【微服务】Eureka注册中心

news2024/11/16 16:47:43

本系列介绍的是Spring Cloud中涉及的知识点，如有错误欢迎指出~

一.引子

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

  • 大家思考几个问题：

    • 问题一：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？

    • 问题二：有多个user-service实例地址，order-service调用时该如何选择？

    • 问题三：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？

二.Eureka作用

上述问题都需要利用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

  • 让我们一起看看Eureka如何解决上述问题

  • 问题1：order-service如何得知user-service实例地址？

    • user-service服务每个实例启动后，都会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(注册信息，发送心跳)，又可以是服务消费者(拉取服务列表，远程调用)，因此eureka将服务注册、服务发现等功能统一封装到了eureka-client端

三.Eureka使用

接下来让我们按照如下步骤动手实践Eureka使用流程：
在这里插入图片描述

(1) 搭建EurekaServer

首先注册中心服务端：eureka-server，这必须是一个独立的微服务

(1.2) 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

(1.2) 引入eureka依赖

在eureka-server的pom文件中引入SpringCloud为eureka提供的starter依赖：

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

注：如果父工程没有统一管理依赖版本，此处需要指定依赖版本

(1.3) 编写启动类

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

package cn.itcast.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);
    }
}

(1.4) 编写配置文件

创建一个application.yml文件，添加如下内容：

server:
  port: 10086 # 服务端口
spring:
  application:
    name: eureka-server # eureka的服务名称 
eureka:
  client:
    service-url:  # eureka的地址信息
      defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka

说明：eurake也是一个微服务，所以在启动时也会将自己注册到eureka(集群时通信使用)

(1.5) 启动服务

启动微服务后，可以在浏览器访问上述配置的地址：http://127.0.0.1:10086

看到下面结果应该是成功了：

(2) 服务注册

eureka已经搭建好了，接下来，我们将服务user-service注册到eureka-server中去。

(2.1) 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>

注：如果父工程没有统一管理依赖版本，此处需要指定依赖版本

(2.2) 编写配置文件

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

spring:
  application:
    name: userservice # user服务的服务名称
eureka:
  client:
    service-url: # euraka的地址信息
      defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka

(2.3) 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，一个是8081端口，一个是8082端口：

在这里插入图片描述

  • 启动两个user-service实例：

在这里插入图片描述

  • 在浏览器中查看eureka-server管理页面：

在这里插入图片描述

我们可以看到启动的两个user-service实例已经成功注册到eureka

(3) 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，再次进行远程调用（实现服务发现）。

(3.1) 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>

注：如果父工程没有统一管理依赖版本，此处需要指定依赖版本

(3.2) 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 # # order服务的服务名称
eureka:
  client:
    service-url:  # euraka的地址信息
      defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka

(3.3) 服务拉取

修改order-service服务中OrderService类中的queryOrderById方法。修改访问的url路径，用注册的服务名代替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。

(3.4) 负载均衡

最后，我们要对拉取的user-service服务的实例列表实现负载均衡。

在order-service的启动类OrderApplication中，给RestTemplate这个Bean添加一个@LoadBalanced注解实现负载均衡：

在这里插入图片描述

(3.5) 测试

我们可以发现访问：http://localhost:8080/order/ 101 102 103 104 两个实例都接收到了请求并响应实现了负载均衡。
在这里插入图片描述

四.Ribbon负载均衡(扩展)

上一节中，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？

(1) 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？

(2) 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：

(2.1) LoadBalancerIntercepor

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。

(2.2) 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。

(2.3) 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。

(2.4) 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

(3) 负载均衡策略

(3.1) 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

(3.2) 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：

  1. 代码方式(全局生效)：在order-service中的启动类OrderApplication中，定义一个新的IRule：
@Bean
public IRule randomRule(){
    return new RandomRule();
}
  1. 配置文件方式(针对某个微服务)：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。

(4) 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，可在yml文件中进行下面配置开启饥饿加载：

ribbon:
  eager-load:
    enabled: true  # 开启饥饿加载
    clients: userservice # 指定对userservice这个服务饥饿加载

在这里插入图片描述

对比可见请求加载时间缩短了许多

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