SpringColud Eureka的服務註冊與發現

牧小農的夏天發表於2020-06-14
SpringGC

一、Eureka簡介

本文中所有程式碼都會上傳到git上，請放心瀏覽
專案git地址：https://github.com/839022478/Spring-Cloud

在傳統應用中，元件之間的呼叫，通過有規範的約束的介面來實現，從而實現不同模組間良好的協作。但是被拆分成微服務後，每個微服務例項的網路地址都可能動態變化，數量也會變化，使得原來硬編碼的地址失去了作用。需要一箇中心化的元件來進行服務的登記和管理，為了解決上面的問題，於是出現了服務治理，就是管理所有的服務資訊和狀態，也就是我們所說的註冊中心

1.1 註冊中心

比如我們去做火車或者汽車，需要去買票乘車，只看我們有沒有票（有沒有服務），有就去買票（獲取註冊列表），然後乘車（呼叫），不用關心到底有多少車在執行

流程圖：
在這裡插入圖片描述
使用註冊中心，我們不需要關心有多少提供方，只管去呼叫就可以了，那麼註冊中心有哪些呢？

註冊中心：Eureka，Nacos，Consul，Zookeeper

本文中講解的是比較火熱的Spring Cloud微服務下的Eureka，Eureka是Netflix開發的服務發現框架，是一個RESTful風格的服務，是一個用於服務發現和註冊的基礎元件，是搭建Spring Cloud微服務的前提之一，它遮蔽了Server和client的互動細節，使得開發者將精力放到業務上。

服務註冊與發現主要包括兩個部分：服務端（Eureka Server）和客戶端（Eureka Client）

  • 服務端(Eureka Server)： 一個公共服務，為Client提供服務註冊和發現的功能，維護註冊到自身的Client的相關資訊，同時提供介面給Client獲取登錄檔中其他服務的資訊，使得動態變化的Client能夠進行服務間的相互呼叫。

  • 客戶端(Eureka Client)： Client將自己的服務資訊通過一定的方式登記到Server上，並在正常範圍內維護自己資訊一致性，方便其他服務發現自己，同時可以通過Server獲取到自己依賴的其他服務資訊，完成服務呼叫，還內建了負載均衡器，用來進行基本的負載均衡

Eureka GIt官網：https://github.com/Netflix/Eureka

1.3 服務註冊與發現

服務註冊與發現關係圖：
在這裡插入圖片描述

1.2 client功能和server功能

1.2.1 client功能

  1. 註冊：每個微服務啟動時，將自己的網路地址等資訊註冊到註冊中心，註冊中心會儲存（記憶體中）這些資訊。
  2. 獲取服務登錄檔：服務消費者從註冊中心，查詢服務提供者的網路地址，並使用該地址呼叫服務提供者，為了避免每次都查登錄檔資訊，所以client會定時去server拉取登錄檔資訊到快取到client本地。
  3. 心跳：各個微服務與註冊中心通過某種機制（心跳）通訊，若註冊中心長時間和服務間沒有通訊，就會登出該例項。
  4. 呼叫：實際的服務呼叫，通過登錄檔，解析服務名和具體地址的對應關係，找到具體服務的地址，進行實際呼叫。

1.2.2 server註冊中心功能

  1. 服務登錄檔：記錄各個微服務資訊，例如服務名稱，ip，埠等。
    登錄檔提供 查詢API（查詢可用的微服務例項）和管理API（用於服務的註冊和登出）。
  2. 服務註冊與發現：註冊：將微服務資訊註冊到註冊中心。發現：查詢可用微服務列表及其網路地址。
  3. 服務檢查：定時檢測已註冊的服務，如發現某例項長時間無法訪問，就從登錄檔中移除。

二、Eureka單節點搭建

2.1 pom.xml

在有的教程中，會引入spring-boot-starter-web，這個依賴其實不用，因為spring-cloud-starter-netflix-eureka-server的依賴已經包含了它，在pom依賴進去，就可以了

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

2.2 application.yml

server:
  port: 8500
eureka:
  client:
    #是否將自己註冊到Eureka Server,預設為true，由於當前就是server，故而設定成false，表明該服務不會向eureka註冊自己的資訊
    register-with-eureka: false
    #是否從eureka server獲取註冊資訊，由於單節點，不需要同步其他節點資料，用false
    fetch-registry: false
    #設定服務註冊中心的URL，用於client和server端交流
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:8080/eureka/

2.3 服務端啟動類

啟動類上新增此註解標識該服務為配置中心
@EnableEurekaServer

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

@EnableEurekaServer
@SpringBootApplication
public class EurekaServerApplication {

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

}

2.4 啟動

我們啟動EurekaDemoApplication ，然後在瀏覽器中輸入地址 http://localhost:8500/，就可以啟動我們的 Eureka 了，我們來看下效果，出現了這個畫面，就說明我們已經成功啟動~，只是此時我們的服務中是還沒有客戶端進行註冊
在這裡插入圖片描述

三、服務註冊

注意：在客戶端pom裡面我們需要加上spring-boot-starter-web，否則服務是無法正常啟動的

3.1 pom.xml

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

3.2 application.yml

#註冊中心
eureka:
  client:
    #設定服務註冊中心的URL
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:8500/eureka/
  #服務名
  instance:
    appname: mxn

3.3 客戶端啟動類

在客戶端啟動類中我們需要加上 @EnableDiscoveryClient註解

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

@EnableDiscoveryClient
@SpringBootApplication
public class EurekaClientApplication {

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

3.4 檢視效果

工程啟動後，重新整理http://localhost:8500/頁面，我們可以發現服務註冊成功了
在這裡插入圖片描述

並且我們可以在idea日誌列印中看到DiscoveryClient_MXN/DESKTOP-5BQ3UK8 - registration status: 204,說明就是註冊成功了
Eureka Server與Eureka Client之間的聯絡主要通過心跳的方式實現。心跳(Heartbeat)即Eureka Client定時向Eureka Server彙報本服務例項當前的狀態，維護本服務例項在登錄檔中租約的有效性。

Eureka Client將定時從Eureka Server中拉取登錄檔中的資訊，並將這些資訊快取到本地，用於服務發現

四、Eureka 端點

官網地址：https://github.com/Netflix/eureka/wiki/Eureka-REST-operations

Eureka伺服器還提供了一個端點（eureka/apps/{applicaitonName}）可以檢視所註冊的服務詳細資訊 。applicaitonName就是微服務的名稱，比如這裡我們訪問 http://localhost:8500/eureka/apps/mxn

在這裡插入圖片描述

五、Eureka 原理

5.1 本質

儲存了每個客戶端的註冊資訊。EurekaClient從EurekaServer同步獲取服務註冊列表。通過一定的規則選擇一個服務進行呼叫

5.2 Eureka架構圖

在這裡插入圖片描述

  • 服務提供者： 是一個eureka client，向Eureka Server註冊和更新自己的資訊，同時能從Eureka Server登錄檔中獲取到其他服務的資訊。
  • 服務註冊中心： 提供服務註冊和發現的功能。每個Eureka Cient向Eureka Server註冊自己的資訊，也可以通過Eureka Server獲取到其他服務的資訊達到發現和呼叫其他服務的目的。
  • 服務消費者： 是一個eureka client，通過Eureka Server獲取註冊到其上其他服務的資訊，從而根據資訊找到所需的服務發起遠端呼叫。
  • 同步複製： Eureka Server之間登錄檔資訊的同步複製，使Eureka Server叢集中不同登錄檔中服務例項資訊保持一致。
  • 遠端呼叫： 服務客戶端之間的遠端呼叫。
  • 註冊： Client端向Server端註冊自身的後設資料以供服務發現。
  • 續約： 通過傳送心跳到Server以維持和更新登錄檔中服務例項後設資料的有效性。當在一定時長內，Server沒有收到Client的心跳資訊，將預設服務下線，會把服務例項的資訊從登錄檔中刪除。
  • 下線： Client在關閉時主動向Server登出服務例項後設資料，這時Client的服務例項資料將從Server的登錄檔中刪除。
  • 獲取登錄檔： Client向Server請求登錄檔資訊，用於服務發現，從而發起服務間遠端呼叫。

5.3 Eureka自我保護

有時候我們會看到這樣的提示資訊：EMERGENCY! EUREKA MAY BE INCORRECTLY CLAIMING INSTANCES ARE UP WHEN THEY'RE NOT. RENEWALS ARE LESSER THAN THRESHOLD AND HENCE THE INSTANCES ARE NOT BEING EXPIRED JUST TO BE SAFE.，這是因為預設情況下，Eureka Server在一定時間內，沒有接收到某個微服務心跳，會將某個微服務登出（90S）。但是當網路故障時，微服務與Server之間無法正常通訊，上述行為就非常危險，因為微服務正常，不應該登出，它的指導思想就是 寧可保留健康的和不健康的，也不盲目登出任何健康的服務
我們也可以通過命令去關閉自我保護的功能：

eureka:
  server: 
    enable-self-preservation: false

那麼自我保護是如何觸發的呢？
自我保護機制的觸發條件是，當每分鐘心跳次數( renewsLastMin) 小於 numberOfRenewsPerMinThreshold時，並且開啟自動保護模式開關( eureka.server.enable-self-preservation = true) 時，觸發自我保護機制，不再自動過期租約
上面我們所有的小於 numberOfRenewsPerMinThreshold，到底是怎麼計算的呢，我們在eureka原始碼中可以得知

numberOfRenewsPerMinThreshold = expectedNumberOfRenewsPerMin * 續租百分比（預設為0.85）
expectedNumberOfRenewsPerMin = 當前註冊的應用例項數 x 2
當前註冊的應用例項數 x 2 是因為，在預設情況下，註冊的應用例項每半分鐘續租一次，那麼一分鐘心跳兩次，因此 x 2

例如：我們有10個服務，期望每分鐘續約數：10 * 2=20，期望閾值：20*0.85=17，當少於17時，就會觸發自我保護機制
在這裡插入圖片描述

5.4 健康檢查

由於server和client通過心跳保持 服務狀態，而只有狀態為UP的服務才能被訪問。看eureka介面中的status。
在這裡插入圖片描述

比如心跳一直正常，服務一直UP，但是此服務DB(資料庫)連不上了，無法正常提供服務。

此時，我們需要將 微服務的健康狀態也同步到server。只需要啟動eureka的健康檢查就行。這樣微服務就會將自己的健康狀態同步到eureka。配置如下即可。

在client端配置：將自己的健康狀態傳播到server。

eureka:
  client:
    healthcheck:
      enabled: true

5.5 Eureka監聽事件

import com.netflix.appinfo.InstanceInfo;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.server.event.*;
import org.springframework.context.event.EventListener;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.time.LocalDateTime;

@Component
public class CustomEvent {

    @EventListener
    public void listen(EurekaInstanceCanceledEvent event ) {
        System.out.println(LocalDateTime.now()+"服務下線事件:"+event.getAppName()+"---"+event.getServerId());
//發釘釘
    }

    @EventListener
    public void listen(EurekaInstanceRegisteredEvent event) {
        InstanceInfo instanceInfo = event.getInstanceInfo();
        System.out.println(LocalDateTime.now()+"服務上線事件:"+instanceInfo.getAppName()+"---"+instanceInfo.getInstanceId());
    }

    @EventListener
    public void listen(EurekaInstanceRenewedEvent event) {
        System.out.println(LocalDateTime.now()+"服務續約/心跳上報事件:"+event.getAppName()+"---"+event.getServerId());

    }

    @EventListener
    public void listen(EurekaRegistryAvailableEvent event) {
        System.out.println(LocalDateTime.now()+"註冊中心可用事件");
    }

    @EventListener
    public void listen(EurekaServerStartedEvent event) {
        System.out.println(LocalDateTime.now()+"註冊中心啟動事件");

    }
}

5.6 Renew: 服務續約

Eureka Client 會每隔 30 秒傳送一次心跳來續約。 通過續約來告知 Eureka Server 該 Eureka Client 執行正常，沒有出現問題。 預設情況下，如果 Eureka Server 在 90 秒內沒有收到 Eureka Client 的續約，Server 端會將例項從其登錄檔中刪除，此時間可配置，一般情況不建議更改。

5.6 服務剔除

如果Eureka Client在註冊後，既沒有續約，也沒有下線(服務崩潰或者網路異常等原因)，那麼服務的狀態就處於不可知的狀態，不能保證能夠從該服務例項中獲取到回饋，所以需要服務剔除此方法定時清理這些不穩定的服務，該方法會批量將登錄檔中所有過期租約剔除，剔除是定時任務，預設60秒執行一次。延時60秒，間隔60秒

剔除的限制：
1.自我保護期間不清除。
2.分批次清除。

六、Eureka缺陷

由於叢集間的同步複製是通過HTTP的方式進行，基於網路的不可靠性，叢集中的Eureka Server間的登錄檔資訊難免存在不同步的時間節點，不滿足CAP中的C(資料一致性)

七、總結

中間我們講解了eureka的節點搭建，以及原理，對於現在很火熱的微服務，我們對Eureka是非常有必要進行了解的，如果覺得文章對你有幫助，來個點贊支援吧，如果對文章有疑問或建議，歡迎討論留言，謝謝大家~

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