同步到其它节点中;

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。

Eureka缺点: eureka consumer本身有缓存,服务状态更新滞后,最常见的状况就是,服务下线了但是服务消费者还未及时感知,

此时调用到已下线服务会导致请求失败,只能依靠consumer端的容错机制来保证。



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