spring cloud 服务治理

前言

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。

Zookeeper是著名Hadoop的一个子项目，很多场景下Zookeeper也作为Service发现服务解决方案。Zookeeper保证的是CP，即任何时刻对Zookeeper的访问请求能得到一致的数据结果，同时系统对网络分割具备容错性，但是它不能保证每次服务请求的可用性。

而Spring Cloud Netflix在设计Eureka时遵守的就是AP原则。因为对于服务消费者来说，能消费才是最重要的——拿到可能不正确的服务实例信息后尝试消费一下，也好过因为无法获取实例信息而不去消费。所以，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。

1、服务注册与服务发现

服务治理是微服务架构中最为核心和基础的模块，主要为各个微服务实例提供自动化注册与发现功能。

服务注册：服务治理框架会构建一个注册中心，每个服务向注册中心注册登记自己提供的服务，将服务名、主机、端口号、版本号、通信协议等告知注册中心，注册中心按服务名分类组织成一个服务清单。

例如：

有三个提供订单服务的实例分别运行在 192.168.0.100:8081、192.168.0.101:8082、192.168.0.102:8083；

还有四个提供用户服务的实例分别运行在 192.168.1.100:8091、192.168.1.101:8092、192.168.1.102:8093、192.168.1.103:8094；

当这些服务全部启动并成功注册到注册中心上后，注册中心会维护一份类似下面的一个服务清单：

服务名	服务地址
订单服务	192.168.0.100:8081、192.168.0.101:8082、192.168.0.102:8083
用户服务	192.168.1.100:8091、192.168.1.101:8092、192.168.1.102:8093、192.168.1.103:8094

服务发现：在服务治理框架下，服务之间不再通过具体实例地址来相互调用，而是通过向注册中心咨询并获取服务清单，以实现（通过服务名）对具体服务的调用。

　　例如：前台用户下单需要调用订单服务，首先向注册中心发起咨询订单服务的请求，注册中心返回订单服务位置清单，然后调用方通过负载策略选择其中某一个位置进行服务调用即可。

2、单点注册中心

 创建一个空项目，pom.xml如下（后面都基于这个pom）：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
  <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

  <groupId>com.springcloud.demo</groupId>
  <artifactId>springcloud-demo</artifactId>
  <packaging>pom</packaging>
  <version>1.0-SNAPSHOT</version>
  <modules>
    <module>eureka-server</module>
    <module>eureka-service-provider</module>
  </modules>

  <name>Maven</name>
  <!-- FIXME change it to the project's website -->
  <url>http://maven.apache.org/</url>
  <inceptionYear>2001</inceptionYear>

  <parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>2.0.8.RELEASE</version>
    <relativePath/>
  </parent>

  <properties>
    <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
    <java.version>1.8</java.version>
    <spring-cloud.version>Finchley.RELEASE</spring-cloud.version>
  </properties>

  <dependencies>
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
      <scope>test</scope>
    </dependency>
  </dependencies>

  <dependencyManagement>
    <dependencies>
      <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
        <version>${spring-cloud.version}</version>
        <type>pom</type>
        <scope>import</scope>
      </dependency>
    </dependencies>
  </dependencyManagement>

  <build>
    <plugins>
      <plugin>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
      </plugin>
      <plugin>
        <artifactId>maven-surefire-plugin</artifactId>
        <configuration>
          <failIfNoTests>true</failIfNoTests>
        </configuration>
      </plugin>
    </plugins>
  </build>
</project>

1、服务注册中心

首先搭建一个注册中心，命名为eureka-server，引入eureka依赖包

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

在 Spring Boot 启动入口文件上加注解 @EnableEurekaServer

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

然后配置application.yml：

server:
  port: 8081

eureka:
  instance:
    hostname: eurekaserver
  client:
    registerWithEureka: false
    fetchRegistry: false
    serviceUrl:
      defaultZone: http://${eureka.instance.hostname}:${server.port}/eureka/

spring:
  application:
    name: eurka-server

其中： 

eureka.client.registerWithEureka = false     设置为false表示不向注册中心注册自己，默认为true
eureka.client.fetchRegistry = false               设置为false表示不需要去检索服务，默认为true

启动应用并访问 http://localhost:8081/ ，如下图所示：

可以看到注册中心还没有注册任何服务，至此注册中心已经搭建完毕。

2、服务提供者

搭建好注册中心后，我们再来创建一个服务提供者，然后将其注册到注册中心。新建一个项目eureka-service-provider，添加eureka依赖，在 Spring Boot 启动入口文件上加注解 @EnableEurekaClient

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
public class EurekaServiceApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run( EurekaServiceApplication.class, args );
    }
}

配置application.yml：

server:
  port: 8082

eureka:
  instance:
    hostname: service-provider
  client:
    serviceUrl:
      defaultZone: http://localhost:8081/eureka/

spring:
  application:
    name: service-1

因为需要向注册中心注册，所以 eureka.client.registerWithEureka、eureka.client.fetchRegistry 不要配置为 false

启动eureka-service-provider，刷新注册中心，可以看到服务已经注册成功了：

同时eureka-server控制台会打印一行日志：Registered instance SERVICE-1/xxxx:service-1:8082 with status UP (replication=false)

3、高可用注册中心

上面只是一个单点注册中心，微服务场景下应用通过注册中心来访问真实服务，如果注册中心挂了会造成服务无法调用，所以注册中心也得要保持高可用，Eureka 不可能没有想到这一点，其实在Eureka里，所有结点既是服务提供方，又是服务消费方，注册中心也不例外。

大家还记得在单节点配置里讲到的这两个配置吗：

eureka.client.registerWithEureka = false

eureka.client.fetchRegistry = false

实际上 Eureka 高可用方案就是将自己作为服务向其他服务注册中心注册自己，这样就可以形成一组相互注册的服务注册中心，在这组服务注册中心内部相互同步注册清单，形成一个高可用集群

注册中心集群

创建以下三个Eureka Server：peer1、peer2、peer3

peer1的配置如下（peer2、peer3配置类似）：

server:
  port: 8081

eureka:
  instance:
    hostname: peer1
  client:
    serviceUrl:
      defaultZone: http://peer2:8082/eureka/,http://peer3:8083/eureka/

spring:
  application:
    name: eurka-server

分别启动peer1、peer2、peer3，访问peer1:8081

单点故障

这时候如果peer2突然挂了，访问peer1和peer3仍然可以看到peer2，这是因为Eureka默认开启了自我保护机制（peer2挂了没有剔除），可以通过设置 eureka.server.enable-self-preservation=false 来禁用保护

peer1的配置文件里新增eureka.server.enable-self-preservation=false设置，然后模拟peer3挂了，peer1注册中心如下：

大概两分钟左右，从peer1注册中心可以看到 registered-replicas 有3个，unavailable-replicas 里有 peer3，available-replicas 里只有 peer1 和 peer2 可用，

而从 peer2 里看 peer3 仍然可用（过比较长的时间，peer2 仍然会将 peer3 从 available-replicas 里剔除）

将serverce-1注册到注册中心peer1，然后在peer1 和 peer2里都可以看到service-1。

故障恢复

peer3 经过运维处理恢复了，重新启动peer3自动加入了peer1和peer2集群，可用看到service-1也自动注册到peer3上了：

4、配置

服务注册相关配置:eureka.instance 为前缀对应的Class

org.springframework.cloud.netflix.eureka.EurekaInstanceConfigBean

服务实例相关配置:eureka.client 为前缀对应的Class

org.springframework.cloud.netflix.eureka.EurekaClientConfigBean

服务配置属性以eureka.server为前缀对应的Class

org.springframework.cloud.netflix.eureka.server.EurekaServerConfigBean

client常见配置

# 启用Eureka客户端
eureka.client.enabled=true
# 从Eureka服务端获取注册信息的间隔时间（单位：秒）
eureka.client.registry-fetch-interval-seconds=30
# 是否从Eureka服务端获取注册信息
eureka.client.fetch-registry=true
# 是否要将自身的实例信息注册到Eureka服务端
eureka.client.register-with-eureka=true
# 初始化实例信息的变化到Eureka服务端的间隔时间（单位：秒）
eureka.client.instance-info-replication-interval-seconds=40
# 从Eureka客户端到Eureka服务端的连接总数
eureka.client.eureka-server-total-connections=200
# 获取实例时是否过滤，仅保留UP状态的实例
eureka.client.filter-only-up-instances=true

server常见配置

#设为false，关闭自我保护
eureka.server.enable-self-preservation=false
#表示是否将自己注册到Eureka Server，默认为true
eureka.client.register-with-eureka=false
#表示是否从Eureka Server获取注册信息，默认为true
eureka.client.fetch-registry=false
# 扫描失效服务的间隔时间（单位毫秒，默认是60*1000）即60秒
eureka.server.eviction-interval-timer-in-ms=5000
#设置 eureka server同步失败的等待时间 默认 5分
#在这期间，它不向客户端提供服务注册信息
eureka.server.wait-time-in-ms-when-sync-empty=5
#设置 eureka server同步失败的重试次数 默认为 5 次
eureka.server.number-of-replication-retries=5
#自我保护系数（默认0.85）
eureka.server.renewal-percent-threshold=0.85

instance常见配置

#是否优先使用IP地址作为主机名的标识，如果不配置就是机器的主机名
eureka.instance.prefer-ip-address=false
#Eureka客户端向服务的发送心跳的时间间隔（单位：秒）
eureka.instance.lease-renewal-interval-in-seconds=30
#Eureka服务的收到最后一次心跳之后等待的时间上限（单位：秒），
#超过这个时间之后会将该服务实例从注册中心清单里剔除
eureka.instance.lease-expiration-duration-in-seconds=90

附录

　　本文Demo地址

　　Spring Cloud Netflix官方文档

　　Spring Cloud 中文社区

　　spring-cloud-book

服务治理 

SpringCloudLesson

更多配置参考