Spring Cloud 微服务（3） --- Eureka(一)
注册中心与 Eureka

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Eureka 最初是针对 AWS 不提供中间服务层的负载均衡的限制开发的。 Eureka 一方面给内部服务做服务发现，另一方面可以结合 Ribbon 组件提供各种个性化的负载均衡算法。

Spring Cloud 微服务系列版本

Spring Boot 版本： 2.1.x.RELEASE
Spring Cloud 版本：Greenwich.RELEASE

或

SpringBoot 版本：2.0.x.RELEASE
SpringCloud 版本：Finchley.RELEASE

此博客采用 2.0.0 + Finchley.RELEASE 版本

服务发现的技术选型方案

名称类型CAP语言依赖集成一致性算法
ZookeeperGeneralCPJavaJVMClient BindingPaxos
DoozerGeneralCPGoClient BindingPaxos
ConsulGeneralCPGOHTTP/DNS LibraryRaft
EtcdGeneralCP or Mixed(1)GoClient Binding/HTTPRaft
SmartStackDedicatedAPRubyHaproxy/ZookeeperSidekick(nerve/synapse)
EurekaDedicatedAPJavaJVMJava Client
NSQ(lookupd)DedicatedAPGoClient Binding
SerfDedicatedAPGoLocal CLI
Spotify(DNS)15973840029APN/ABindDNS Library
SkyDNS808376Mixed(2)GoHTTP/DNS Library

Eureka 的设计理念

服务实例注册到服务中心

服务的注册，本质上就是在服务启动的时候，调用 Eureka Server 的 REST API 的 Registrer 方法，注册应用实例的信息。对于 Java 应用，可以使用 Netflix 的 Eureka Client 封装 API 调用；对于 Spring Cloud 应用，可以使用 spring-cloud-starter-netflix-eureka-client 基于 Spring Boot 自动配置，自动注册服务。

服务实体从服务中心剔除

正常情况下，服务实例在关闭应用的时候，应该通过钩子方法或其他生命周期回调方法，调用 Eureka Server 的 REST API 的 de-register 方法，来删除自身服务实例的信息。另外，为了解决服务挂掉，或网络中断等其他异常情况没有及时删除自身信息的问题，Eureka Server 要求 Client 定时进行续约，也就是发送心跳，来证明自己是存活的、健康的、可调用的。如果超过一定时间没有续约，则认为 Client 停掉了，Server 端会主动剔除。

服务实例一致性问题

由于注册中心（Eureka Server）通常来说是一个集群，就需要 Client 在集群中保持一致。Eureka 通过 CAP、Peer to Peer、Zone + Region、SELF PRESERVATION 四个方面保证一致性。

CAP

在 微服务与 Spring Cloud、 服务发现技术选型、服务一致性 都提到了 CAP、CP、AP，那么 CAP 到底是个啥

  • C：Consistency，数据一致性。即数据在存在多个副本的情况下，可能由于网络、机器故障、软件系统等问题早上数据写入部分副本成功，副本副本失败，进而造成副本之间数据不一致，存在冲突。满足一致性则要求对数据的更新操作成功后，多副本的数据保持一致。
  • A：Availablility，服务可用性。在任何时候，客户端对集群进行读写操作时，请求能够正常响应，即，在一定的时间内完成。
  • P：Partition Tolerance，分区容忍性，即发生通信故障的时候，整个集群被分隔成多个无法相互通信的分区时，集群仍然可用。

在分布式系统中，网络条件一般是不可控的，网络分区是不可避免的，因此分布式系统必须满足分区容忍性，所以分布式系统的设计需要在 AP、CP 之间进行选择。

Zookeeper 是 “C”P 的，C 之所以加引号，是因为 Zookeeper 默认并不说严格的强一致性。如：A 进行写操作，Zookeeper 在过半节点数操作成功就返回，此时如果 B 读取到的是 A 写操作没有同步到的节点，那么就读取不到 A 写入的数据。如果需要在使用的时候强一致，需要在读取的时候先执行 sync 操作，与 leader 节点先同步数据，才能保证强一致。

Eureka 在大规模部署的情况下，失败是不可避免的，可能会因为 Eureka 自身部署的失败，导致注册的服务不可用，或者由于网络分区，导致服务不可用。Eureka 服务注册、发现中心，保留了可用及过期的数据，以此来实现在网络分区的时候，还能正常提供服务注册发现功能。

Peer to Peer

分布式系统的数据在多个副本直接的复制方式，可分为：主从复制、对等复制

主从复制

主从复制，就是 Master-Slave 模式，有一个主副本，其他为从副本。所有的对数据的写操作，都提交到主副本，然后由主副本更新到其他的从副本。具体的更新方式有：同步更新、异步更新、同步异步混合更新。
对于主从复制的模式，写操作都要经过主副本，所有主副本的压力会很大。但是，从副本会分担主副本的读请求，而一个系统最大的请求都是读请求，所有可以一般情况下都是一主多从的架构。

对等复制

即 Peer to Peer 模式。副本之间不分主从，任何副本都能接收写操作，然后每个副本之间相互进行数据更新。对于对等复制模式来说，由于任何副本都可以接收到写操作，所以不存在写操作的压力瓶颈。但是由于每个副本都能进行写操作，各个副本之间的数据同步及冲突处理是一个比较棘手的问题。

Eureka 采用的就是 Peer to Peer

Zone 及 Region

Netflix 的服务大部分在 Amazon Video 上，因此 Eureka 的设计有一部分也是基于 Amazon 的 Zone、Region 基础上托管。

Region 列表

每个 Region 下，还分了几个 Zone，一个 Region 对应多个 Zone，每个 Region 之间是相互独立及隔离的，默认情况下，资源只在单个 Region 之间的 Zone 进行复制，跨 Region 之间不会进行资源复制。

Region-Zone

SELF PRESERVATION

在分布式系统中，通常需要对应用实例的存活进行健康检查，需要处理好网络抖动或短暂的不可用造成的误判；另外，Eureka Server 和 Client 之间如果存在网络分区，在极端情况下可能会导致 Eureka Server 情况部分服务的实例列表，这个将严重影响到 Eureka Server 的高可用。因此，Eureka 引入了自我保护机制(SELF PRESERVATION)。

Client 与 Server 之间有租约，Client 需要定时发送心跳维持租约，表示自己存活。Eureka 通过当前注册的实例数，计算每分钟应该从应用实例接收到的心跳数，如果最近一分钟接收到的续约次数小于指定的阈值的话，则关闭租约失效剔除，进制定时任务剔除失效的实例，从而保护注册信息。

Eureka 入门案例

父 pom

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<packaging>pom</packaging>

<!-- 父工程是 2.1.0.RELEASE 版本的 boot -->
<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>2.1.0.RELEASE</version>
</parent>

<dependencyManagement>
    <dependencies>
        <!-- 设置全局 SpringCloud 依赖版本为 F.RELEASE -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
            <version>Finchley.RELEASE</version>
            <type>pom</type>
            <scope>import</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
</dependencyManagement>

<!-- 设置全局依赖 SpringBoot、Web -->
<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

建立 Eureka Server 子项目

源码：https://gitee.com/laiyy0728/spring-cloud/tree/master/spring-cloud-eureka/spring-cloud-eureka-server-simple

在父pom中建立 Eureka Server 子项目 module：spring-cloud-eureka-server

pom 依赖

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<!-- 父工程 -->
<parent>
    <groupId>com.laiyy.gitee</groupId>
    <artifactId>spring-cloud</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
</parent>

<dependencies>
    <!-- 引入 eureka server 依赖，注意不能少了 starter -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

启动类

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@SpringBootApplication
@EnableEurekaServer     // 开启 Eureka Server 
public class SpringCloudEurekaServerApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SpringCloudEurekaServerApplication.class, args);
    }
}

配置文件

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spring:
  application:
    name: eureka-server # 服务名称
server:
  port: 8761 # 服务端口

eureka:
  instance:
    hostname: localhost # host name
  client:
    fetch-registry: false # 是否获取注册表
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:${server.port:8761}/eureka/ # 默认 Zone
    register-with-eureka: false # 是否注册自己
  server:
    enable-self-preservation: false # 是否开启自我保护，默认 true。在本机测试可以使用 false，但是在生产环境下必须为 true

验证 Eureka Server 启动结果

在浏览器输入： http://localhost:8761 ，进入 Eureka Server 可视化页面

Eureka Server UI

Eureka Server UI 提示信息

在 Eureka Server 检测到异常时，会在中间以红色加粗字体提示信息。

在没有 Eureka Client 或 Eureka Server 检测心跳的阈值小于指定阈值，且关闭自我保护时：

RENEWALS ARE LESSER THAN THE THRESHOLD. THE SELF PRESERVATION MODE IS TURNED OFF.THIS MAY NOT PROTECT INSTANCE EXPIRY IN CASE OF NETWORK/OTHER PROBLEMS.
提示说明了：1、eureka client 的心跳发送次数小于阈值(没有client，肯定小于)；2、自我保护被关闭了

在有 Eureka Client，且关闭了自我保护时：

THE SELF PRESERVATION MODE IS TURNED OFF.THIS MAY NOT PROTECT INSTANCE EXPIRY IN CASE OF NETWORK/OTHER PROBLEMS.

在没有 Eureka Client 或 Eureka Server 检测心跳的阈值小于指定阈值，且开启了自我保护时：

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.

在有 Eureka Client 且 Eureka Server 检测心跳的阈值大于指定阈值，且开启了自我保护时，Eureka Server 会认为整个服务正常，不会有任何信息提示。

建立 Eureka Client 项目

源码：https://gitee.com/laiyy0728/spring-cloud/tree/master/spring-cloud-eureka/spring-cloud-eureka-client-simple

在 在父pom中建立 Eureka Server 子项目 module：spring-cloud-eureka-client-simple，建立一个简单的 eureka client 工程

pom

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<!-- parent 都和 Eureka Server 一致，不再赘述 -->

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

启动类

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// EurekaClient、DiscoveryClient 本质上都是注册到服务中心的实现，EurekaClient 只针对 Eureka 使用，
// DiscoveryClient 针对不同的注册中心都可以使用。可以说 DiscoveryClient 的 EurekaClient 的一个抽象
@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient //@EnableEurekaClient 
public class SpringCloudEurekaClientSimpleApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SpringCloudEurekaClientSimpleApplication.class, args);
    }
}

配置文件

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spring:
  application:
    name: spring-cloud-eureka-client-simple # 工程名称，也是注册到 server 后的实例名称

eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:8761/eureka      # 指定 Zone，需要与 Eureka Server 一样
  instance:
    prefer-ip-address: true # 使用 ip 注册，默认为 false。为 false 时是 机器名
    instance-id: ${spring.application.name}:${server.port} # 注册到 server 后显示的名字，默认是 机器名:name:端口

server:
  port: 8081 # 端口

在 Eureka Server 验证服务注册

Eureka Client

可以看到，eureka client 已经注册成功。 status 大致有 5 个状态：UP(正常运行)、DOWN(停机)、STATING(正在启动)、OUT_OF_SERVICE(下线)、UNKNOWN(为止)

公益 Eureka Server

如果不想在本机启动 Eureka Server，SpringCloud 中文社区提供了一个公益的 Eureka Server：http://eureka.springcloud.cn/，在使用时只需要将 defaultZone 替换为 http://eureka.springcloud.cn/eureka 即可。

不过需要注意的是，虽然省去了启动 Eureka Server 的时间，节省了维护 Eureka Server 的资源，但是这个 Eureka Server 是一个单节点的，如果想要测试 Eureka Server 的集群高可用，还是需要在本机启动多个 Eureka Server。

公益的 Eureka Server 只能使用在本机测试中，禁止在测试环境、成产环境上使用，否则将暴露 ip、端口，造成严重的安全隐患。


-------------本文结束 感谢您的阅读-------------
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