Eureka服务注册与发现

Eureka服务注册与发现

一、简介


Eureka是Netflix的一个子模块,也是核心模块之一。Eureka是一个基于REST的服务,用于定位服务,以实现云端中间层服务发现和故障转移。服务注册与发现对于微服务架构来说是非常重要的,有了服务发现与注册,只需要使用服务的标识符,就可以访问到服务,而不需要修改服务调用的配置文件了。功能类似于dubbo的注册中心,比如Zookeeper。

CAP原则又称CAP定理,指的是在一个分布式系统中,Consistency(一致性)、 Availability(可用性)、Partition tolerance(分区容错性),三者不可兼得。

二、原理

2.1、Eureka的基础架构

Spring Cloud 封装了 Netflix 公司开发的 Eureka 模块来实现服务注册和发现(请对比Zookeeper)。
Eureka 采用了 C-S 的设计架构。Eureka Server 作为服务注册功能的服务器,它是服务注册中心。
而系统中的其他微服务,使用 Eureka 的客户端连接到 Eureka Server并维持心跳连接。这样系统的维护人员就可以通过 Eureka Server 来监控系统中各个微服务是否正常运行。SpringCloud 的一些其他模块(比如Zuul)就可以通过 Eureka Server 来发现系统中的其他微服务,并执行相关的逻辑。

和Dubbo的架构对比:


Eureka包含两个组件:Eureka Server和Eureka Client
Eureka Server提供服务注册服务
各个节点启动后,会在EurekaServer中进行注册,这样EurekaServer中的服务注册表中将会存储所有可用服务节点的信息,服务节点的信息可以在界面中直观的看到。

EurekaClient是一个Java客户端,用于简化Eureka Server的交互,客户端同时也具备一个内置的、使用轮询(round-robin)负载算法的负载均衡器。在应用启动后,将会向Eureka Server发送心跳(默认周期为30秒)。如果Eureka Server在多个心跳周期内没有接收到某个节点的心跳,EurekaServer将会从服务注册表中把这个服务节点移除(默认90秒)。

2.2、三大角色

Eureka Server 提供服务的注册和发现。
Service Provider 服务提供将自身服务注册大Eureka,从而使服务消费方能够找到。
Service Consumer 服务消费方从Eureka获取服务列表,从而能够消费服务。

三、构建

3.1、配置

eureka:
  instance:
    hostname: localhost #eureka服务端的实例名称
  client:
    register-with-eureka: false #false表示不向注册中心注册自己。
    fetch-registry: false #false表示自己端就是注册中心,我的职责就是维护服务实例,并不需要去检索服务
    service-url:
      defaultZone: http://${eureka.instance.hostname}:${server.port}/eureka/        
      #设置与Eureka Server交互的地址查询服务和注册服务都需要依赖这个地址。

3.2、基本信息

3.3、自我保护

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.

Eureka server和client之间每隔30秒会进行一次心跳通信,告诉server,client还活着。由此引出两个名词:

Renews threshold:server期望在每分钟中收到的心跳次数 
Renews (last min):上一分钟内收到的心跳次数。

禁止注册server自己为client,不管server是否禁止,阈值(threshold)是1。client个数为n,阈值为1+2n(此为一个server且禁止自注册的情况) 。
如果是多个server,且开启了自注册,那么就和client一样,是对于其他的server来说就是client,是要
2的。
开了两个server,自注册,相关数据如下:

阈值:1+2*1 。

renews:
1)自注册 2 + 21
2)非自注册:2
1
Eurake有一个配置参数eureka.server.renewalPercentThreshold,定义了renews 和renews threshold的比值,默认值为0.85。当server在15分钟内,比值低于percent,即少了15%的微服务心跳,server会进入自我保护状态,Self-Preservation。在此状态下,server不会删除注册信息,这就有可能导致在调用微服务时,实际上服务并不存在。
这种保护状态实际上是考虑了client和server之间的心跳是因为网络问题,而非服务本身问题,不能简单的删除注册信息。

stackoverflow上,有人给出的建议是:

1、在生产上可以开自注册,部署两个server 
2、在本机器上测试的时候,可以把比值调低,比如0.49 
3、或者简单粗暴把自我保护模式关闭
eureka.server.enableSelfPreservation=false

页面其他参数意义:

【System Status】
Environment : 环境,默认为test, 该参数在实际使用过程中,可以不用更改
Data center : 数据中心,使用的是默认的是 “MyOwn”
Current time:当前的系统时间
Uptime : 已经运行了多少时间
Lease expiration enabled :是否启用租约过期 , 自我保护机制关闭时,该值默认是true, 自我保护机制开启之后为false。
Renews threshold : 每分钟最少心跳数
Renews (last min) : 最后一分钟的心跳数量(不含当前,1分钟更新一次)

四、集群


上图是来自eureka的官方架构图,这是基于集群配置的eureka;

处于不同节点的eureka通过Replicate进行数据同步 
Application Service为服务提供者 
Application Client为服务消费者 
Make Remote Call完成一次服务调用

服务启动后向Eureka注册,Eureka Server会将注册信息向其他Eureka Server进行同步,当服务消费者要调用服务提供者,则向服务注册中心获取服务提供者地址,然后会将服务提供者地址缓存在本地,下次再调用时,则直接从本地缓存中取,完成一次调用。
当服务注册中心Eureka Server检测到服务提供者因为宕机、网络原因不可用时,则在服务注册中心将服务置为DOWN状态,并把当前服务提供者状态向订阅者发布,订阅过的服务消费者更新本地缓存。
服务提供者在启动后,周期性(默认30秒)向Eureka Server发送心跳,以证明当前服务是可用状态。Eureka Server在一定的时间(默认90秒)未收到客户端的心跳,则认为服务宕机,注销该实例。

五、对比

作为服务注册中心,Eureka比Zookeeper好在哪里
著名的CAP理论指出,一个分布式系统不可能同时满足C(一致性)、A(可用性)和P(分区容错性)。由于分区容错性P在是分布式系统中必须要保证的,因此我们只能在A和C之间进行权衡。

Zookeeper保证的是CP,
Eureka则是AP。

5.1、Zookeeper保证CP

当向注册中心查询服务列表时,我们可以容忍注册中心返回的是几分钟以前的注册信息,但不能接受服务直接down掉不可用。也就是说,服务注册功能对可用性的要求要高于一致性。但是zk会出现这样一种情况,当master节点因为网络故障与其他节点失去联系时,剩余节点会重新进行leader选举。问题在于,选举leader的时间太长,30 ~ 120s, 且选举期间整个zk集群都是不可用的,这就导致在选举期间注册服务瘫痪。在云部署的环境下,因网络问题使得zk集群失去master节点是较大概率会发生的事,虽然服务能够最终恢复,但是漫长的选举时间导致的注册长期不可用是不能容忍的。

5.2、Eureka保证AP

Eureka看明白了这一点,因此在设计时就优先保证可用性。Eureka各个节点都是平等的,几个节点挂掉不会影响正常节点的工作,剩余的节点依然可以提供注册和查询服务。而Eureka的客户端在向某个Eureka注册或时如果发现连接失败,则会自动切换至其它节点,只要有一台Eureka还在,就能保证注册服务可用(保证可用性),只不过查到的信息可能不是最新的(不保证强一致性)。除此之外,Eureka还有一种自我保护机制,如果在15分钟内超过85%的节点都没有正常的心跳,那么Eureka就认为客户端与注册中心出现了网络故障,此时会出现以下几种情况:
1、Eureka不再从注册列表中移除因为长时间没收到心跳而应该过期的服务。
2、Eureka仍然能够接受新服务的注册和查询请求,但是不会被同步到其它节点上(即保证当前节点依然可用)。
3、当网络稳定时,当前实例新的注册信息会被同步到其它节点中。

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。

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