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Eureka 源码解析 —— 应用实例注册发现（四）之自我保护机制

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1. 概述

本文主要分享 自我保护机制 ，为应用实例过期下线做铺垫。

2. 定义

自我保护机制定义如下：

FROM 周立 —— 《理解Eureka的自我保护模式》

当Eureka Server节点在短时间内丢失过多客户端时（可能发生了网络分区故障），那么这个节点就会进入自我保护模式。一旦进入该模式，Eureka Server就会保护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）。当网络故障恢复后，该Eureka Server节点会自动退出自我保护模式。

为什么使用自动保护机制？你也可以从周立兄的 这篇文章得到答案 ，这里笔者就不一本正经的胡说八道了。

3. 实现

首先，我们来看下在自动保护机制里扮演重要角色的两个变量：

// AbstractInstanceRegistry.java
/**
* 期望最小每分钟续租次数
*/
protected volatile int numberOfRenewsPerMinThreshold;
/**
* 期望最大每分钟续租次数
*/
protected volatile int expectedNumberOfRenewsPerMin;

expectedNumberOfRenewsPerMin ，期望最大每分钟续租次数。
numberOfRenewsPerMinThreshold ，期望最小每分钟续租次数。

3.1 触发条件

当每分钟心跳次数( renewsLastMin ) 小于 numberOfRenewsPerMinThreshold 时，并且开启自动保护模式开关( eureka.enableSelfPreservation = true ) 时， 触发自动保护机制，不再自动过期租约 ，实现代码如下：

// AbstractInstanceRegistry.java
public void evict(long additionalLeaseMs){

 if (!isLeaseExpirationEnabled()) {
 logger.debug("DS: lease expiration is currently disabled.");
 return;
 }

 // ... 省略过期租约逻辑
}

// PeerAwareInstanceRegistryImpl.java
@Override
public boolean isLeaseExpirationEnabled(){
 if (!isSelfPreservationModeEnabled()) {
 // The self preservation mode is disabled, hence allowing the instances to expire.
 return true;
 }
 return numberOfRenewsPerMinThreshold > 0 && getNumOfRenewsInLastMin() > numberOfRenewsPerMinThreshold;
}

3.2 计算公式

计算公式如下：

expectedNumberOfRenewsPerMin = 当前注册的应用实例数 x 2
numberOfRenewsPerMinThreshold = expectedNumberOfRenewsPerMin * 续租百分比( eureka.renewalPercentThreshold )

为什么乘以 2

默认情况下，注册的应用实例每半分钟续租一次，那么一分钟心跳两次，因此 x 2 。

这块会有一些硬编码的情况， 因此不太建议修改应用实例的续租频率 。

为什么乘以续租百分比

低于这个百分比，意味着开启自我保护机制。

默认情况下， eureka.renewalPercentThreshold = 0.85 。

如果你真的调整了 续租频率 ，可以等比去续租百分比，以保证合适的触发自我保护机制的阀值。另外，你需要注意，续租频率是 Client 级别，续租百分比是 Server 级别。

3.3 计算时机

目前有四个地方会计算 numberOfRenewsPerMinThreshold 、 expectedNumberOfRenewsPerMin ，我们逐小节来看。

3.3.1 Eureka-Server 初始化

Eureka-Server 在启动时，从 Eureka-Server 集群获取注册信息，并首次初始化 numberOfRenewsPerMinThreshold 、 expectedNumberOfRenewsPerMin 。实现代码如下：

// EurekaBootStrap.java
protected void initEurekaServerContext() throws Exception{

 // ... 省略其它代码

 // 【2.2.10】从其他 Eureka-Server 拉取注册信息
 // Copy registry from neighboring eureka node
 int registryCount = registry.syncUp();
 registry.openForTraffic(applicationInfoManager, registryCount);
 
 // ... 省略其它代码
}

// PeerAwareInstanceRegistryImpl.java
@Override
public void openForTraffic(ApplicationInfoManager applicationInfoManager, int count){
 // Renewals happen every 30 seconds and for a minute it should be a factor of 2.
 this.expectedNumberOfRenewsPerMin = count * 2;
 this.numberOfRenewsPerMinThreshold =
 (int) (this.expectedNumberOfRenewsPerMin * serverConfig.getRenewalPercentThreshold());
 
 // ... 省略其它代码
}

3.3.2 定时重置

Eureka-Server 定时重新计算 numberOfRenewsPerMinThreshold 、 expectedNumberOfRenewsPerMin 。实现代码如下：

// PeerAwareInstanceRegistryImpl.java
private void scheduleRenewalThresholdUpdateTask(){
 timer.schedule(new TimerTask() {
 @Override
 public void run(){
 updateRenewalThreshold();
 }
 }, serverConfig.getRenewalThresholdUpdateIntervalMs(),
 serverConfig.getRenewalThresholdUpdateIntervalMs());
}

// AbstractInstanceRegistry.java
/**
* 自我保护机锁
*
* 当计算如下参数时使用：
* 1. {@link #numberOfRenewsPerMinThreshold}
* 2. {@link #expectedNumberOfRenewsPerMin}
*/
protected final Object lock = new Object();

private void updateRenewalThreshold(){
 try {
 // 计算 应用实例数
 Applications apps = eurekaClient.getApplications();
 int count = 0;
 for (Application app : apps.getRegisteredApplications()) {
 for (InstanceInfo instance : app.getInstances()) {
 if (this.isRegisterable(instance)) {
 ++count;
 }
 }
 }
 // 计算 expectedNumberOfRenewsPerMin 、 numberOfRenewsPerMinThreshold 参数
 synchronized (lock) {
 // Update threshold only if the threshold is greater than the
 // current expected threshold of if the self preservation is disabled.
 if ((count * 2) > (serverConfig.getRenewalPercentThreshold() * numberOfRenewsPerMinThreshold)
 || (!this.isSelfPreservationModeEnabled())) {
 this.expectedNumberOfRenewsPerMin = count * 2;
 this.numberOfRenewsPerMinThreshold = (int) ((count * 2) * serverConfig.getRenewalPercentThreshold());
 }
 }
 logger.info("Current renewal threshold is : {}", numberOfRenewsPerMinThreshold);
 } catch (Throwable e) {
 logger.error("Cannot update renewal threshold", e);
 }
}

配置 eureka.renewalThresholdUpdateIntervalMs 参数，定时重新计算。默认，15 分钟。
代码块 !this.isSelfPreservationModeEnabled() ：当 未开启 自我保护机制时，每次都进行重新计算。事实上，这两个参数不仅仅自我保护机制会使用到，配合 Netflix Servo 实现监控信息采集 numberOfRenewsPerMinThreshold 、 expectedNumberOfRenewsPerMin 。
代码块 (count * 2) > (serverConfig.getRenewalPercentThreshold() * numberOfRenewsPerMinThreshold) ：当开启自我保护机制时，应用实例每分钟最大心跳数( count * 2 ) 小于期望最小每分钟续租次数( serverConfig.getRenewalPercentThreshold() * numberOfRenewsPerMinThreshold )，不重新计算。 如果重新计算，自动保护机制会每次定时执行后失效 。

3.3.3 应用实例注册

应用实例注册时，增加 numberOfRenewsPerMinThreshold 、 expectedNumberOfRenewsPerMin 。实现代码如下：

//
public void register(InstanceInfo registrant, int leaseDuration, boolean isReplication){
 
 // ... 省略无关代码
 
 // The lease does not exist and hence it is a new registration
 // 【自我保护机制】增加 `numberOfRenewsPerMinThreshold` 、`expectedNumberOfRenewsPerMin`
 synchronized (lock) {
 if (this.expectedNumberOfRenewsPerMin > 0) {
 // Since the client wants to cancel it, reduce the threshold
 // (1
 // for 30 seconds, 2 for a minute)
 this.expectedNumberOfRenewsPerMin = this.expectedNumberOfRenewsPerMin + 2;
 this.numberOfRenewsPerMinThreshold =
 (int) (this.expectedNumberOfRenewsPerMin * serverConfig.getRenewalPercentThreshold());
 }
 }

 // ... 省略无关代码
}

3.3.4 应用实例下线

应用实例下线时，减少 numberOfRenewsPerMinThreshold 、 expectedNumberOfRenewsPerMin 。实现代码如下：

// PeerAwareInstanceRegistryImpl.java
@Override
public boolean cancel(final String appName, final String id,
final boolean isReplication){
 // ... 省略无关代码
 
 synchronized (lock) {
 if (this.expectedNumberOfRenewsPerMin > 0) {
 // Since the client wants to cancel it, reduce the threshold (1 for 30 seconds, 2 for a minute)
 this.expectedNumberOfRenewsPerMin = this.expectedNumberOfRenewsPerMin - 2;
 this.numberOfRenewsPerMinThreshold = (int) (this.expectedNumberOfRenewsPerMin * serverConfig.getRenewalPercentThreshold());
 }
 }
 
 // ... 省略无关代码
}