SpringCloud简介及微服务Eureka服务注册发现

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springCloud

Spring Cloud是一系列框架的有序集合,它利用Spring Boot的开发便利性巧妙地简化了分布式系统基础设施的开发,如服务发现注册、配置中心、消息总线、负载均衡、断路器、数据监控等,都可以用Spring Boot的开发风格做到一键启动和部署。

Spring Cloud微服务工具包为开发者提供了分布式系统中的配置管理、服务发现、断路器、智能路由、微代理、控制总线等开发工具包。它的各个项目基于Spring Boot,将Netflix的多个框架进行封装,并且通过自动配置的方式将这些框架绑定到Spring的环境中,从而简化了这些框架的使用。由于Spring Boot的简便性,使得我们在使用SpringCloud时,很容易将Netflix各个框架整合进我们的项目中。Spring Cloud下的"Spring Cloud Netflix"模块主要封装了Netflix的以下项目。

  • Eureka:基于REST服务的分布式中间件,主要用于服务管理。
  • Hystrix:容错框架,通过添加延迟阀值及容错的逻辑来帮助我们控制分布式系统间组件的交互。
  • Feign:一个REST客户端,目的是简化WebService客户端的开发。
  • Ribbon:负载均衡框架,在微服务集群中为各个客户端的通信提供支持,它主要实现中间层应用程序的负载均衡。
  • Zuul:为微服务集群提供过代理、过滤、路由等功能。

除了Spring Cloud Netflix模块,SpringCloud还包括以下几个重要的模块。

  • Spring Cloud Config:为分布式系统提供了配置服务器和配置客户端,通过对它们的配置,可以很好地管理集群中的配置文件。
  • Spring Cloud Sleuth:服务跟踪框架,可以与Zipkin、Apache HTrace和ELK等数据分析、服务跟踪系统进行整合,为服务跟踪、解决问题提供了便利。
  • Spring Cloud Strearn:用于构建消息驱动微服务的框架,该框架在springboot的基础上,整合了"Spring Integration"来连接消息、代理中间件。
  • Spring Cloud Bus:连接RabbitMQ、Kafka等消息代理的集群消息总线。

Spring Cloud抛弃了Dubbo的RPC通信,采用的是基于HTTP的REST方式,这两种方式各有优劣。虽然牺牲了服务调用的性能,但也避免了上面提到的原生RPC带来的问题。而且REST相比RPC更为灵活,服务提供方和调用方的依赖只依靠一纸契约,不存在代码级别的强依赖,这在强调快速演化的微服务环境下显得更加合适。

SpringCloud简介及微服务Eureka服务注册发现

各组件的运行流程如下:

  • 所有请求都统一通过API网关(Zuul)来访问内部服务。
  • 网关接收到请求后,从注册中心(Eureka)获取可用服务。
  • Ribbon进行均衡负载后,分发到后端的具体实例。
  • 微服务之间通过Feign进行通信处理业务。
  • Hystrix负责处理服务超时熔断。
  • Turbine监控服务间的调用和熔断相关指标。

上面只是Spring Cloud体系的一部分,Spring Cloud共集成了19个子项目,里面都包含一个或者多个第三方的组件或框架。Spring Cloud工具框架如下。

Spring Cloud Config:配置中心,利用Git集中管理程序的配置。
Spring Cloud Netflix:集成众多Netflix的开源软件。
Spring Cloud Bus:消息总线,利用分布式消息将服务和服务实例连接在一起,用于在一个集群中传播状态的变化。
Spring Cloud for Cloud Foundry:利用Pivotal Cloud foundry集成应用程序。
Spring Cloud Foundry Service Broker:为建立管理云托管服务的服务代理提供了一个起点。
Spring Cloud Cluster:基于ZooKeeper、Redis、Hazeleast、Consul实现的领导选举和平民状态模式的抽象和实现。
Spring Cloud Consul:基于Hashicorp Consul实现的服务发现和配置管理。
Spring Cloud Security:在Zuul代理中为OAuth2 REST客户端和认证头转发提供负载均衡。
Spring Cloud Sleuth:应用的分布式追踪系统和Zipkin、HTrace、ELK兼容。
Spring Cloud Data Flow:一个云本地程序和操作模型,在一个结构化的平台上组成数据微服务。
Spring Cloud Stream:基于Redis、RabbitMQ、Kafka实现的消息微服务,简单声明模型用于在Spring Cloud应用中收发消息。
Spring Cloud Stream App Starters:基于Spring Boot为外部系统提供Spring的集成。
Spring Cloud Task:短生命周期的微服务,为Spring Boot应用简单声明添加功能和非功能特性。
Spring Cloud Task App Starters:任务调度框架。
Spring Cloud ZooKeeper:服务发现和配置管理基于Apache ZooKeeper。
Spring Cloud for Amazon Web Services:快速和亚马逊网络服务集成。
Spring Cloud Connectors:便于PaaS应用在各种平台上连接到后端数据库和消息经纪服务。
Spring Cloud Starters:项目已经终止并且在Angel.SR2后的版本和其他项目合井。
Spring Cloud CLI:基于Spring Cloud CLI,可以以命令行方式快速建立云组件。

这些工具集还在不断地增加。

微服务注册中心

ZooKeeper

ZooKeeper是一种为分布式应用所设计的高可用、高性能且一致的开源协调服务,它提供了一项基本服务:分布式锁服务。由于ZooKeeper的开源特性,后来开发者在分布式锁的基础上,摸索出了其他的使用方法:配置维护、组服务、分布式消息队列、分布式通知/协调等。ZooKeeper性能上的特点决定了它能够用在大型的、分布式的系统当中。从可靠性方面来说,它并不会因为一个节点的错误而崩溃。除此之外,它严格的序列访问控制意味着复杂的控制原语可以应用在客户端上。

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。

Eureka

Eureka是Netflix开发的服务发现框架,Spring Cloud将它集成在自己的子项目Spring-cloud-netflix中,实现Spring Cloud的服务发现功能。Eureka Sever会提供服务注册功能,各个服务节点启动后,会在Eureka Server中进行注册,这样Eureka Server中就有了所有服务节点的信息,并且Eureka有监控页面,可以在页面中直观地看到所有注册的服务的情况。同时Eureka有心跳机制,当某个节点服务在规定时间内没有发送心跳信号时,Eureka会从服务注册表中把这个服务节点移除。Eureka还提供了客户端缓存的机制,即使所有的Eureka Server都挂掉,客户端仍然可以利用缓存中的信息调用服务节点的服务。Eureka一般配合Ribbon进行使用,Ribbon提供了客户端负载均衡的功能,Ribbon利用从Eureka中读取到的服务信息,在调用服务节点提供的服务时,会合理地进行负载。Eureka遵守的就是AP原则。

Eureka程序构成如下。

(1)纯正的Servlet应用,需构建成war包部署。
(2)使用了Jersey框架实现自身的RESTful HTTP接口。
(3) peer之间的同步与服务的注册全部通过HTTP协议实现。
(4)定时任务(发送心跳、定时清理过期服务、节点同步等)通过JDK自带的Timer实现。
(5)内存缓存使用Google的guava包实现。

 Eureka的高级架构:

SpringCloud简介及微服务Eureka服务注册发现

可以看出在这个体系中有2个角色,即Eureka Server和Eureka Client。而Eureka Client又分为Application Service和Application Client,即服务提供者和服务消费者。每个区域有一个Eureka集群,并且每个区域至少有一个Eureka服务器可以处理区域故障,以防止服务器瘫痪。

etcd

etcd是一个高可用的键值存储系统,主要用于共享配置和服务发现。etcd是由CoreOS开发并维护的,灵感来自ZooKeeper和Doozer,它使用Go语言编写,井通过Raft一致性算法处理日志复制以保证强一致性。Raft是一个新的一致性算法,适用于分布式系统的日志复制,Raft通过选举的方式来实现一致性。Google的容器集群管理系统Kubemetes、开源PaaS平台Cloud Foundry和CoreOS的Fleet都广泛使用了etcd。在分布式系统中,如何管理节点间的状态一直是一个难题,etcd像是专门为集群环境的服务发现和注册而设计的,它提供了数据TTL失效、数据改变监视、多值、目录监听、分布式锁原子操作等功能,可以方便地跟踪并管理集群节点的状态。

Consul

Consul(http://www.consul.io/downloads.html)是HashiCorp公司推出的开源工具,用于实现分布式系统的服务发现与配置共享。对比其他分布式服务注册与发现的方案,Consul的方案更“一站式”,内置了服务注册与发现框架、分布一致性协议实现(Raft算法)、健康检查、Key/Value存储、多数据中心方案,不再需要依赖其他工具(比如ZooKeeper等)。Consul用Golang实现,因此具有天然可移植性(支持linux、Windows和Mac OS X);安装包仅包含一个可执行文件,方便部署,与Docker等轻量级容器可无缝配合。

在注册中心的选择方面,可以针对自身业务的特点,选择一款合适的注册中心,如果团队原有框架基于Dubbo,那么ZooKeeper会更合适一些;如果团队整体使用SpringCloud,那么Eureka的优势就会更大一些;如果团队对于容器化的要求比较高,那么etcd和Consul都是不错的选择。

SpringBoot与Eureka

1.新建工程rpc_eureka_server,并添加Eureka依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-eureka-server</artifactId>
    <version>1.4.7.RELEASE</version>
</dependency>

由于是微服务需要引入SpringCloud,由于我的SpringBoot的版本是2.2.5的,所以要引入兼容的SpringCloud版本 

<dependencyManagement>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
            <version>Hoxton.RELEASE</version>
            <type>pom</type>
            <scope>import</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
</dependencyManagement>

2.在应用启动类上添加@EnableEurekaServer注解 

3.在配置文件中添加一下配置

server:
  port: 8001   #指定服务端口
eureka:
  instance:
    hostname: 127.0.0.1
  client:
    register-with-eureka: false  #是否将Eureka自身作为应用注册到Eureka注册中心
    fetch-registry: false        #为true时,可以启动,但报异常: Cannot execute request on any known server
    serviceUrl: #服务注册中心的配置内容,指定服务注册中心的位置
      defaultZone: http://${eureka.instance.hostname}:${server.port}/eureka/

4.注册服务到注册中心,新建一个服务提供方工程rpc_client_demo1,即将服务注册到上面的rpc_eureka_server服务中心里,并且添加依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-eureka</artifactId>
    <version>1.4.7.RELEASE</version>
</dependency>

 同样需要引入兼容的SpringCloud版本

5.在启动类上添加@EnableDiscoveryClient注解,通过注解,实现服务发现、注册。也可以使用@EnableEurekaClient,这两个的区别就是一个是通用的服务发现,可以发现 Eureka、Consul、ZooKeeper中注册的服务,一个是专门为Eureka使用的。

6.添加示例,新建类ServiceInstanceRestController,然后编写代码

@RestController
public class UserInfoController {
    @Autowired
    private DiscoveryClient discoveryClient;

    @GetMapping("/user/{userId}")
    public User getUserInfo(@PathVariable String userId){
        User user = new User();
        user.setId(userId);
        user.setName("用户号为"+userId);
        return user;
    }

    @GetMapping("/allUser")
    public List<User> getUserInfo(){
        List<User> userList = new ArrayList<>();
        User user1 = new User("1","小明");
        User user2 = new User("2","小红");
        User user3 = new User("3","小小");
        Collections.addAll(userList,user1,user2,user3);
        return userList;
    }

    @RequestMapping("/service-instance/{serviceId}")
    public List<ServiceInstance> getserviceInstance(@PathVariable String serviceId){
        return this.discoveryClient.getInstances(serviceId);
    }
}

7.添加配置文件,bootstrap.yml和application.yml,bootstrap.yml先于application.yml加载,一般不变的东西配置在bootstrap.yml里,使用的方式是一样的。

bootstrap.yml

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application.yml

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8.启动两个项目,打开eureka的服务端,打开浏览器,输入localhost:8001

SpringCloud简介及微服务Eureka服务注册发现

最下面的ip地址对应的是172.17.0.229,在请求中输入http://localhost:7001/allUser,以及http://172.17.0.229:7001/allUser,得到的效果一致

SpringCloud简介及微服务Eureka服务注册发现

SpringCloud简介及微服务Eureka服务注册发现                         SpringCloud简介及微服务Eureka服务注册发现

可以在浏览器中输入http://localhost:8001/eureka/apps查看注册中心的元数据信息

SpringCloud简介及微服务Eureka服务注册发现

对于之前在rpc_eureka_demo1中的请求可以查看某一服务的信息,在请求栏中输入http://172.17.0.229:7001/service-instance/RPC_SERVER_DEMO1

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