SpringCloud 学习笔记3

Eureka注册中心

认识Eureka

首先我们来解决第一问题，服务的管理。

问题分析

在刚才的案例中，UserService对外提供服务，需要对外暴露自己的地址。而consumer（调用者）需要记录服务提供者的地址。将来地址出现变更，还需要及时更新。这在服务较少的时候并不觉得有什么，但是在现在日益复杂的互联网环境，一个项目肯定会拆分出十几，甚至数十个微服务。此时如果还人为管理地址，不仅开发困难，将来测试、发布上线都会非常麻烦，这与DevOps的思想是背道而驰的。

网约车

这就好比是网约车出现以前，人们出门叫车只能叫出租车。一些私家车想做出租却没有资格，被称为黑车。而很多人想要约车，但是无奈出租车太少，不方便。私家车很多却不敢拦，而且满大街的车，谁知道哪个才是愿意载人的。一个想要，一个愿意给，就是缺少引子，缺乏管理啊。

此时滴滴这样的网约车平台出现了，所有想载客的私家车全部到滴滴注册，记录你的车型（服务类型），身份信息（联系方式）。这样提供服务的私家车，在滴滴那里都能找到，一目了然。

此时要叫车的人，只需要打开APP，输入你的目的地，选择车型（服务类型），滴滴自动安排一个符合需求的车到你面前，为你服务。

Eureka做什么？

Eureka就好比是滴滴，负责管理、记录服务提供者的信息。服务调用者无需自己寻找服务，而是把自己的需求告诉Eureka，然后Eureka会把符合你需求的服务告诉你。

同时，服务提供方与Eureka之间通过“心跳”机制进行监控，当某个服务提供方出现问题，Eureka自然会把它从服务列表中剔除。

这就实现了服务的自动注册、发现、状态监控。

原理图

Eureka：就是服务注册中心（可以是一个集群），对外暴露自己的地址
提供者：启动后向Eureka注册自己信息（地址，提供什么服务）
消费者：向Eureka订阅服务，Eureka会将对应服务的所有提供者地址列表发送给消费者，并且定期更新
心跳(续约)：提供者定期通过http方式向Eureka刷新自己的状态

入门案例

创建工程

在上面创建的父项目 SpringCloudDemo 的基础上，再创建一个子项目：EurekaServer

引入依赖：

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId>
        <version>2.0.1.RELEASE</version>
    </dependency>
</dependencies>

这里本来可以不用配置版本的，因为父工程已经指定了版本信息了，不过这里因为找不到，所以就制定了版本信息。

编写代码

该子工程的相关配置：application.yaml

server:
  port: 8082
spring:
  application:
    # 应用名称，会在Eureka中显示
    name: eureka-server
eureka:
  client:
    service-url:
      # EurekaServer的地址，现在是自己的地址，如果是集群，需要加上其它Server的地址。
      defaultZone: http://127.0.0.1:8082/eureka
  instance:
    # 当调用getHostname获取实例的hostname时，返回ip而不是host名称
    prefer-ip-address: true
    # 指定自己的ip信息，不指定的话会自己寻找。假如开启了网络，实例地址会变成外网地址（如：192.168.0.102）
    ip-address: 127.0.0.1

创建启动类，并启动 Eureka 服务：

@EnableEurekaServer
@SpringBootApplication
public class EurekaServer {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(EurekaServer.class);
    }
}

启动并测试

启动服务，访问 http://127.0.0.1:8082 ，查看 Eureka 相关信息：

将 UserService 注册到 Eureka

注册服务，就是在服务上添加 Eureka 的客户端依赖，客户端代码会自动把服务注册到 EurekaServer 中。

在 UserService 中添加Eureka客户端：

<!-- Eureka客户端 -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
    <version>2.0.1.RELEASE</version>
</dependency>

在 UserService 启动类上开启Eureka客户端功能：

通过添加 @EnableEurekaClient 来开启 Eureka 客户端功能

@EnableEurekaClient
@SpringBootApplication
@MapperScan(value = "pers.stringbug.userservice.mapper")
public class UserApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(UserApplication.class);
    }
}

不过建议使用 @EnableDiscoveryClient 来开启 Eureka 客户端功能，因为 @EnableEurekaClient 只支持开启 Eureka 客户端功能，假如我们以后更换了其他注册中心呢？这个 @EnableEurekaClient 就失效了，所以推荐使用 @EnableDiscoveryClient ，它支持的注册中心比较多。

@EnableDiscoveryClient
@SpringBootApplication
@MapperScan(value = "pers.stringbug.userservice.mapper")
public class UserApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(UserApplication.class);
    }
}

编写 UserService 的配置：application.yaml

server:
  port: 8081
spring:
  datasource:
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/Test
    username: root
    password: 123456
    hikari:
      maximum-pool-size: 20
      minimum-idle: 10
  application:
    name: user-service # 应用名称
mybatis:
  type-aliases-package: pers.stringbug.userservice.pojo
eureka:
  client:
    service-url: # EurekaServer地址
      defaultZone: http://127.0.0.1:8082/eureka
  instance:
    prefer-ip-address: true # 当调用getHostname获取实例的hostname时，返回ip而不是host名称
    ip-address: 127.0.0.1 # 指定自己的ip信息，不指定的话会自己寻找

注意：

这里我们添加了spring.application.name属性来指定应用名称，将来会作为应用的id使用。
不用指定register-with-eureka和fetch-registry，因为默认是true

重启项目，访问 Eureka监控页面(http://127.0.0.1:8082/) 查看

将 ConsumerDemo 注册到 Eureka

接下来我们修改ConsumerDemo，尝试从EurekaServer获取服务。

方法与消费者类似，只需要在项目中添加EurekaClient依赖，就可以通过服务名称来获取信息了！

在 ConsumerDemo 中添加Eureka客户端：

<!-- Eureka客户端 -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
    <version>2.0.1.RELEASE</version>
</dependency>

在 ConsumerDemo 启动类开启Eureka客户端

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient // 开启Eureka客户端
public class ConsumerApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ConsumerApplication.class);
    }
    @Bean
    public RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }
}

编写 ConsumerDemo 的配置：application.yaml

server:
  port: 8080
spring:
  application:
    name: consumer # 应用名称
eureka:
  client:
    service-url: # EurekaServer地址
      defaultZone: http://127.0.0.1:8082/eureka
  instance:
    prefer-ip-address: true # 当其它服务获取地址时提供ip而不是hostname
    ip-address: 127.0.0.1 # 指定自己的ip信息，不指定的话会自己寻找

修改代码，用 DiscoveryClient类 的方法，根据服务名称，获取服务实例：

/** 对外查询的接口 */
@RestController
@RequestMapping(value = "consumer")
public class ConsumerController {

    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    @Autowired
    private DiscoveryClient discoveryClient;

    @GetMapping("{id}")
    public User queryById(@PathVariable(value = "id") Long id) {
        // 根据服务 ID 获取实例
        List<ServiceInstance> instances = discoveryClient.getInstances("user-service");
        // 从实例中取出 IP 和端口
        ServiceInstance serviceInstance = instances.get(0);
        String hostAndPort = serviceInstance.getHost() + ":" + serviceInstance.getPort();
        String url = "http://" + hostAndPort + "/user/" + id;
        User user = restTemplate.getForObject(url, User.class);
        return user;
    }
}

重新启动 UserService、Consumer、EurekaServer，访问结果：

Eureka详解

Eureka的原理及配置。

基础架构

Eureka架构中的三个核心角色：

服务注册中心

Eureka的服务端应用，提供服务注册和发现功能。
服务提供者

提供服务的应用，可以是SpringBoot应用，也可以是其它任意技术实现，只要对外提供的是Rest风格服务即可。
服务消费者

消费应用从注册中心获取服务列表，从而得知每个服务方的信息，知道去哪里调用服务方。

高可用的Eureka Server

Eureka Server即服务的注册中心，在刚才的案例中，我们只有一个EurekaServer，事实上EurekaServer也可以是一个集群，形成高可用的Eureka中心。

服务同步

多个Eureka Server之间也会互相注册为服务，当服务提供者注册到Eureka Server集群中的某个节点时，该节点会把服务的信息同步给集群中的每个节点，从而实现数据同步。因此，无论客户端访问到Eureka Server集群中的任意一个节点，都可以获取到完整的服务列表信息。

动手搭建高可用的EurekaServer

假设要搭建两条EurekaServer的集群，端口分别为： 8082 和 8083

修改原来的EurekaServer配置：

server:
  port: 8082
spring:
  application:
    # 应用名称，会在Eureka中显示
    name: eureka-server
eureka:
  client:
    service-url:
      # EurekaServer的地址，现在是自己的地址，如果是集群，需要加上其它Server的地址。
      # 配置其他Eureka服务的地址，而不是自己，比如8083
      defaultZone: http://127.0.0.1:8083/eureka
  instance:
    # 当调用getHostname获取实例的hostname时，返回ip而不是host名称
    prefer-ip-address: true
    # 指定自己的ip信息，不指定的话会自己寻找。假如开启了网络，实例地址会变成外网地址（如：192.168.0.102）
    ip-address: 127.0.0.1

所谓的高可用注册中心，其实就是把EurekaServer自己也作为一个服务进行注册，这样多个EurekaServer之间就能互相发现对方，从而形成集群。因此我们做了以下修改：

删除了register-with-eureka=false和fetch-registry=false两个配置。因为默认值是true，这样就会把自己注册到注册中心了。
把service-url的值改成了另外一台EurekaServer的地址，而不是自己

另外一台配置恰好相反：

server:
  port: 8083
spring:
  application:
    # 应用名称，会在Eureka中显示
    name: eureka-server
eureka:
  client:
    service-url:
      # EurekaServer的地址，现在是自己的地址，如果是集群，需要加上其它Server的地址。
      # 配置其他Eureka服务的地址，而不是自己，比如8082
      defaultZone: http://127.0.0.1:8082/eureka
  instance:
    # 当调用getHostname获取实例的hostname时，返回ip而不是host名称
    prefer-ip-address: true
    # 指定自己的ip信息，不指定的话会自己寻找。假如开启了网络，实例地址会变成外网地址（如：192.168.0.102）
    ip-address: 127.0.0.1

idea中一个应用不能启动两次，我们需要重新配置一个启动器：

复制 EurekaServer 启动器，复制出的 Eureka 命名为 EurekaServer2 ：

说明：启动 EurekaServer 的时候，application.yaml 配置如 1) 中的所示，等 EurekaServer 启动完成后，再将 application.yaml 中的配置修改为 2) 中所示的，然后再启动 EurekaServer2 。

3）启动测试：

客户端注册服务到 Eureka 集群

上面已经完成了 Eureka 集群的启动，EurekaServer不止一个，因此注册服务的时候，service-url参数需要变化：

服务提供者（如：UserService）、服务调用者（如：ConsumerDemo）都需要修改 eureka 配置：

eureka:
  client:
    service-url: # EurekaServer地址
      defaultZone: http://127.0.0.1:8082/eureka, http://127.0.0.1:8083/eureka

服务提供者

服务提供者要向EurekaServer注册服务，并且完成服务续约等工作。

服务注册

服务提供者在启动时，会检测配置属性中的：eureka.client.register-with-erueka=true参数是否正确，事实上默认就是true。如果值确实为true，则会向EurekaServer发起一个Rest请求，并携带自己的元数据信息，Eureka Server会把这些信息保存到一个双层Map结构中。第一层Map的Key就是服务名称，第二层Map的key是服务的实例id。

服务续约

在注册服务完成以后，服务提供者会维持一个心跳（定时向EurekaServer发起Rest请求），告诉EurekaServer：“我还活着”。这个我们称为服务的续约（renew）；

有两个重要参数可以修改服务续约的行为：

eureka:
  instance:
    lease-expiration-duration-in-seconds: 90
    lease-renewal-interval-in-seconds: 30

lease-renewal-interval-in-seconds：服务续约(renew)的间隔，默认为30秒
lease-expiration-duration-in-seconds：服务失效时间，默认值90秒

也就是说，默认情况下每个30秒服务会向注册中心发送一次心跳，证明自己还活着。如果超过90秒没有发送心跳，EurekaServer就会认为该服务宕机，会从服务列表中移除，这两个值在生产环境不要修改，默认即可。

但是在开发时，这个值有点太长了，经常我们关掉一个服务，会发现Eureka依然认为服务在活着。所以我们在开发阶段可以适当调小。

eureka:
  instance:
    lease-expiration-duration-in-seconds: 10 # 10秒即过期
    lease-renewal-interval-in-seconds: 5 # 5秒一次心跳

实例id

先来看一下服务状态信息：

在Eureka监控页面，查看服务注册信息：

在status一列中，显示以下信息：

UP(1)：代表现在是启动了1个示例，没有集群
192.168.0.101:user-service:8081 是示例的名称（instance-id）
- 默认格式是：${hostname} + ${spring.application.name} + ${server.port}
- instance-id 是区分同一服务的不同实例的唯一标准，因此不能重复。

我们可以通过instance-id属性来修改它的构成：

eureka:
  instance:
    instance-id: ${spring.application.name}:${server.port}

重启服务再试试看：

服务消费者

获取服务列表

当服务消费者启动是，会检测eureka.client.fetch-registry=true参数的值，如果为true，则会从Eureka Server服务的列表只读备份，然后缓存在本地。并且每隔30秒会重新获取并更新数据。我们可以通过下面的参数来修改：

eureka:
  client:
    registry-fetch-interval-seconds: 5

生产环境中，我们不需要修改这个值。但是为了开发环境下，能够快速得到服务的最新状态，我们可以将其设置小一点。

失效剔除和自我保护

失效剔除

有些时候，我们的服务提供方并不一定会正常下线，可能因为内存溢出、网络故障等原因导致服务无法正常工作。Eureka Server需要将这样的服务剔除出服务列表。因此它会开启一个定时任务，每隔60秒对所有失效的服务（超过90秒未响应）进行剔除。

可以通过eureka.server.eviction-interval-timer-in-ms参数对其进行修改，单位是毫秒，生成环境不要修改。

这个会对我们开发带来极大的不变，你对服务重启，隔了60秒Eureka才反应过来。开发阶段可以适当调整，比如10S

自我保护

我们关停一个服务，就会在Eureka面板看到一条警告：

这是触发了Eureka的自我保护机制。当一个服务未按时进行心跳续约时，Eureka会统计最近15分钟心跳失败的服务实例的比例是否超过了85%。在生产环境下，因为网络延迟等原因，心跳失败实例的比例很有可能超标，但是此时就把服务剔除列表并不妥当，因为服务可能没有宕机。Eureka就会把当前实例的注册信息保护起来，不予剔除。生产环境下这很有效，保证了大多数服务依然可用。

但是这给我们的开发带来了麻烦，因此开发阶段我们都会关闭自我保护模式：

eureka:
  server:
    enable-self-preservation: false # 关闭自我保护模式（缺省为打开）
    eviction-interval-timer-in-ms: 1000 # 扫描失效服务的间隔时间（缺省为60*1000ms）

负载均衡Robbin

在上面的案例中，我们启动了一个 UserService，启动了一个 ConsumerDemo，然后通过ConsumerDemo使用DiscoveryClient来获取服务实例信息，然后获取ip和端口来访问。

但是实际环境中，我们往往会开启很多个 UserService 的集群。此时我们获取的服务列表中就会有多个，到底该访问哪一个呢？一般这种情况下我们就需要编写负载均衡算法，在多个实例列表中进行选择。

Eureka中已经帮我们集成了负载均衡组件：Ribbon，简单修改代码即可使用。

什么是Ribbon：

下面，使用Ribbon实现负载均衡。

启动两个服务实例

首先我们启动两个 UserService 实例，一个8081，一个8084。

复制 UserApplication 启动实例，命名为 UserApplication2，端口号设置为 8084：

-Dserver.port=8084

Eureka监控面板：

开启负载均衡器

在服务消费者（ConsumerDemo）中添加 Robbin 依赖：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-ribbon</artifactId>
    <version>2.0.1.RELEASE</version>
</dependency>

方式1

编写 ConsumerDemo 对外查询的接口：

@RestController
@RequestMapping(value = "consumer")
public class ConsumerController {

    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    @Autowired
    private RibbonLoadBalancerClient balancerClient;

    @GetMapping("{id}")
    public User queryById(@PathVariable(value = "id") Long id) {
        ServiceInstance serviceInstance = balancerClient.choose("user-service");
        String hostAndPort = serviceInstance.getHost() + ":" + serviceInstance.getPort();
        String url = "http://" + hostAndPort + "/user/" + id;
        User user = restTemplate.getForObject(url, User.class);
        return user;
    }
}

RibbonLoadBalancerClient 可以帮我们自动的实现负载均衡。

方式2

在启动类注册的 RestTemplate 中添加 @LoadBalanced 注解：

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient // 开启Eureka客户端
public class ConsumerApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ConsumerApplication.class);
    }

    @Bean
    @LoadBalanced
    public RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }
}

编写 ConsumerDemo 对外查询的接口，修改请求路径：

@RestController
@RequestMapping(value = "consumer")
public class ConsumerController {

    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    @GetMapping("{id}")
    public User queryById(@PathVariable(value = "id") Long id) {
        String url = "http://user-service/user/" + id;
        User user = restTemplate.getForObject(url, User.class);
        return user;
    }
}

启动

启动 EurekaServer、UserService、UserService2、ConsumerDemo，访问页面，查询结果：

方式 2 源码跟踪

为什么我们只输入了service名称就可以访问了呢？之前还要获取ip和端口。

显然有类帮我们实现了根据service名称，获服务实例的ip和端口。它就是LoadBalancerInterceptor

进行源码跟踪：

继续跟入 this.loadBalancer.execute 方法：发现获取了8081端口的服务

实质上，该方法获取了我们启动的所有服务，这里启动了 8081、8084 两个端口的服务，只是上面取的是 8081 端口的服务，下次再次获取服务，可能会获取到 8084 端口的服务。

下面为部分获取信息：

LoadBaLancer: "DynamicServerL istLoadBalancer: {NFLoadBalancer: name=user-service, current list of Servers=[127.0.0.1:8081， 127.0.0.1:8084]

负载均衡策略

Ribbon默认的负载均衡策略是简单的轮询，我们可以测试一下：

编写测试类，在刚才的源码中我们看到拦截中是使用RibbonLoadBalanceClient来进行负载均衡的，其中有一个choose方法，是这样介绍的：

现在这个就是负载均衡获取实例的方法。

我们对注入这个类的对象，然后对其测试：

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest(classes = UserConsumerDemoApplication.class)
public class LoadBalanceTest {

    @Autowired
    RibbonLoadBalancerClient client;

    @Test
    public void test(){
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            ServiceInstance instance = this.client.choose("user-service");
            System.out.println(instance.getHost() + ":" + instance.getPort());
        }
    }
}

结果：

符合了我们的预期推测，确实是轮询方式。

我们是否可以修改负载均衡的策略呢？

继续跟踪源码，发现这么一段代码：

我们看看这个rule是谁：

这里的rule默认值是一个RoundRobinRule，看类的介绍：

这不就是轮询的意思嘛。

我们注意到，这个类其实是实现了接口IRule的，查看一下：

定义负载均衡的规则接口。

它有以下实现：

SpringBoot也帮我们提供了修改负载均衡规则的配置入口：

user-service:
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule

格式是：{服务名称}.ribbon.NFLoadBalancerRuleClassName，值就是IRule的实现类。

再次测试，发现结果变成了随机：

重试机制

Eureka的服务治理强调了CAP原则中的AP，即可用性和可靠性。它与Zookeeper这一类强调CP（一致性，可靠性）的服务治理框架最大的区别在于：Eureka为了实现更高的服务可用性，牺牲了一定的一致性，极端情况下它宁愿接收故障实例也不愿丢掉健康实例，正如我们上面所说的自我保护机制。

但是，此时如果我们调用了这些不正常的服务，调用就会失败，从而导致其它服务不能正常工作！这显然不是我们愿意看到的。

我们现在关闭一个UserService实例：

因为服务剔除的延迟，consumer并不会立即得到最新的服务列表，此时再次访问你会得到错误提示：

但是此时，8081服务其实是正常的。

因此Spring Cloud 整合了Spring Retry 来增强RestTemplate的重试能力，当一次服务调用失败后，不会立即抛出一次，而是再次重试另一个服务。

只需要简单配置即可实现Ribbon的重试：

spring:
  cloud:
    loadbalancer:
      retry:
        enabled: true # 开启Spring Cloud的重试功能
user-service:
  ribbon:
    ConnectTimeout: 250 # Ribbon的连接超时时间
    ReadTimeout: 1000 # Ribbon的数据读取超时时间
    OkToRetryOnAllOperations: true # 是否对所有操作都进行重试
    MaxAutoRetriesNextServer: 1 # 切换实例的重试次数
    MaxAutoRetries: 1 # 对当前实例的重试次数

根据如上配置，当访问到某个服务超时后，它会再次尝试访问下一个服务实例，如果不行就再换一个实例，如果不行，则返回失败。切换次数取决于MaxAutoRetriesNextServer参数的值

引入spring-retry依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.retry</groupId>
    <artifactId>spring-retry</artifactId>
</dependency>

我们重启 ConsumerDemo，测试，发现即使 UserService2 宕机，也能通过另一台服务实例获取到结果！

参考文献

黑马 Java

posted @ 2021-03-04 19:56 LeeHua 阅读(232) 评论(0) 编辑收藏举报

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