Spring cloud(2)-服务发现(Eureka，Consul)

在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 比 数据一致性 更加重要—— AP胜过CP

• raft ：Raft强依赖 Leader 节点的可用性来确保集群数据的一致性。

  

• 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“ 与 ”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 leader ； 1 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>
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• 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);
        }
    }
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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>
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• 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);
	}
}
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• 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
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Spring Cloud Service Consumer（服务消费者）

向 Eureka 注册服务，消费者使用 Ribbon 开启负载均衡

Ribbon是什么？

Ribbon 是 Netflix 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);
    }
}
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• 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
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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>
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• 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);
	}
}
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• 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();
    }
}
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• 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
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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 与 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~

在 github 上有关于 Spring Cloud 完整的部署。

最后， 给个 star 吧 ~

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