SpringCloud 微服务全栈体系（二）

第三章 Eureka 注册中心

假如我们的服务提供者 user-service 部署了多个实例，如图：

在这里插入图片描述

思考几个问题：
- order-service 在发起远程调用的时候，该如何得知 user-service 实例的 ip 地址和端口？
- 有多个 user-service 实例地址，order-service 调用时该如何选择？
- order-service 如何得知某个 user-service 实例是否依然健康，是不是已经宕机？

一、Eureka 的结构和作用

这些问题都需要利用 SpringCloud 中的注册中心来解决，其中最广为人知的注册中心就是 Eureka，其结构如下：

在这里插入图片描述

回答之前的各个问题：
问题 1：order-service 如何得知 user-service 实例地址？
- 获取地址信息的流程如下：
  - user-service 服务实例启动后，将自己的信息注册到 eureka-server（Eureka 服务端）。这个叫服务注册
  - eureka-server 保存服务名称到服务实例地址列表的映射关系
  - order-service 根据服务名称，拉取实例地址列表。这个叫服务发现或服务拉取
问题 2：order-service 如何从多个 user-service 实例中选择具体的实例？
- order-service 从实例列表中利用负载均衡算法选中一个实例地址
- 向该实例地址发起远程调用
问题 3：order-service 如何得知某个 user-service 实例是否依然健康，是不是已经宕机？
- user-service 会每隔一段时间（默认 30 秒）向 eureka-server 发起请求，报告自己状态，称为心跳
- 当超过一定时间没有发送心跳时，eureka-server 会认为微服务实例故障，将该实例从服务列表中剔除
- order-service 拉取服务时，就能将故障实例排除了

注意：一个微服务，既可以是服务提供者，又可以是服务消费者，因此 eureka 将服务注册、服务发现等功能统一封装到了 eureka-client 端

因此，接下来我们动手实践的步骤包括：

在这里插入图片描述

二、搭建 eureka-server

首先注册中心服务端：eureka-server，这必须是一个独立的微服务

1. 创建 eureka-server 服务

在 cloud-demo 父工程下，创建一个子模块：

在这里插入图片描述

填写模块信息：

在这里插入图片描述

然后填写服务信息：

在这里插入图片描述

2. 引入 eureka 依赖

引入 SpringCloud 为 eureka 提供的 starter 依赖：

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

3. 编写启动类

给 eureka-server 服务编写一个启动类，一定要添加一个@EnableEurekaServer 注解，开启 eureka 的注册中心功能：

package com.alex.eureka;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.server.EnableEurekaServer;

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

4. 编写配置文件

编写一个 application.yml 文件，内容如下：

server:
  port: 10086
spring:
  application:
    name: eureka-server
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka

5. 启动服务

启动微服务，然后在浏览器访问：http://127.0.0.1:10086
看到下面结果应该是成功了：

在这里插入图片描述

三、服务注册

下面，我们将 user-service 注册到 eureka-server 中去。

1. 引入依赖

在 user-service 的 pom 文件中，引入下面的 eureka-client 依赖：

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

2. 配置文件

在 user-service 中，修改 application.yml 文件，添加服务名称、eureka 地址：

spring:
  application:
    name: userservice
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka

3. 启动多个 user-service 实例

为了演示一个服务有多个实例的场景，我们添加一个 SpringBoot 的启动配置，再启动一个 user-service。
首先，复制原来的 user-service 启动配置：

在这里插入图片描述

然后，在弹出的窗口中，填写信息：

在这里插入图片描述

现在，SpringBoot 窗口会出现两个 user-service 启动配置：

在这里插入图片描述

不过，第一个是 8081 端口，第二个是 8082 端口。
启动两个 user-service 实例：

在这里插入图片描述

查看 eureka-server 管理页面：

在这里插入图片描述

四、服务发现

下面，我们将 order-service 的逻辑修改：向 eureka-server 拉取 user-service 的信息，实现服务发现。

1. 引入依赖

之前说过，服务发现、服务注册统一都封装在 eureka-client 依赖，因此这一步与服务注册时一致。
在 order-service 的 pom 文件中，引入下面的 eureka-client 依赖：

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

2. 配置文件

服务发现也需要知道 eureka 地址，因此第二步与服务注册一致，都是配置 eureka 信息：
在 order-service 中，修改 application.yml 文件，添加服务名称、eureka 地址：

spring:
  application:
    name: orderservice
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka

3. 服务拉取和负载均衡

最后，我们要去 eureka-server 中拉取 user-service 服务的实例列表，并且实现负载均衡。
不过这些动作不用我们去做，只需要添加一些注解即可。
在 order-service 的 OrderApplication 中，给 RestTemplate 这个 Bean 添加一个@LoadBalanced 注解：

在这里插入图片描述

修改 order-service 服务中的 com.alex.order.service 包下的 OrderService 类中的 queryOrderById 方法。修改访问的 url 路径，用服务名代替 ip、端口：

在这里插入图片描述

spring 会自动帮助我们从 eureka-server 端，根据 userservice 这个服务名称，获取实例列表，而后完成负载均衡。

第四章 Ribbon 负载均衡

上一章中，我们添加了@LoadBalanced 注解，即可实现负载均衡功能，这是什么原理呢？

一、负载均衡原理

SpringCloud 底层其实是利用了一个名为 Ribbon 的组件，来实现负载均衡功能的。

在这里插入图片描述

那么我们发出的请求明明是 http://userservice/user/1，怎么变成了 http://localhost:8081 的呢？

二、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。
显然有人帮我们根据 service 名称，获取到了服务实例的 ip 和端口。它就是LoadBalancerInterceptor，这个类会在对 RestTemplate 的请求进行拦截，然后从 Eureka 根据服务 id 获取服务列表，随后利用负载均衡算法得到真实的服务地址信息，替换服务 id。
我们进行源码跟踪：

1. LoadBalancerInterceptor

在这里插入图片描述

可以看到这里的 intercept 方法，拦截了用户的 HttpRequest 请求，然后做了几件事：
- request.getURI()：获取请求 uri，本例中就是 http://user-service/user/8
- originalUri.getHost()：获取 uri 路径的主机名，其实就是服务 id，user-service
- this.loadBalancer.execute()：处理服务 id，和用户请求。
这里的this.loadBalancer是LoadBalancerClient类型，我们继续跟入。

2. LoadBalancerClient

继续跟入 execute 方法：

在这里插入图片描述

代码是这样的：
- getLoadBalancer(serviceId)：根据服务 id 获取 ILoadBalancer，而 ILoadBalancer 会拿着服务 id 去 eureka 中获取服务列表并保存起来。
- getServer(loadBalancer)：利用内置的负载均衡算法，从服务列表中选择一个。本例中，可以看到获取了 8082 端口的服务
放行后，再次访问并跟踪，发现获取的是 8081：

在这里插入图片描述

果然实现了负载均衡。

3. 负载均衡策略 IRule

在刚才的代码中，可以看到获取服务使通过一个getServer方法来做负载均衡:

在这里插入图片描述

我们继续跟入：

在这里插入图片描述

继续跟踪源码 chooseServer 方法，发现这么一段代码：

在这里插入图片描述

我们看看这个 rule 是谁：

在这里插入图片描述

这里的 rule 默认值是一个RoundRobinRule，看类的介绍：

在这里插入图片描述

这不就是轮询的意思嘛。
到这里，整个负载均衡的流程我们就清楚了。

4. 总结

SpringCloudRibbon 的底层采用了一个拦截器，拦截了 RestTemplate 发出的请求，对地址做了修改。用一幅图来总结一下：

在这里插入图片描述

基本流程如下：
- 拦截我们的 RestTemplate 请求 http://userservice/user/1
- RibbonLoadBalancerClient 会从请求 url 中获取服务名称，也就是 user-service
- DynamicServerListLoadBalancer 根据 user-service 到 eureka 拉取服务列表
- eureka 返回列表，localhost:8081、localhost:8082
- IRule 利用内置负载均衡规则，从列表中选择一个，例如 localhost:8081
- RibbonLoadBalancerClient 修改请求地址，用 localhost:8081 替代 userservice，得到 http://localhost:8081/user/1，发起真实请求

三、负载均衡策略

1. 负载均衡策略

负载均衡的规则都定义在 IRule 接口中，而 IRule 有很多不同的实现类：

在这里插入图片描述

不同规则的含义如下：

内置负载均衡规则类	规则描述
RoundRobinRule	简单轮询服务列表来选择服务器。它是 Ribbon 默认的负载均衡规则。
AvailabilityFilteringRule	对以下两种服务器进行忽略：（1）在默认情况下，这台服务器如果 3 次连接失败，这台服务器就会被设置为“短路”状态。短路状态将持续 30 秒，如果再次连接失败，短路的持续时间就会几何级地增加。（2）并发数过高的服务器。如果一个服务器的并发连接数过高，配置了 AvailabilityFilteringRule 规则的客户端也会将其忽略。并发连接数的上限，可以由客户端的..ActiveConnectionsLimit 属性进行配置。
WeightedResponseTimeRule	为每一个服务器赋予一个权重值。服务器响应时间越长，这个服务器的权重就越小。这个规则会随机选择服务器，这个权重值会影响服务器的选择。
ZoneAvoidanceRule	以区域可用的服务器为基础进行服务器的选择。使用 Zone 对服务器进行分类，这个 Zone 可以理解为一个机房、一个机架等。而后再对 Zone 内的多个服务做轮询。
BestAvailableRule	忽略那些短路的服务器，并选择并发数较低的服务器。
RandomRule	随机选择一个可用的服务器。
RetryRule	重试机制的选择逻辑

默认的实现就是 ZoneAvoidanceRule，是一种轮询方案

2. 自定义负载均衡策略

通过定义 IRule 实现可以修改负载均衡规则，有两种方式：

2.1 代码方式

在 order-service 中的 OrderApplication 类中，定义一个新的 IRule：

@Bean
public IRule randomRule(){
    return new RandomRule();
}

2.2 配置文件方式

在 order-service 的 application.yml 文件中，添加新的配置也可以修改规则：

userservice: # 给某个微服务配置负载均衡规则，这里是userservice服务
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule # 负载均衡规则

注意，一般用默认的负载均衡规则，不做修改。

四、饥饿加载

Ribbon 默认是采用懒加载，即第一次访问时才会去创建 LoadBalanceClient，请求时间会很长。
而饥饿加载则会在项目启动时创建，降低第一次访问的耗时，通过下面配置开启饥饿加载：

ribbon:
  eager-load:
    enabled: true
    clients: userservice

SpringCloud 微服务全栈体系（二）

第三章 Eureka 注册中心

一、Eureka 的结构和作用

二、搭建 eureka-server

1. 创建 eureka-server 服务

2. 引入 eureka 依赖

3. 编写启动类

4. 编写配置文件

5. 启动服务

三、服务注册

1. 引入依赖

2. 配置文件

3. 启动多个 user-service 实例

四、服务发现

1. 引入依赖

2. 配置文件

3. 服务拉取和负载均衡

第四章 Ribbon 负载均衡

一、负载均衡原理

二、源码跟踪

1. LoadBalancerInterceptor

2. LoadBalancerClient

3. 负载均衡策略 IRule

4. 总结

三、负载均衡策略

1. 负载均衡策略

2. 自定义负载均衡策略

2.1 代码方式

2.2 配置文件方式

四、饥饿加载

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