Spring cloud(2)-服务发现(Eureka,Consul)

分布式系统领域有个著名的 CAP定理 C-数据一致性 A-服务可用性 P-服务对网络分区故障的容错性 ,这三个特性在任何分布式系统中 不能同时满足,最多同时满足两个 ); eureka是AP , zookeeper是CP 。对于 服务发现 而言, 可用性数据一致性 更加重要—— AP胜过CP

Consul zookeeper euerka etcd
服务健康检查 服务状态,内存,硬盘等 (弱)长连接,keepalive 可配支持 连接心跳
多数据中心 支持
kv存储服务 支持 支持 支持
一致性 raft paxos raft
CAP ca cp ap cp
使用接口(多语言能力) 支持http和dns 客户端 http(sidecar) http/grpc
watch支持(客户端观察到服务提供者变化) 全量/支持long polling 支持 支持long polling/大部分增量 支持long polling
自身监控 metrics metrics metrics
安全 acl /https acl https支持(弱)
spring cloud集成 已支持 已支持 已支持 已支持
  • raft :Raft强依赖 Leader 节点的可用性来确保集群数据的一致性。

    Spring cloud(2)-服务发现(Eureka,Consul)
  • paxos : 第一次由提交者Leader向所有其他服务器发出prepare消息请求准备,所有服务器中大多数如果回复诺言承诺就表示准备好了,可以接受写入;第二次提交者向所有服务器发出正式建议propose,所有服务器中大多数如果回复已经接收就表示成功了。

  • long polling :长轮询,客户端向服务器发送Ajax请求,服务器接到请求后hold住连接,直到有新消息才返回响应信息并关闭连接,客户端处理完响应信息后再向服务器发送新的请求。

  • metrics :作为一款监控指标的度量类库,它提供了很多模块可以为第三方库或者应用提供辅助统计信息, 它还可以将度量数据发送给Ganglia和Graphite以提供图形化的监控

  • Eureka的自我保护模式

    Eureka Server 在运行期间,会统计心跳失败的比例在15分钟之内是否 低于85%,如果出现低于的情况(实际在 生产环境上通常是由于网 络不稳定导致), Eureka Server 会将当前的实例注册信息保护起来,同时提 示警告。保护模式主要用于一组客户端和 Eureka Server 之间存在网络分 区场景下的保护。一旦进入保护模式, Eureka Server 将会尝试保护其服务注 册表中的信息,不再删除服务注册表中的数据(也就是不会注销任何微服务)。

    所以 Eureka 的哲学是,同时保留 ”好数据“”坏数据“ 总比丢掉任何”好数据“要更好,所以这种模式在实践中非常有效。,

为啥不使用zookeeper做发现服务呢?

  1. ZooKeeper 是分布式协调服务,它的职责是保证数据(注:配置数据,状态数据)在其管辖下的所有服务之间保持同步、一致;(强一致性)
  2. 发现服务的核心应该是需要强调服务的高可用
  3. ZooKeeper 使用单一主进程 Leader 用于处理客户端所有事务请求,采用 ZAB协议 将服务器数状态以事务形式广播到所有 Follower 上;如果三台服务挂了两台怎么选出 leader1 不大于 (3/2)=1的
  4. 正确的设置与维护 ZooKeeper服务 就非常的困难
  5. 集群中出现了网络分割的故障(交换机故障导致交换机底下的子网间不能互访) ZooKeeper 会将它们都从自己管理范围中剔除出去,外界就不能访问到这些节点了,本身这些节点是 “健康” 的,能提供服务的
  6. 发现服务就算是返回了 包含不实的信息的结果也比什么都不返回要好 (因为暂时的网络故障而找不到可用的服务器)

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。

Spring Cloud Eureka(服务注册)

  • 添加依赖
<dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-eureka-server</artifactId>
    </dependency>
复制代码
  • 开启服务注册

通过 @EnableEurekaServer 注解启动一个服务注册中心提供给其他应用进行对话,这个注解需要在 springboot工程 的启动 application类 上加

package io.ymq.example.eureka.server;
    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);
        }
    }
复制代码

Spring Cloud Service Provider(服务提供者)

  • 服务提供方
  • 将自身服务注册到 Eureka 注册中心,从而使服务消费方能够找到
  • 添加依赖
<dependency>
	<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
	<artifactId>spring-cloud-starter-eureka-server</artifactId>
</dependency>
复制代码
  • 开启服务注册

    在应用主类中通过加上 @EnableEurekaClient ,但只有 Eureka 可用,你也可以使用 @EnableDiscoveryClient 。需要配置才能找到 Eureka注册中心服务器

    discovery service 有许多种实现( eureka、consul、zookeeper 等)

    @EnableDiscoveryClient 基于 spring-cloud-commons ,

    @EnableEurekaClient 基于 spring-cloud-netflix

    就是如果选用的注册中心是 eureka ,那么就推荐 @EnableEurekaClient

    如果是其他的注册中心,那么推荐使用 @EnableDiscoveryClient

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
@RestController
public class EurekaProviderApplication {

    @RequestMapping("/")
    public String home() {
        return "Hello world";
    }

	public static void main(String[] args) {
		SpringApplication.run(EurekaProviderApplication.class, args);
	}
}
复制代码
  • 添加配置 application.yml

    添加配置找到Eureka服务器

eureka:
  client:
    serviceUrl:
      defaultZone: http://localhost:8761/eureka/
spring:
  application:
    name: eureka-provider
server:
  port: 8081
复制代码

Spring Cloud Service Consumer(服务消费者)

Eureka 注册服务,消费者使用 Ribbon 开启负载均衡

Ribbon是什么?

RibbonNetflix 发布的开源项目,主要功能是提供客户端的软件负载均衡算法,将 Netflix 的中间层服务连接在一起。 Ribbon 客户端组件提供一系列完善的配置项如连接超时,重试等。简单的说,就是在配置文件中列出 Load Balancer(简称LB) 后面所有的机器, Ribbon 会自动的帮助你基于某种规则 (如简单轮询,随即连接等) 去连接这些机器。我们也很容易使用 Ribbon 实现自定义的负载均衡算法。

Ribbon的核心组件

Ribbon 在工作时首选会通过 ServerList 来获取所有可用的服务列表,然后通过 ServerListFilter 过虑掉一部分地址,最后在剩下的地址中通过 IRule 选择出一台服务器作为最终结果。

  • ServerList :用于获取地址列表。它既可以是静态的(提供一组固定的地址),也可以是动态的(从注册中心中定期查询地址列表)。
  • ServerListFilter :仅当使用动态 ServerList 时使用,用于在原始的服务列表中使用一定策略过虑掉一部分地址。
  • IRule :选择一个最终的服务地址作为 LB结果 。选择策略有 轮询、根据响应时间加权、断路器(当Hystrix可用时) 等。

Ribbon提供的主要负载均衡策略

  • 简单轮询负载均衡(RoundRobin) 以轮询的方式依次将请求调度不同的服务器,即每次调度执行i = (i + 1) mod n,并选出第i台服务器。
  • 随机负载均衡 (Random) 随机选择状态为UP的Server
  • 加权响应时间负载均衡 (WeightedResponseTime) 根据相应时间分配一个weight,相应时间越长,weight越小,被选中的可能性越低。
  • 区域感知轮询负载均衡(ZoneAvoidanceRule) :复合判断server所在区域的性能和server的可用性选择server

服务提供者(提供服务)

  • 开启服务注册 注册三台
@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
@RestController
public class EurekaProviderApplication {
    @Value("${server.port}")
    String port;
    @RequestMapping("/")
    public String home() {
        return "Hello world ,port:" + port;
    }
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(EurekaProviderApplication.class, args);
    }
}
复制代码
  • 添加配置 application.yml

    端口依次为8081,8082,8083

eureka:
  client:
    serviceUrl:
      defaultZone: http://localhost:8761/eureka/

spring:
  application:
    name: eureka-provider

server:
  port: 8081
复制代码

服务消费者(依赖于其它服务)

  • pom.xml添加依赖
<!-- 客户端负载均衡 -->
<dependency>
	<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
	<artifactId>spring-cloud-starter-ribbon</artifactId>
</dependency>

<!-- eureka客户端 -->
<dependency>
	<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
	<artifactId>spring-cloud-starter-eureka</artifactId>
</dependency>
复制代码
  • 开启服务负载均衡

    通过@EnableDiscoveryClient向服务注册中心注册;并且向程序的ioc注入一个bean: restTemplate并通过@LoadBalanced注解表明这个restRemplate开启负载均衡的功能

@EnableDiscoveryClient
@SpringBootApplication
public class RibbonConsumerApplication {
    @LoadBalanced
    @Bean
    RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }
	public static void main(String[] args) {
		SpringApplication.run(RibbonConsumerApplication.class, args);
	}
}
复制代码
  • 消费提供者方法
/**
 * 描述:调用提供者的 `home` 方法
 **/
@RestController
public class ConsumerController {

    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    @GetMapping(value = "/hello")
    public String hello() {
        return restTemplate.getForEntity("http://eureka-provider/", String.class).getBody();
    }
}
复制代码
  • 添加配置 application.yml

    指定服务的注册中心地址,配置自己的服务端口,服务名称

eureka:
  client:
    serviceUrl:
      defaultZone: http://localhost:8761/eureka/

spring:
  application:
    name: ribbon-consumer

server:
  port: 9000
复制代码

依次启动服务 (Eureka服务,三台service provider和service Consumer) ,查看 ribbon 是否开启负载均衡

Spring Cloud Consul(针对Consul的服务治理实现)

由于 Consul 自身提供了服务端,所以我们不需要像之前 实现Eureka 的时候创建服务注册中心,直接通过 下载consul的服务端程序 就可以使用。 Consul 内置了 服务注册发现框架 (一站式)、具有以下性质(参考上面列表):

  • 分布一致性协议实现
  • 健康检查
  • Key/Value存储
  • 多数据中心方案

Consul的优势

  • 使用 Raft 算法来保证一致性, 比复杂的 Paxos 算法更直接
  • 支持多数据中心,内外网的服务采用不同的端口进行监听
  • 多数据中心集群可以避免单数据中心的单点故障,而其部署则需要考虑网络延迟, 分片等情况等
  • 支持健康检查
  • 支持 http 和 dns 协议接口
  • 官方提供web管理界面

Consul的角色

  • client :客户端, 无状态, 将 HTTP 和 DNS 接口请求转发给局域网内的服务端集群,所有注册到当前节点的服务会被转发到server,本身是不持久化这些信息
  • server :服务端, 保存配置信息, 高可用集群, 在局域网内与本地客户端通讯,功能和client都一样,唯一不同的是,它会把所有的信息持久化的本地,这样遇到故障,信息是可以被保留的。 通过广域网与其他数据中心通讯. 每个数据中心的 server 数量推荐为 3 个或是 5 个.
  • server-leader :表明这个server是它们的老大,它和其它server不一样的一点是,它需要负责同步注册的信息给其它的server,同时也要负责各个节点的健康监测。
  • raft :server节点之间的数据一致性保证,一致性协议使用的是raft,而zookeeper用的paxos,etcd采用的也是taft。
  • 服务发现协议 :consul采用http和dns协议,etcd只支持http
  • 服务注册 :支持两种方式实现服务注册,consul官方建议使用第二种方式。
  1. 一种是通过consul的服务注册http API,由服务自己调用API实现注册,
  2. 另一种方式是通过json个是的配置文件实现注册,将需要注册的服务以json格式的配置文件给出。
  • 服务发现 :支持两种方式实现服务发现,
  1. 一种是通过http API来查询有哪些服务,
  2. 另外一种是通过consul agent 自带的DNS(8600端口),域名是以NAME.service.consul的形式给出,NAME即在定义的服务配置文件中,服务的名称。DNS方式可以通过check的方式检查服务。
  • 服务间的通信协议:Consul使用gossip协议管理成员关系、广播消息到整个集群

结语

关于 consul 的环境搭建以及应用后续再补充吧~

github 上有关于 Spring Cloud 完整的部署。

最后, 给个 star 吧 ~

个人博客 ~

简书 ~

原文 

https://juejin.im/post/5bd037ffe51d45404c71e0b9

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