注册中心Eureka和Nacos，以及负载均衡Ribbon

news2024/10/7 6:43:23

1.初识微服务

1.1.什么是微服务

微服务，就是把服务拆分成为若干个服务，降低服务之间的耦合度，提供服务的独立性和灵活性。做到高内聚，低耦合。

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1.2.单体架构和微服务架构的区别：

  • 单体架构：简单方便，高度耦合，扩展性差，适合小型项目。例如：学生管理系统

  • 分布式架构：松耦合，扩展性好，但架构复杂，难度大。适合大型互联网项目，例如：京东、淘宝

  • 微服务：一种良好的分布式架构方案

    ①优点：拆分粒度更小、服务更独立、耦合度更低

    ②缺点：架构非常复杂，运维、监控、部署难度提高

  • SpringCloud是微服务架构的一站式解决方案，集成了各种优秀微服务功能组件

1.3.什么是SpringCloud

SpringCloud是一种微服务框架，集成了各种微服务功能组件，并基于SpringBoot实现了这些组件的自动装配，从而提供了良好的开箱即用体验。

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1.4.微服务技术对比

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2.Eureka注册中心

如果没有Eureka，就要把服务调用代码写死，下面是例子

//配置类注册restTemplate的bean
@Bean
    public RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }

@Autowired
private RestTemplate restTemplate;
String url = "http://localhost:8081/user/"+order.getUserId();
User user = restTemplate.getForObject(url,User.class);
order.setUser(user);

Eureka架构中，微服务角色有两类

  • EurekaServer：服务端，注册中心
    • 记录服务信息
    • 心跳监控
  • EurekaClient：客户端
    • Provider：服务提供者
      • 注册自己的信息到EurekaServer
      • 每隔30秒向EurekaServer发送心跳
    • consumer：服务消费者
      • 根据服务名称从EurekaServer拉去服务列表
      • 基于服务列表做负载均衡，选中一个微服务后发起远程调用

2.1.Eureka作用

在这里插入图片描述

  • 消费者如何获取服务提供者具体信息？
    • 提供者启动时向eureka注册自己的信息
    • eureka保存这些信息
    • 消费者根据服务名称向eureka获取提供者信息
  • 如果有多个服务提供者，消费者利用负载均衡算法，从服务器列表挑选一个
  • 消费者如何感知服务提供者健康状态？
    • 提供者每30s想EurekaServer发送心跳请求，报告健康状态
    • eureka会更新记录服务器列表信息，不健康的会被删除
    • 消费者就可以拉取到最新信息

2.2.搭建Eureak服务

流程：搭建注册中心 --> 服务注册 --> 服务发现

2.2.1.搭建Eureka服务

1.引入依赖，服务器依赖

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

2.加注解@EnableEurekaServer，表示启用Eureka服务

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);
    }
}

3.编写配置文件application.yml，把eureka注册为服务

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

2.3.2.服务注册

1.引入依赖，客户端依赖

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

2.注册服务，配置eureka地址

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

2.3.3.服务发现(服务拉取)

1.添加依赖(消费者也要添加客户端依赖)
2.配置文件(消费者也要添加到服务)
3.修改url路径(服务拉取)

String url = "http://user-service/user/"+order.getUserId();
        User user = restTemplate.getForObject(url,User.class);
        order.setUser(user);

4.负载均衡@LoadBalanced

    //配置类注册restTemplate的bean
    @Bean
    @LoadBalanced
    public RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }

2.3.Eureka和Ribbon

Eureka是一个服务注册和发现的组件，Ribbon是一个负载均衡的组件。
在这里插入图片描述

负载均衡流程

在这里插入图片描述

2.3.1.Ribbon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

2.3.2.Ribbon负载均衡配置

两种方式的区别：

  • 代码方式：全局配置，所有order的服务者都是这个配置，
  • 配置文件方式：给某个微服务配置负载均衡规则，比如只配置userservice服务
  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();
}
  1. 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。

2.3.3.饥饿加载

默认是懒加载：第一次使用才加载LoadBalanceClient
饥饿加载：启动即加载

ribbon:
  eager-load:
    clients: 
    - user-service   # 指定饥饿加载的服务名称，多个就换行加 -
    enabled: true  # 开启饥饿加载

3.Nacos注册中心

Nacos是阿里巴巴的产品，现在是SpringCloud中的一个组件。相比Eureka功能更加丰富，在国内受欢迎程度较高。

3.1.服务注册到nacos

在Nacos的GitHub页面，提供有下载链接，可以下载编译好的Nacos服务端或者源代码：

GitHub主页：https://github.com/alibaba/nacos

GitHub的Release下载页：https://github.com/alibaba/nacos/releases

下载解压到无中文无空格的目录下，
启动：cmd命令

startup.cmd -m standalone

1.引入依赖

在cloud-demo父工程的pom文件中的<dependencyManagement>中引入SpringCloudAlibaba的依赖：

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
    <version>2.2.5.RELEASE</version>
    <type>pom</type>
    <scope>import</scope>
</dependency>

然后在user-service和order-service中的pom文件中引入nacos-discovery依赖：

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>

注意：不要忘了注释掉eureka的依赖。

2.配置nacos地址

在user-service和order-service的application.yml中添加nacos地址：

spring:
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848

注意：不要忘了注释掉eureka的地址

3.2.服务分级存储模型

一个服务有多个实例，同一个机房内的实例，划分为一个集群
在这里插入图片描述
一级：集群
二级：服务
三级：实例

3.2.1.配置集群

方法一：
修改user-service的application.yml文件，添加集群配置：

spring:
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848
      discovery:
        cluster-name: HZ # 集群名称

修改一个集群，启动对应实例，再修改集群，再启动实例，即可实现集群划分配置。

方法二：
也可以修改服务的VM选项
-Dserver.port=8083 -Dspring.cloud.nacos.discovery.cluster-name=SH
在这里插入图片描述

3.2.2.配置同集群优先的负载均衡

1.给消费者添加集群

spring:
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848
      discovery:
        cluster-name: HZ # 集群名称

2.在消费者yml文件中修改负载均衡规则

userservice:
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.alibaba.cloud.nacos.ribbon.NacosRule # 负载均衡规则

3.3.配置权重

  • 权重在可以设置在0~1之间
  • 权重越高，被访问的越多
  • 权重为零，不会被访问

3.4.环境隔离

Nacos提供了namespace来实现环境隔离功能。例如开发环境和生产环境隔离

  • nacos中可以有多个namespace
  • namespace下可以有group、service等
  • 不同namespace之间相互隔离，例如不同namespace的服务互相不可见
  • 每个namespace有唯一的id

在这里插入图片描述
在yml文件中，添加namespace的id

spring:
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848
      discovery:
        cluster-name: HZ
        namespace: 492a7d5d-237b-46a1-a99a-fa8e98e4b0f9 # 命名空间，填ID

3.5.Eureka和nacos的区别

在这里插入图片描述

  • Nacos与eureka的共同点

    • 都支持服务注册和服务拉取
    • 都支持服务提供者心跳方式做健康检测

  • Nacos与Eureka的区别

    • Nacos支持服务端主动检测提供者状态：临时实例采用心跳模式，非临时实例采用主动检测模式
    • 临时实例心跳不正常会被剔除，非临时实例则不会被剔除
    • Nacos支持服务列表变更的消息推送模式，服务列表更新更及时
    • Nacos集群默认采用AP(强调服务可用性)方式，当集群中存在非临时实例时，采用CP(强调数据可靠性和一致性)模式；Eureka采用AP方式

Nacos的服务实例分为两种l类型：

  • 临时实例：如果实例宕机超过一定时间，会从服务列表剔除，默认的类型。

  • 非临时实例：如果实例宕机，不会从服务列表剔除，也可以叫永久实例。
    配置一个实例为永久实例，yml文件添加以下配置

spring:
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        ephemeral: false # 设置为非临时实例

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