背景知识

什么是服务治理

• 在传统的 RPC 远程调用框架中，管理每个服务与服务之间依赖关系比较复杂、管理比较复杂，所以需要使用服务治理，管理服务与服务之间的依赖关系，可以实现服务调用、负载均衡、容错等，实现服务注册与发现

CAP 理论

• CAP：Consistency（强一致性）、Availability（可用性）、Partition tolerance（分区容错性）
• 一个分布式系统不可能同时很好的满足一致性、可用性和分区容错性这三个需求，最多只能同时较好的满足两个。CA一般是单点集群，在可拓展上不太强；CP一般性能不是特别高；AP一般对一致性要求低一些
• CAP 理论关注粒度是数据，而不是整体系统设计的策略

Eureka

概念

• SpringCloud 封装了 Netfix 公司开发的 Eureka 模块来实现服务治理
• Eureka 采用了 CS 的设计架构，Eureka Server 作为服务注册功能的服务器，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 Eureka Server 并维持心跳连接、这样系统的维护人员就可以通过 Eureka Server 来监控系统中各个微服务是否正常运行
• 在服务注册与发现中，有一个注册中心。当服务器启动的时候，会把当前自己服务器的信息 比如 服务地址通讯地址等以别名方式注册到注册中心上。另一方（消费者|服务提供者）以该别名的方式去注册中心上获取到实际的服务通讯地址，然后再实现本地 RPC 调用
• RPC 远程调用框架的思想：在于注册中心，因为使用注册中心管理每个服务与服务之间的一个依赖关系（服务治理概念）。在任何 RPC 远程框架中，都会有一个注册中心（存放服务地址相关信息（接口地址））
• 类似于 Dubbo 系统架构图
  

组件

• Eureka Server 提供服务注册服务：各个微服务节点通过配置启动后，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看到
• Eureka Client 通过注册中心进行访问：是一个 Java 客户端，用于简化 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）

单机 Eureka 配置

• 主要通过 pom.xml 引入 spring-cloud-starter-netflix-eureka-client、 spring-cloud-starter-netflix-eureka-server。之后再 yml 添加相应配置，主启动类添加 @EnableEurekaClient、 @EnableEurekaServer

1. 引入 pom 依赖，分为 Eureka 的服务注册中心，和 Eureka 的客户端

	    <!--引入 Eureka 组件作为服务注册中心  -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId>
        </dependency>
        
        <!--引入 Eureka Client  -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
        </dependency>

2. 写 application.yml 文件，添加 Eureka 的相关配置

# Eureka Server 添加的配置
eureka:
  instance:
    # eureka服务端的实例名称
    hostname: localhost
  client:
    # false表示不向注册中心注册自己。
    register-with-eureka: false
    # false表示自己端就是注册中心，我的职责就是维护服务实例，并不需要去检索服务
    fetch-registry: false
    service-url:
      # 设置与Eureka Server交互的地址查询服务和注册服务都需要依赖这个地址。
      defaultZone: http://${eureka.instance.hostname}:${server.port}/eureka/


# Eureka Client 添加的配置
eureka:
  client:
    # 表示是否将自己注册进EurekaServer默认为true。
    register-with-eureka: true
    # 是否从EurekaServer抓取已有的注册信息，默认为true。单节点无所谓，集群必须设置为true才能配合 ribbon 使用负载均衡
    fetchRegistry: true
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:7001/eureka

3. 写启动类 EurekaMain.class, 添加 @EnableEurekaClient、 @EnableEurekaServer

# 客户端添加
@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
public class OrderMain {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(OrderMain.class, args);
    }
}


# Eureka 服务端添加
@SpringBootApplication
@EnableEurekaServer
public class EurekaMain {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(EurekaMain.class, args);
    }
}

4. 启动服务测试连接

集群 Eureka 配置

• 在原有的基础上，新添加一个 Eureka Server
• 相互注册将 Eureka 配置的 defaultZone 添加另外的 Eureka 的 service-url。使用 Eureka 集群也只需要将配置的 defaultZone 添加注册的 Eureka service-url

1. Eureka Server 配置 彼此之间相互注册

eureka:
  instance:
    # eureka 服务端的实例名称
    hostname: eureka7002.com
  client:
    # false 表示不向注册中心注册自己。
    register-with-eureka: false
    # false 表示自己端就是注册中心，我的职责就是维护服务实例，并不需要去检索服务
    fetch-registry: false
    service-url:
     defaultZone: http://eureka7001.com:7001/eureka/


eureka:
  instance:
    # eureka服务端的实例名称
    hostname: eureka7001.com
  client:
    # false表示不向注册中心注册自己。
    register-with-eureka: false
    # false表示自己端就是注册中心，我的职责就是维护服务实例，并不需要去检索服务
    fetch-registry: false
    service-url:
      # 设置与Eureka Server交互的地址查询服务和注册服务都需要依赖这个地址。
      #      defaultZone: http://${eureka.instance.hostname}:${server.port}/eureka/
      defaultZone: http://eureka7002.com:7002/eureka/

2. Eureka Client 使用只需要增加 defaultZone 里面的 server-url 即可

      # 集群版
      defaultZone: http://eureka7001.com:7001/eureka,http://eureka7002.com:7002/eureka

3. 配置 host 文件 C:\Windows\System32\drivers\etc 配置后重启生效
4. 测试集群是否成功、访问 http://eureka7002.com:7002/、http://eureka7001.com:7001/

Eureka 自我保护

• 默认情况下，如果 Eureka Server 在一定时间内没有收到某个微服务实例的心跳，Eureka Server 将会注销该实例（默认 90 秒）。但是当发生网络分区故障（延时、卡顿、拥挤）时，微服务与 Eureka Sever 之间无法正常通信，由于服务本身是健康的，所以此时不应该注销这个微服务。Eureka 通过 自我保护模式 解决这个问题，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），那么该节点会进入自我保护模式
• 某时刻某一个微服务不可用了， Eureka 不会立刻清理，依旧会对该微服务的信息进行保存
• 属于 CAP 理论的 AP 设计思想，保证高可用、分区容错性
• 标志字样：

取消自我保护机制

# Eureka Client 配置
eureka:
  instance:
    # Eureka 客户端向服务端发送心跳的时间间隔，单位为秒（默认30秒）
    lease-renewal-interval-in-seconds: 1
    # Eureka 服务端收到最后一次心跳后等待时间上限，单位为秒（默认90秒），超时将剔除服务
    # 如果 Eureka 服务端同时有此项配置，服务端优先级大于客户端
    lease-expiration-duration-in-seconds: 2
    
    
# Eureka Sever 配置   
eureka:
  server:
    # 关闭自我保护机制，保证不可用服务及时被剔除
    enable-self-preservation: false
    eviction-interval-timer-in-ms: 2000

Zookeeper

• 服务注册的节点是临时节点，属于 CAP 理论的 CP 设计思想，保证数据一致性、分区容错性
• 引入配置与 Eureka 大体一致，都是使用 @EnableDiscoveryClient、@LoadBalanced 注解
• 项目源码

安装

• Docker 中启动 ZooKeeper

名称	命令
使用 Docker 安装	docker run --name zookeeper -p 2181:2181 --restart always -d zookeeper
进入容器	docker exec -it b3cd072581b2 bash
进入 zookeeper 客户端	./bin/zkCli.sh -server 127.0.0.1:2181
验证是否注册上节点

缺点

• Zookeeper 属于 CP，不太适合当注册中心。
• 当 master 节点因为网络故障与其他节点失去联系时，剩下的节点会重新进行 leader 选举。而选举 leader 的时间太长，并且选举期间整个 zookeeper 集群都是不可用的。会导致在选举期间注册服务瘫痪。

Consul

概念

• Consul 是一套开源的分布式服务发现和配置管理系统，由 HashiCorp 公司用 Go 语言开发
• 提供了微服务系统中的服务治理、配置中心、控制总线等功能。这些功能中的每一个都可以根据需要单独使用，也可以一起使用以构建全方位的服务网格，总之 Consul 提供了一种完整的服务网格解决方案
• 具有很多有点。包括：基于 raft 协议，比较简洁；支持健康检查，同时支持 HTTP 和 DNS 协议；支持跨数据中心的 WAN 集群；提供图形界面；跨平台，支持 Linux、Mac、Windows; Key-Value 的存储方式
• Consul 官网地址
• Spring Cloud Consul

安装

• Docker 中启动 Consul

缺点

• Consul 所在的 HashiCorp 公司宣布，不允许中国境内使用该公司旗下 Terraform、Consul、Vagrant 企业版

Nacos

• 目前章节主要包含 SpringCloud 内容，后续会补充 SpringCloudAlibaba

总结

• 一般会选择 AP + 最终一致性的方案来完成
• 简单来讲：AP在系统数据不同步的时候访问会返回旧值、CP在系统数据不同步的时候访问会返回错误状态（因为要保证系统之间的一致性）

参考

• 项目源码