SpringCloud学习系列之一 ----- 搭建一个高可用的注册中心(Eureka)

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前言

本篇主要介绍的是SpringCloud相关知识、微服务架构以及搭建一个高可用的服务注册与发现的服务模块(Eureka)。

SpringCloud介绍

Spring Cloud是在Spring Boot的基础上构建的，用于简化分布式系统构建的工具集，为开发人员提供快速建立分布式系统中的一些常见的模式。

例如：

配置管理（configuration management），服务发现（service
discovery），断路器（circuit breakers），智能路由（ intelligent routing），微代理（micro-proxy），控制总线（control bus），一次性令牌（ one-time okens），全局锁（global locks），领导选举（leadership election），分布式会话(distributed sessions），集群状态（cluster state)等等。

微服务架构是什么

微服务架构风格是一种将单个应用程序开发为一套小型服务的方法，每个小型服务都在自己的流程中运行，并与轻量级机制（通常是HTTP资源API）进行通信。这些服务围绕业务功能构建，可通过全自动部署机制独立部署。这些服务至少集中管理，可以用不同的编程语言编写，并使用不同的数据存储技术。

SpringCloud Eureka

Eureka 介绍

Eureka是Netflix开源的一款提供服务注册和发现的产品，它提供了完整的Service Registry和Service Discovery实现。也是springcloud体系中最重要最核心的组件之一。

Eureka主要由两个组件组成：Eureka服务器和Eureka客户端。
Eureka服务器用作服务注册服务器。
Eureka客户端是一个java客户端，用来简化与服务器的交互、作为轮询负载均衡器，并提供服务的故障切换支持。

开发准备

开发环境

  • JDK:1.8
  • SpringBoot:2.1.1.RELEASE
  • SpringCloud：Finchley

注:不一定非要用上述的版本，可以根据情况进行相应的调整。需要注意的是SpringBoot2.x以后，jdk的版本必须是1.8以上！

确认了开发环境之后，我们再来添加相关的pom依赖。

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

注: 基于SpringBoot1.x以上SpringCloud是Dalston版本的eureka 依赖是 <artifactId>spring-cloud-starter-eureka</artifactId>，少了个 netflix 。SpringCloud的版本命名方式是通过伦敦的地方来命名的，版本顺序是根据首字母的顺序来的。

SpringCloud Eureka Hello World

我们先来实现Eureka的Hello World版，其实也就是实现简单的服务注册和发现功能。

服务端

首先建立一个服务端的工程，添加如上的依赖之后，在application.properties添加如下的配置:

配置信息:

spring.application.name=springcloud-eureka-client
server.port=8000
eureka.client.register-with-eureka=false
eureka.client.fetch-registry=false
eureka.client.serviceUrl.defaultZone=http://localhost:8000/eureka/

配置说明:

  • spring.application.name： 这个是指定服务名称。
  • server.port:服务指定的端口。
  • eureka.client.register-with-eureka：表示是否将自己注册到Eureka Server，默认是true。
  • eureka.client.fetch-registry：表示是否从Eureka Server获取注册信息，默认为true。
  • eureka.client.serviceUrl.defaultZone： 这个是设置与Eureka Server交互的地址，客户端的查询服务和注册服务都需要依赖这个地址。

完成配置信息的添加后，我们再来看代码如何实现。
在服务端这边只需要在SpringBoot启动类添加@EnableEurekaServer注解就可以了，该注解表示此服务是一个服务注册中心服务。

代码示例:

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@EnableEurekaServer
@SpringBootApplication
public class App {
  public static void main(String[] args) {
      SpringApplication.run(App.class, args);
      System.out.println("注册中心服务启动...");
  }
}

客户端

这里我们在新建一个客户端的项目，添加如上的依赖之后，在application.properties添加如下的配置:

配置信息:

spring.application.name=springcloud-eureka-client
server.port=9001
eureka.client.serviceUrl.defaultZone=http://localhost:8000/eureka/

配置说明:

  • spring.application.name： 这个是客户端的服务名称。如果有多个服务使用同一个名称但是访问地址不同，结合ribbon 使用，则可以实现负载均衡功能。
  • server.port:服务指定的端口。
  • eureka.client.serviceUrl.defaultZone： 注册中心服务端的地址。

服务端这边的实现也很简单，只需在启动类上添加@EnableDiscoveryClient该注解即可，使用该注解表示该项目就具有了服务注册的功能。

代码示例:

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@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class App {
	public static void main(String[] args) {
		SpringApplication.run(App.class, args);
		System.out.println("客户端服务启动...");
	}
}

功能测试

完成如上的工程开发之后，我们依次启动服务端和客户端程序，然后在浏览器界面输入:http://localhost:8000/，即可查看注册中心的信息。

访问界面地址:

在这里插入图片描述

通过上述示例图中，可以看到Eureka启动成功了，并且有一个服务进行注册了。

成功的实现了服务注册功能之后，我们来测试下Eureka服务的保护机制。
这里我们先关闭客户端，查看界面信息，发现没什么改变，等待大约15分钟左右之后，再到Eureka界面查看信息，发现出现了一长串红字描述,描述的语句如下:

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.

翻译之后的意思:

紧急!EUREKA可能错误地声称实例已经启动，而实际上并没有。续订小于阈值，因此实例不会为了安全而过期。

界面示例图:

在这里插入图片描述

这里就顺便说下Eureka的自我保护机制。

自我保护模式正是一种针对网络异常波动的安全保护措施，使用自我保护模式能使Eureka集群更加的健壮、稳定的运行。

自我保护机制的工作机制是如果在15分钟内超过85%的客户端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，Eureka Server自动进入自我保护机制，此时会出现以下几种情况：

  1. Eureka Server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 Server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，保证当前节点依然可用。
  3. 当网络稳定时，当前Eureka Server新的注册信息会被同步到其它节点中。

因此Eureka Server可以很好的应对因网络故障导致部分节点失联的情况，而不会像ZK那样如果有一半不可用的情况会导致整个集群不可用而变成瘫痪。

自我保护机制的相关配置如下:

服务端的配置：

  • eureka.server.enable-self-preservation: 该配置可以移除这种自我保护机制，防止失效的服务也被一直访问 (Spring Cloud默认该配置是 true)。
  • eureka.server.eviction-interval-timer-in-ms:该配置可以修改检查失效服务的时间，每隔10s检查失效服务，并移除列表 (Spring Cloud默认该配置是 60s)

客户端的配置:

  • eureka.instance.lease-renewal-interval-in-seconds: 该配置指示eureka客户端需要向eureka服务器发送心跳的频率 (Spring Cloud默认该配置是 30s)。
  • eureka.instance.lease-expiration-duration-in-seconds: 该配置指示eureka服务器在接收到最后一个心跳之后等待的时间，然后才能从列表中删除此实例 (Spring Cloud默认该配置是 90s)。

这里顺便说下Eureka的的心跳机制。

Eureka Client需要每30秒给Eureka Server发一次心跳，同时更新Server上最新的注册信息到本地，如果Server多次没有收到来自客户端的心跳，那么在90秒内会被Server上剔除。

高可用的注册中心

上述的服务注册中心示例是单点的，如果在生产环境中就显得不适合，显然这并不适合应用于线上生产环境。作为分布式系统最重要的注册服务功能，为了使其高可用，使用集群是最普遍的方式。Eureka可以通过互相注册的方式来实现高可用的部署。

Eureka实现相互注册的方式很简单，只需要将各个服务端的地址相互进行配置即可。
那么我们再来新建两个服务端的工程，其中配置信息如下:

server2配置信息:

spring.application.name=springcloud-eureka-server
server.port=8002
eureka.instance.hostname = server2
eureka.client.serviceUrl.defaultZone=http://server3:8003/eureka/

server3配置信息:

spring.application.name=springcloud-eureka-server
server.port=8003
eureka.instance.hostname = server3
eureka.client.serviceUrl.defaultZone=http://server2:8002/eureka/

上述的配置在之前已经说过了，这里就不在过多描述了。这里的服务端配置和之前项目的服务端配置略有不同，允许自己进行注册了。并且这里的eureka.instance.hostname相当于是对服务地址起一个别名，也可以不配置，默认将会使用IP进行查找。eureka.client.serviceUrl.defaultZone这里配置的是另一个服务端的地址，如果是多个就通过 “，”逗号隔开。

因为这里使用了别名进行区分服务，所以需要在hosts文件添加如下配置，用于做映射。

127.0.0.1     server2
127.0.0.1     server3

hosts文件地址:

Windows 系统地址:C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts

Linux系统地址: /etc/hosts

配置完成之后，启动这两个服务，然后在浏览器输入:
http://server2:8002/
或
http://server3:8003/
即可查看信息.

高可用注册中心示例图:

在这里插入图片描述

这里我们把之前的客户端程序的配置改下，改成指定这个高可用注册中心的地址，然后在关闭其中一个服务，查看是否能够正常的使用。

示例图:

在这里插入图片描述

可以看到其中一个服务可以正常运行和使用！

其他

项目地址

基于SpringBoot1.x、SpringCloud的Dalston版本开发的地址:https://github.com/xuwujing/springcloud-study。

基于SpringBoot1.x、SpringCloud 的Dalston版本开发的地址: https://github.com/xuwujing/springcloud-study-old。

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作者：虚无境
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