SpringCloud(三)：Eureka与服务注册

SpringCloud(三)：Eureka与服务注册

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本文介绍SpringCloud中Eureka的单机/集群构建，与将服务注册到Eureka的过程。服务发现将在Ribbon章节中进行介绍。

1 Eureka简介

1.1 什么是Eureka

  • Netflix在涉及Eureka时，遵循的就是API原则.
  • Eureka是Netflix的有个子模块，也是核心模块之一。Eureka是基于REST的服务，用于定位服务，以实现云端中间件层服务发现和故障转移，服务注册与发现对于微服务来说是非常重要的，有了服务注册与发现，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 基本原理

  • SpringCloud 封装了Netflix公司开发的Eureka模块来实现服务注册与发现 (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，他是服务注册中心

  • 而系统中的其他微服务，使用Eureka的客户端连接到EurekaServer并维持心跳连接。这样系统的维护人员就可以通过EurekaServer来监控系统中各个微服务是否正常运行，Springcloud 的一些其他模块 (比如Zuul) 就可以通过EurekaServer来发现系统中的其他微服务，并执行相关的逻辑

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1.3 组件

Eureka包含两个组件：Eureka Server和Eureka Client

  • Eureka Server
    • Eureka Server提供服务注册服务，各个节点启动后，会在Eureka Server中进行注册，这样Eureka Server中的服务注册表中将会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。
    • Eureka Server本身也是一个服务，默认情况下会自动注册到Eureka注册中心。
  • Eureka Client
    • Eureka Client是一个java客户端，用于简化与Eureka Server的交互，客户端同时也具备一个内置的、使用轮询(round-robin)负载算法的负载均衡器。在应用启动后，将会向Eureka Server发送心跳,默认周期为30秒，如果Eureka Server在多个心跳周期内没有接收到某个节点的心跳，Eureka Server将会从服务注册表中把这个服务节点移除(默认90秒)。
    • Eureka Client分为两个角色，分别是：Application Service(Service Provider)和Application Client(Service Consumer)

1.4 三大角色

  • Eureka Server：提供服务的注册与发现
  • Service Provider：服务生产方，将自身服务注册到Eureka中，从而使服务消费方能狗找到
  • Service Consumer：服务消费方，从Eureka中获取注册服务列表，从而找到消费服务

1.5 架构

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Register(服务注册)：把自己的IP和端口注册给Eureka。

Renew(服务续约)：发送心跳包，每30秒发送一次。告诉Eureka自己还活着。

Cancel(服务下线)：当provider关闭时会向Eureka发送消息，把自己从服务列表中删除。防止consumer调用到不存在的服务。

Get Registry(获取服务注册列表)：获取其他服务列表。

Replicate(集群中数据同步)：eureka集群中的数据复制与同步。

Make Remote Call(远程调用)：完成服务的远程调用。

2 构建单机Eureka Server

本文在SpringCloud(二)：:Rest环境搭建的基础上进行构建

  1. 导入依赖
  2. 编写配置文件
  3. 开启功能 enablexxxx
  4. 配置类

2.1 eureka注册中心

创建新module

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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">
    <parent>
        <artifactId>springcloud-learning</artifactId>
        <groupId>com.cpaulyz</groupId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <artifactId>springcloud-eureka-7001</artifactId>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-eureka-server</artifactId>
            <version>1.3.1.RELEASE</version>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

编写application.yml

eureka:
  instance:
    hostname: localhost # 服务端的实例名称
  client:
    register-with-eureka: false # 是否向eureka注册中心注册自己，因为本身是服务器，不需要注册
    fetch-registry: false # 如果为false，表示自己为注册中心；否则表示自己是服务
    service-url:
      defaultZone: http://${eureka.instance.hostname}:${server.port}/eureka
server:
  port: 7001

注意：修改defaultZone的依据在于service-url的源码

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书写启动类

@SpringBootApplication
@EnableEurekaServer // 说明是服务端的启动类，可以接受其他服务注册
public class EurekaServer_7001 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(EurekaServer_7001.class,args);
    }
}

启动即可

这里我报了个错误java.lang.TypeNotPresentException: Type javax.xml.bind.JAXBContext not present，解决办法是在module的maven中添加以下依赖

<!--解决java.lang.TypeNotPresentException: Type javax.xml.bind.JAXBContext not present-->
<dependency>
 <groupId>javax.xml.bind</groupId>
 <artifactId>jaxb-api</artifactId>
 <version>2.3.0</version>
</dependency>
<dependency>
 <groupId>com.sun.xml.bind</groupId>
 <artifactId>jaxb-impl</artifactId>
 <version>2.3.0</version>
</dependency>
<dependency>
 <groupId>org.glassfish.jaxb</groupId>
 <artifactId>jaxb-runtime</artifactId>
 <version>2.3.0</version>
</dependency>
<dependency>
 <groupId>javax.activation</groupId>
 <artifactId>activation</artifactId>
 <version>1.1.1</version>
</dependency>

访问localhost:7001，可以看到以下页面

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3 服务注册

在springcloud-provider-dept-8001中操作

3.1 provider微服务注册

在pom.xml中新增

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-eureka</artifactId>
            <version>1.3.1.RELEASE</version>
        </dependency>

在application.yml中新增

# eureka配置，服务注册到哪里
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:7001/eureka
  instance:
    instance-id: spring-cloud-provider-dept8001 # 修改eureka上的描述信息

启动即可

重新访问localhost:7001/，可以看到以下页面

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3.2 eureka自我保护机制

一句话总结就是：某时刻某一个微服务不可用，eureka不会立即清理，依旧会对该微服务的信息进行保存！

  • 默认情况下，当eureka server在一定时间内没有收到实例的心跳，便会把该实例从注册表中删除（默认是90秒），但是，如果短时间内丢失大量的实例心跳，便会触发eureka server的自我保护机制，比如在开发测试时，需要频繁地重启微服务实例，但是我们很少会把eureka server一起重启（因为在开发过程中不会修改eureka注册中心），当一分钟内收到的心跳数大量减少时，会触发该保护机制。可以在eureka管理界面看到Renews threshold和Renews(last min)，当后者（最后一分钟收到的心跳数）小于前者（心跳阈值）的时候，触发保护机制，会出现红色的警告：EMERGENCY!EUREKA MAY BE INCORRECTLY CLAIMING INSTANCES ARE UP WHEN THEY'RE NOT.RENEWALS ARE LESSER THAN THRESHOLD AND HENCE THE INSTANCES ARE NOT BEGING EXPIRED JUST TO BE SAFE.从警告中可以看到，eureka认为虽然收不到实例的心跳，但它认为实例还是健康的，eureka会保护这些实例，不会把它们从注册表中删掉。
  • 该保护机制的目的是避免网络连接故障，在发生网络故障时，微服务和注册中心之间无法正常通信，但服务本身是健康的，不应该注销该服务，如果eureka因网络故障而把微服务误删了，那即使网络恢复了，该微服务也不会重新注册到eureka server了，因为只有在微服务启动的时候才会发起注册请求，后面只会发送心跳和服务列表请求，这样的话，该实例虽然是运行着，但永远不会被其它服务所感知。所以，eureka server在短时间内丢失过多的客户端心跳时，会进入自我保护模式，该模式下，eureka会保护注册表中的信息，不在注销任何微服务，当网络故障恢复后，eureka会自动退出保护模式。自我保护模式可以让集群更加健壮。
  • 但是我们在开发测试阶段，需要频繁地重启发布，如果触发了保护机制，则旧的服务实例没有被删除，这时请求有可能跑到旧的实例中，而该实例已经关闭了，这就导致请求错误，影响开发测试。所以，在开发测试阶段，我们可以把自我保护模式关闭，只需在eureka server配置文件中加上如下配置即可：eureka.server.enable-self-preservation=false【不推荐关闭自我保护机制】

更详细的介绍可以参考Eureka自我保护机制

3.3 拓展：开启微服务的actuator-info

一般在团队开发协作中使用

在pom.xml中添加

     	<!--actuator-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
        </dependency>

在application.yml中添加

# info配置
info:
  app.name: cpaulyz-springcloud
  company.name: cpaulyz

重新启动，访问localhost:7001，即eureka页面

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点击后，即可看到服务相关的info

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3.4 拓展：获取注册进来的微服务的信息

一般在团队开发协作中使用

在controller中添加以下，注意DiscoveryClient的包为org.springframework.cloud.client.discovery.DiscoveryClient;

@RestController
@RequestMapping("/dept")
public class DeptController {
     ...
        
	 @Autowired
    DiscoveryClient client;

    @GetMapping("/discovery")
    public Object discovery(){
        // 获取微服务列表的清单
        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，applicaioinName；
        List<ServiceInstance> instances = client.getInstances("SPRINGCLOUD-PROVIDER-DEPT");
        for (ServiceInstance instance : instances) {
            System.out.println(
                    instance.getHost() + "	" + // 主机名称
                            instance.getPort() + "	" + // 端口号
                            instance.getUri() + "	" + // uri
                            instance.getServiceId() // 服务id
            );
        }
        return this.client;
    }
}

在启动类上添加注解@EnableDiscoveryClient

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
@EnableDiscoveryClient // 服务发现
public class DeptProvider_8001 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(DeptProvider_8001.class,args);
    }
}

请求url，即可获得服务信息

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控制台输出如下

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4 拓展：构建集群Eureka Server

在2中，我们构建的是单机的Eureka Server，为了做到高可用，实际开发中一般会用到集群，这里模拟集群Eureka Server的构建

4.1 构建注册中心集群

为了模拟在本地配置集群，需要修改一下hosts文件，新增以下条目

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如果是在windows下，记得刷新dns：ipconfig /flushdns

image-20210205165144101

按照之前构建单机Eureka Server的步骤，构建三个module，内容基本类似，这里不再赘述

image-20210203155152200

需要修改的地方有：三个module的application.yml

这里以7001为例

  • 修改hostname
  • 修改defaultZone，为另外两个eureka server
eureka:
  instance:
    hostname: eureka7001.com # 服务端的实例名称
  client:
    register-with-eureka: false # 是否向eureka注册中心注册自己，因为本身是服务器，不需要注册
    fetch-registry: false # 如果为false，表示自己为注册中心；否则表示自己是服务
    service-url:
#      defaultZone: http://${eureka.instance.hostname}:${server.port}/eureka
      defaultZone: http://eureka7002.com:7002/eureka,http://eureka7003.com:7003/eureka
  server:
    enable-self-preservation: false
server:
  port: 7001

启动三个module即可

以7001为例，访问web页面可以看到另外两个集群

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4.2 向集群注册服务

修改springcloud-provider-dept-8001的application.yml，向集群注册

defaultZone: http://eureka7001.com:7001/eureka,http://eureka7002.com:7002/eureka,http://eureka7003.com:7003/eureka

然后访问注册中心，即可看到结果

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5 CAP原则

CAP原则又称CAP定理，指的是在一个分布式系统中，Consistency（数据一致性）、 Availability（服务可用性）、Partition tolerance（分区容错性），三者不可兼得。CAP由Eric Brewer在2000年PODC会议上提出。该猜想在提出两年后被证明成立，成为我们熟知的CAP定理。

  • 分布式系统CAP定理
数据一致性(Consistency) 数据一致性(Consistency)也叫做数据原子性系统在执行某项操作后仍然处于一致的状态。在分布式系统中，更新操作执行成功后所有的用户都应该读到最新的值，这样的系统被认为是具有强一致性的。等同于所有节点访问同一份最新的数据副本。优点： 数据一致，没有数据错误可能。缺点： 相对效率降低。
服务可用性(Availablity) 每一个操作总是能够在一定的时间内返回结果，这里需要注意的是"一定时间内"和"返回结果"。一定时间内指的是，在可以容忍的范围内返回结果，结果可以是成功或者是失败。
分区容错性(Partition-torlerance) 在网络分区的情况下，被分隔的节点仍能正常对外提供服务(分布式集群，数据被分布存储在不同的服务器上，无论什么情况，服务器都能正常被访问)
  • 定律：任何分布式系统只可同时满足二点，没法三者兼顾。
CA，放弃P 如果想避免分区容错性问题的发生，一种做法是将所有的数据(与事务相关的)/服务都放在一台机器上。虽然无法100%保证系统不会出错，但不会碰到由分区带来的负面效果。当然这个选择会严重的影响系统的扩展性。
CP，放弃A 相对于放弃"分区容错性"来说，其反面就是放弃可用性。一旦遇到分区容错故障，那么受到影响的服务需要等待一定时间，因此在等待时间内系统无法对外提供服务。
AP，放弃C 这里所说的放弃一致性，并不是完全放弃数据一致性，而是放弃数据的强一致性，而保留数据的最终一致性。以网络购物为例，对只剩下一件库存的商品，如果同时接受了两个订单，那么较晚的订单将被告知商品告罄。

6 与zookeeper的区别

  • Zookeeper 保证的是 CP —> 满足一致性，分区容错的系统，通常性能不是特别高
  • Eureka 保证的是 AP —> 满足可用性，分区容错的系统，通常可能对一致性要求低一些

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以前的注册信息，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zookeeper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zookeeper集群是不可用的，这就导致在选举期间注册服务瘫痪。在云部署的环境下，因为网络问题使得zookeeper集群失去master节点是较大概率发生的事件，虽然服务最终能够恢复，但是，漫长的选举时间导致注册长期不可用，是不可容忍的。

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，就能保住注册服务的可用性，只不过查到的信息可能不是最新的，除此之外，Eureka还有之中自我保护机制，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：

  • Eureka不在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
  • 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 (即保证当前节点依然可用)
  • 当网络稳定时，当前实例新的注册信息会被同步到其他节点中

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

参考

SpringCloud之Eureka注册中心原理及其搭建

CAP 定理的含义

视频：狂神说Spring Cloud

狂神说SpringCloud学习笔记

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原文地址：https://www.cnblogs.com/cpaulyz/p/14372252.html