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[享学Eureka] 一、源生Eureka介绍 --- 基于注册中心的服务发现

2020-03-24 12:11 447 查看

凡事皆有代价,一切皆是取舍。

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代码下载地址:https://github.com/f641385712/netflix-learning

目录

  • 服务发现机制如何实现?
  • 什么是Eureka
  • Eureka和Eureka与AWS ELB有何不同?
  • 关于Eureka Server服务端的搭建说明
  • 主流注册中心对比
  • 总结
  • 前言

    本系列文章学习源生Eureka,以及它在

    Spring Cloud
    技术体系中的应用和原理剖析。本文开始研究Spring Cloud体系中的注册中心:当前最流行的
    Eureka
    Eureka
    作为服务注册中心对整个微服务架构起着最核心的整合作用,因此我个人认为对Eureka还是有很大的必要进行深入研究。

    说明:Eureka即使你可能很少关注,但不代表架构师不关注它~

    正文

    服务注册/发现在分布式、微服务架构中有多重要,相信用任何词来形容都不过分,总之它是该架构下的一种必须。下面针对于服务发现的一些基本概念进行科普

    “服务发现”和“注册中心”可认为是一组同义词,下面讲解并不区分

    何为服务发现(service discovery)?

    在微服务架构中,服务之间的调用都需要知道目标地址(ip+port)才能完成访问,这个时候服务发现就可做一些事情:维护一个地址列表(可持久化or基于内存)存储,作为所有地址的中央存储库。

    微服务为何需要服务发现?

    服务发现对微服务、分布式应用、云源生应用均至关重要,总结起来有如下两大原因:

    1. 注册中心为应用程序提供了快速扩展的能力,以及缩减在一个环境中运行的服务实例数量(简单说:就是极大的提高了弹性,很方便的进行扩、缩容)
        可以让provider的地址从client中抽象出来,成为一个逻辑名称。如:client只需知道调用account服务,至于account服务对应的地址具体是哪个并不关心(交由注册中心去管理)。
      • provider的物理地址对client端完全透明,进而就可非常方面的实现横向扩展、动态扩、缩容
    2. 服务发现使整体应用更有弹性。简单的说就是能动态摘除掉“糟糕的实例”,路由到健康的实例,这些对调用者来说完全透明不影响

    服务发现机制如何实现?

    首先已经达成共识:服务发现是微服务架构的必须。那么如何实现呢?大致的实现方法也是有两种:

    基于DNS域名解析的服务发现

    这是一种较为古老的交互方式,大致的交互逻辑如下图:


    client端在调用其它服务时,通过DNS将域名解析得到一个物理地址,然后把请求转发给该地址。该地址自己内部维护了一张路由表,然后由它来决定最终将请求转发到哪台实际物理实例上去

    该模型大家应该也不陌生,就是典型的

    域名 + Nginx
    负载均衡模型。此种方式有些天然的劣势,举例如下:

    1. 单点问题。ng是个单点,如果它一旦挂掉,将会影响所有的依赖服务。虽然可以热备一个ng,但是同一时间永远是单点在工作,而单点就一定有能力上限
    2. 无法水平扩展。因为同一时间工作的只能有一台ng,所以无法做到水平扩展
    3. 无法动态托管。比如ng背后托管着一批的机器,它无法做到动态嗅探到实例的增、减
    4. 加长了链路。因为ng只是一个代理,而最终还需要转发到物理机器里去,所以增加了一层DNS转换以及增加了一层转发,使得链路更长了一些

    以上4点是这种传统方式的缺点,简单的说就是服务端负载均衡能很好的作用于集中式网络架构(比如大型单体应用)中。但它的扩展能力若弱,扩展效益低使得它不适合微服务架构体系。下面介绍另外一种实现方案

    基于注册中心的服务发现


    能应用于微服务体系的服务发现应该具备如下特征:

    • 高可用:节点信息(ip+port等)能在多个节点间共享。当集群中的某个节点不可用,其它节点可以完全接管
    • 所有节点对等:也就是每个节点必须无状态。
    • 客户端负载均衡:略
    • 高弹性:托管的节点可以动态扩容、缩容
    • 容错/自动故障转移:某个节点出现故障,可以自动T除它然后把流量分到其它实例上

    这种方式就是当下我们使用的方式,也是本系列要讲解的内容。

    核心概念

    基于注册中心实现的服务发现,需要知道如下几个概念,或者说是问题。

    • 服务注册:每个节点都需要主动把自己注册到中心里去。(用何种方式???http、tcp?) 说明:eureka它并不限制你用什么协议去通信,只不过它内置支持的是基于Rest的,你可以更改成RPC等
  • 健康检查监控:若某个实例节点自己不可用了,注册中心如何知晓然后T除它呢?(新增了一个节点简单,它会主动注册上去嘛)
  • 客户端获取provider服务地址们:每个节点要调用其它服务需要知道其具体的ip地址。如何获取???
  • 注册中心集群节点间信息共享:注册中心有多个节点,多个节点之间数据如何sync?
  • Netflix Eureka
    的服务发现引擎可以实现服务发现,而客户端负载均衡的实现则使用
    Netflix
    Ribbon
    库。

    什么是Eureka


    eureka
    中文释义:我发现了,我找到了。属于感叹词~
    官网解释:Eureka是一种基于REST的服务,主要用于AWS云中定位服务,以实现负载平衡和故障转移的中间件。
    官网地址:https://github.com/Netflix/eureka

    人话:服务发现/注册中心。分为Client端和Server端,是一种中心化(Server端就是注册中心)架构设计。

    <dependency>
    <groupId>com.netflix.eureka</groupId>
    <artifactId>eureka-client</artifactId>
    <version>1.9.13</version>
    </dependency>

    说明:和其它库不一样的是,

    eureka-client
    是最为核心、最为底层的一个包,反倒
    eureka-core
    是依赖
    eureka-client
    的。

    另外从截图中可以看出,

    eureka-client
    它依赖于jersey发送的Rest请求,关于JSR311(jersey)可参考文章:JavaEE的RESTful标准技术JAX-RS,jersey-client客户端使用介绍【享学Java】

    版本约定

    遵照同其它Netflix技术一样,采用相同的版本约定。

    • Spring Boot
      版本:
      2.2.2.RELEASE
    • Spring Cloud
      版本:
      Hoxton.SR1
      ,它依赖和对应的版本号如下 Spring Boot版本:2.2.2.RELEASE
    • spring-cloud-starter-xxx版本:2.2.1.RELEASE
    • eureka版本:1.9.13
  • Eureka
    :1.9.13。它依赖的相关组件版本号如下
      jersey:1.19.1(几乎是1.x版本的final版本)

    官网要求,Eureka必须构建在JDK8及以上版本。

    模块介绍

    eureka所有模块截图如下:

    Eureka的模块设计有点不一样,

    eureka-client
    才是它最为底层的包,而非eureka-core。

    • eureka-client
      :微服务通过该客户端与Eureka进行通信,屏蔽了通信的细节
    • eureka-client-archaius2
      :基于
      archaius2.x
      实现的配置管理模块(默认是基于1.x)
    • eureka-client-jersey2
      :基于
      jersey2.x
      实现rest请求(默认是1.x)
    • eureka-core
      :核心模块,依赖于
      eureka-client
    • eureka-core-jersey2
      :略
    • eureka-server
      :eureka服务端代码。依赖于jersey-server1.x来搭建的Servlet应用,并且它还依赖于
      eureka-client
      的 包含了servlet应用的基本配置,如
      web.xml
      。构建成功后在该模块下会生成可部署的war包。

    Tips:有个奇怪的现象是客户端和服务端均不直接依赖

    eureka-core
    。但是,但是,但是
    spring-cloud-starter-netflix-eureka-server
    依赖了
    eureka-core

    eureka-core模块简介

    该工程的core模块显得很不一样,它不是所有的基础,而是仅仅用于Server端,并且还不是必须的。


    对其每个包的功能做基础解释:

    • com.netflix.eureka.aws
      :与amazon AWS服务相关的类(我们一般用不着)
    • com.netflix.eureka.cluster
      :与peer节点复制(replication)相关的功能,节点数据共享
    • com.netflix.eureka.lease
      :即”租约”, 用来控制节点注册的生命周期(添加、清除、续约)
    • com.netflix.eureka.registry
      :存储、查询服务注册信息
    • com.netflix.eureka.resources
      :RESTful风格中的”R”, 即资源。相当于
      Spring MVC
      中的Controller
    • com.netflix.eureka.transport
      :发送HTTP请求的客户端,如发送心跳(因为节点间赋复制需要它)

    Eureka Client端动作

    Eureka Client是一个Java客户端,用于简化与Eureka Server的交互,屏蔽内部通信细节。Eureka Client会拉取、更新和缓存Eureka Server中的信息(注意:这个拉取动作并不是启动时完成的)。即使所有的Eureka Server节点都宕掉,短时间内服务消费者依然可以使用缓存中的信息找到服务提供者。

    Eureka Client在微服务启动后,会周期性地向Eureka Server发送心跳(默认周期为30秒)以续约自己的信息。如果Eureka Server在一定时间内没有接收到某个微服务节点的心跳,Eureka Server将会注销该微服务节点(默认90秒)。

    Client端机制是30s续租一次,Server端机制是90秒木有收到就认为你挂了。这是不同端的两种机制

    它具有如下动作:

    • 服务注册Register:client端主动向Server端注册。提供自身的元数据,比如IP地址、端口,运行状况指示符URL,主页…等
    • 服务续约Renew:Client默认会每隔30秒发送一次心跳来续约。这样来告诉Server说我还活着 续约机制中,Server端默认在90秒没有收到Eureka客户的续约的话,就会将该实例从Server端T掉
  • 获取注册列表信息Fetch Registries:Client端从Server获取注册表信息,并将其缓存在本地。缓存信息默认每
    30s
    更新一次(每次返回的和缓存的可能形同也可能不同,Client端自行处理从而发送不同的事件)
      默认的情况下Client端使用压缩JSON格式来获取注册列表的信息(还支持xml格式)
  • 服务下线Cancel:Client端在停机时(注意是正常停止)主动向Server端会发送取消请求,告诉Server端把自己这个实例T掉
  • 客户端T除的是provider实例信息(但Server端可能还有),服务端T除的是client端实例信息(但Client端可能还有)

    Eureka Server端动作

    提供给各个微服务注册的服务器(单独部署,集群部署),Eureka Server会存储该服务的信息(放在内存)。

    Server端并不会主动触发动作,主要用于提供服务:

    • 提供服务注册:
    • 提供服务信息拉取(查询):
    • 提供服务管理:接口客户端的cancle、心跳、续租renew等请求
    • 服务剔除Eviction:在默认的情况下,当Eureka客户端连续90秒没有向Eureka服务器发送服务续约,即心跳,Eureka服务器会将该服务实例从服务注册列表删除,即服务剔除。
    • 信息同步:在集群中,每个Eureka Server同时也是Eureka Client。多个Server之间通过P2P复制的方式完成服务注册表的同步。 同步规则:若有3个Eureka Server,Server1有新的服务信息时,同步到Server2后,Server2和Server3同步时,Server2不会把从Server1那里同步到的信息同步给Server3,只能由Server1自己同步给Server3

    每个可用区有一个Eureka集群,并且每个可用区至少有一个eureka服务器来处理区内故障。为了实现高可用,一般一个可用区中由三个Eureka Server组成。

    Eureka和Eureka与AWS ELB有何不同?

    AWS Elastic Load Balancer
    是针对暴露于最终用户Web流量的边缘服务的负载均衡解决方案,也就是面向公网的。而Eureka满足了中层负载均衡的需求。

    AWS ELB还是传统的基于代理的负载均衡解决方案;eureka的负载均衡发生在实例/服务器/主机级别,Client端知道它们需要与哪些服务器通信的所有信息,这是优点还是缺陷就看你如何理解它喽。

    在Netflix公司内,我们希望我们的服务是无状态的(非粘性)。这有助于建立更好的可伸缩性模型,而Eureka非常适合解决此问题。对于非Java客户端想使用Eureka怎么办?其实是可以的,Server端通用,不过客户端需要你提供对应的语言版本,或者使用

    side car

    关于Eureka Server服务端的搭建说明

    因为Eureka分为Client端和Server服务端,本系列会对每个端都进行单独讲解。但在讲解Client端的时候,要辅以示例代码,所以肯定是需要单独启动一个

    Eureka Server
    线程,Server端打包完后就是一个单独的war包,可以部署到tomcat里运行。

    但是,

    Eureka
    的源码是基于
    gradle
    构建的,并且使用的
    gradle
    版本还比较老,构建起来比较费劲(不瞒你说,很多坑)。另外,本人对gradle了解也并不多,因此:为了避免不必要的麻烦,并且能更好的看到效果(有页面),本文示例中
    Eureka Server
    服务端使用Spring Cloud快速完成构建
    ~

    也就是使用

    spring-cloud-starter-netflix-eureka-server
    该工程来实现服务端的搭建

    主流注册中心对比

    当下流行的有好几种注册中心,当然本文不做详细对比,只提供一张对比图有个初步映象就成:


    我个人认为:对于注册中心推荐选的只有

    Eureka
    和阿里的
    Nacos
    。因为注册中心作为微服务架构的核心中间件,因此对可用性是强要求,反倒对一致性是可以容忍的,基于此 AP模式的只有
    Eureka
    Nacos

    当然,纯属个人意见,各位自取

    总结

    关于源生Eureka介绍 — 基于注册中心的服务发现就先介绍到这。本文内容是对注册中心、Eureka的一个概述,对一些核心概念进行了普及,接下来便会深入到应用、源码层面进行一层层剖析。

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