Spring Cloud Eureka 架構(gòu)原理及集群搭建，實(shí)戰(zhàn)講解！
一、背景介紹
在之前的文章中，我們介紹了 Spring Cloud 相關(guān)的技術(shù)體系，相信大家對(duì)微服務(wù)已經(jīng)有了初步的認(rèn)識(shí)。如果做過微服務(wù)架構(gòu)相關(guān)的項(xiàng)目，會(huì)發(fā)現(xiàn)服務(wù)注冊(cè)中心、服務(wù)負(fù)載均衡和服務(wù)遠(yuǎn)程調(diào)用這三個(gè)組件，可以說是核心中的核心，整個(gè)微服務(wù)之間的互調(diào)工作都必須通過這幾個(gè)組件來完成。
其中服務(wù)注冊(cè)中心，主要專注于對(duì)整個(gè)微服務(wù)系統(tǒng)的服務(wù)注冊(cè)、發(fā)現(xiàn)、負(fù)載、降級(jí)、以及對(duì)服務(wù)健康狀態(tài)的監(jiān)控和管理功能等。
今天通過這篇文章，我們一起來了解一下 Spring Cloud 技術(shù)體系中最核心的組件之一 Eureka。
Eureka 是 Netflix 開源的一款提供服務(wù)注冊(cè)和發(fā)現(xiàn)的框架，它允許服務(wù)實(shí)例進(jìn)行自我注冊(cè)和發(fā)現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)服務(wù)的負(fù)載均衡和故障轉(zhuǎn)移。
在 Spring Cloud 的服務(wù)治理下，開發(fā)者只需通過簡(jiǎn)單的注解配置，即可快速完成具有高可用的服務(wù)注冊(cè)中心。
盡管 Netflix 之后對(duì) Eureka 不再維護(hù)了，但是它基本思想和原理對(duì)于后來的服務(wù)注冊(cè)中心發(fā)展有著深遠(yuǎn)的影響，例如阿里開源的 Nacos，能隱約看到其身影。
二、架構(gòu)演變介紹
沒有服務(wù)注冊(cè)中心之前，當(dāng)一個(gè)項(xiàng)目調(diào)用另一個(gè)項(xiàng)目接口時(shí)，通常調(diào)用流程類似于如下圖。
圖片
當(dāng)有了服務(wù)注冊(cè)中心之后，任何一個(gè)項(xiàng)目都不能直接去調(diào)用，都需要通過服務(wù)中心來完成，調(diào)用流程會(huì)變成如下圖。
圖片
可以看到，中間插入“服務(wù)中心”之后，雖然多了一個(gè)模塊，流程變得有些復(fù)雜，但是整個(gè)調(diào)用流程變得更加靈活了。尤其是在集群環(huán)境下，“服務(wù)中心”的優(yōu)勢(shì)非常明顯。
在單體架構(gòu)環(huán)境下，項(xiàng)目 A 遠(yuǎn)程調(diào)用項(xiàng)目 B 的接口，通常的做法是將接口地址 (例如http://192.168.1.1:8080/a) 寫在配置文件中，當(dāng)項(xiàng)目 B 換了服務(wù)器或者端口發(fā)生了變化，就需要手動(dòng)同步更新配置文件，十分麻煩。更重要的是，對(duì)于要求高可用的項(xiàng)目來說，通常都是集群部署，項(xiàng)目 B 會(huì)部署在多臺(tái)服務(wù)器上，需要人工進(jìn)行配置的工作量巨大。
在微服務(wù)架構(gòu)環(huán)境下，項(xiàng)目 A 和項(xiàng)目 B 在服務(wù)啟動(dòng)后，會(huì)主動(dòng)將服務(wù)實(shí)例里面的接口地址、主機(jī) IP 和端口等信息推送到“服務(wù)中心”，這個(gè)過程我們稱之為服務(wù)注冊(cè)；當(dāng)項(xiàng)目 A 準(zhǔn)備向項(xiàng)目 B 發(fā)起遠(yuǎn)程調(diào)用時(shí)，會(huì)先從“服務(wù)中心”拉取相關(guān)注冊(cè)表信息，這個(gè)過程可以稱之為服務(wù)發(fā)現(xiàn)；如果找到有效的目標(biāo)地址，最后再發(fā)起遠(yuǎn)程調(diào)用。
整個(gè)過程，項(xiàng)目 A 無需關(guān)心項(xiàng)目 B 所在的主機(jī) IP 和端口信息，也不需要寫死在配置文件中，當(dāng)項(xiàng)目 B 部署在多臺(tái)服務(wù)器上，項(xiàng)目 A 在發(fā)起調(diào)用之前，只需要抽取其中一個(gè)有效的服務(wù)發(fā)起遠(yuǎn)程調(diào)用即可，無需人工干預(yù)，極大的減輕了運(yùn)維的工作量。
可以看得出，“服務(wù)中心”的引入，相比單體架構(gòu)而已，雖然交互變得復(fù)雜了一點(diǎn)，但是帶來的好處也是明顯的，開發(fā)者只需通過較少的運(yùn)維工作，就可以實(shí)現(xiàn)服務(wù)高可用的效果。
下面我們一起來看看，如何利用 Eureka 搭建一套高可用的服務(wù)注冊(cè)中心。
三、方案實(shí)踐
在 Spring Cloud 生態(tài)中，Eureka 采用了 C-S 的架構(gòu)設(shè)計(jì)，由 Eureka server 和 Eureka client 兩個(gè)組件組成。Eureka server，通常用來做服務(wù)中心，提供服務(wù)的注冊(cè)與發(fā)現(xiàn)功能；Eureka client，用于與服務(wù)中心進(jìn)行交互，同時(shí)作為輪詢負(fù)載均衡器，并提供服務(wù)的故障切換支持。
它們之間的關(guān)系嗎，可以用如下圖來描述。
圖片
在應(yīng)用啟動(dòng)后，Eureka client 每隔一個(gè)時(shí)間段會(huì)向 Eureka server 發(fā)送心跳（默認(rèn) 30s），如果 Eureka server 在多個(gè)心跳周期沒有接受到某個(gè)節(jié)點(diǎn)的心跳，Eureka server 認(rèn)為這個(gè)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)掛掉，會(huì)將其從服務(wù)注冊(cè)表中將這個(gè)服務(wù)節(jié)點(diǎn)移除掉。
從上圖可以看到，在 Eureka 架構(gòu)中，有 3 個(gè)重要的角色，分別是：
- Eureka Server：服務(wù)注冊(cè)中心，負(fù)責(zé)提供服務(wù)注冊(cè)和發(fā)現(xiàn)功能
- Service Provider：服務(wù)提供方，會(huì)將自身服務(wù)注冊(cè)到 Eureka，以便服務(wù)消費(fèi)方能夠找到
- Service Consumer：服務(wù)消費(fèi)方，會(huì)從 Eureka 服務(wù)中心獲取服務(wù)注冊(cè)列表，以便能夠消費(fèi)服務(wù)
下面我們通過一個(gè)簡(jiǎn)單的項(xiàng)目案例，來體驗(yàn)一下這三個(gè)角色的關(guān)系。
3.1、創(chuàng)建服務(wù)注冊(cè)中心
首先，創(chuàng)建一個(gè) Spring Boot 工程，命名為eureka-server，并在pom.xml中引入相關(guān)的依賴內(nèi)容，示例如下：
<parent>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
<version>1.5.4.RELEASE</version>
<relativePath/>
</parent>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-eureka-server</artifactId>
</dependency>
</dependencies>
<dependencyManagement>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
<version>Edgware.SR3</version>
<type>pom</type>
<scope>import</scope>
</dependency>
</dependencies>
</dependencyManagement>接著，創(chuàng)建一個(gè)服務(wù)啟動(dòng)類并添加@EnableEurekaServer注解，表示當(dāng)前是一個(gè) Eureka 服務(wù)注冊(cè)中心。
@EnableEurekaServer
@SpringBootApplication
public class Application {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(Application.class,args);
}
}默認(rèn)情況下，服務(wù)注冊(cè)中心也會(huì)將自己作為客戶端來注冊(cè)它自己，因此我們需要禁用它的客戶端注冊(cè)行為。
只需要在application.properties配置文件中，添加如下信息即可。
spring.application.name=eureka-server
server.port=8001
# 表示當(dāng)前 eureka 實(shí)例主機(jī)名稱，不配置的話默認(rèn)為當(dāng)前電腦名稱
eureka.instance.hostname=localhost
# 表示是否將自己注冊(cè)到Eureka Server，默認(rèn)為true
eureka.client.register-with-eureka=false
# 表示是否從Eureka Server獲取注冊(cè)信息，默認(rèn)為true
eureka.client.fetch-registry=false啟動(dòng)服務(wù)之后，訪問http://localhost:8001/，可以看到下面的頁面，沒有發(fā)現(xiàn)任何服務(wù)，這是因?yàn)檫€沒有客戶端注冊(cè)。
圖片
3.2、創(chuàng)建服務(wù)提供方
與上文類似，首先創(chuàng)建一個(gè) Spring Boot 工程，命名為eureka-provider，并在pom.xml中引入相關(guān)的依賴內(nèi)容，示例如下：
<parent>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
<version>1.5.4.RELEASE</version>
<relativePath/>
</parent>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-eureka</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
</dependencies>
<dependencyManagement>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
<version>Edgware.SR3</version>
<type>pom</type>
<scope>import</scope>
</dependency>
</dependencies>
</dependencyManagement>接著，創(chuàng)建一個(gè)服務(wù)啟動(dòng)類并添加@EnableDiscoveryClient注解，表示當(dāng)前是一個(gè) Eureka 客戶端服務(wù)。
@EnableEurekaServer
@SpringBootApplication
public class Application {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(Application.class,args);
}
}然后，創(chuàng)建一個(gè) web 接口，以便等會(huì)發(fā)起 RPC 調(diào)用測(cè)試，可以通過DiscoveryClient接口從服務(wù)中心查詢所有注冊(cè)的服務(wù)實(shí)例。
@RestController
publicclass HelloController {
@Autowired
private DiscoveryClient discoveryClient;
/**
* 從服務(wù)中心查詢注冊(cè)的服務(wù)
* @return
*/
@GetMapping("/dc")
public String dc() {
String services = "Services: " + discoveryClient.getServices();
System.out.println(services);
return services;
}
@GetMapping("/hello")
public String index() {
System.out.println("收到客戶端發(fā)起的rpc請(qǐng)求!");
return"hello，我是服務(wù)提供方";
}
}最后，還需要在application.properties配置文件中，添加服務(wù)注冊(cè)中心地址，示例如下：
spring.application.name=eureka-provider
server.port=9001
# 設(shè)置與Eureka Server交互的地址，多個(gè)地址可使用【,】分隔
eureka.client.serviceUrl.defaultZnotallow=http://localhost:8001/eureka/啟動(dòng)服務(wù)之后，再次訪問http://localhost:8001/，可以看到下面的頁面，eureka-provider成功注冊(cè)到服務(wù)中心。
圖片
其次，也可以直接訪問http://localhost:9001/dc，查詢當(dāng)前服務(wù)中心注冊(cè)的服務(wù)，可以得到類似于如下內(nèi)容。
Services: [eureka-provider]3.3、創(chuàng)建服務(wù)消費(fèi)方
同理，創(chuàng)建一個(gè) Spring Boot 工程，命名為eureka-consumer。由于服務(wù)提供方和服務(wù)消費(fèi)方，都屬于 Eureka 客戶端服務(wù)，其pom.xml所需要的依賴內(nèi)容和服務(wù)啟動(dòng)配置完全一致，在此就不重復(fù)粘貼了。
接著，編寫一個(gè)配置類，因?yàn)樾枰l(fā)起遠(yuǎn)程調(diào)用，我們可以利用RestTemplate工具發(fā)起 HTTP 請(qǐng)求。
@Configuration
public class WebConfig {
/**
* 初始化一個(gè) RestTemplate 工具
* @return
*/
@Bean
public RestTemplate restTemplate() {
return new RestTemplate();
}
}在 Spring Cloud Commons 中提供了大量的與服務(wù)治理相關(guān)的抽象接口，例如上文介紹的DiscoveryClient，還有下文要使用的LoadBalancerClient。
LoadBalancerClient是一個(gè)負(fù)載均衡客戶端接口，我們可以利用它從服務(wù)注冊(cè)中心獲取有效的服務(wù)實(shí)例，然后發(fā)起遠(yuǎn)程調(diào)用，示例如下：
@RestController
publicclass HelloController {
@Autowired
private DiscoveryClient discoveryClient;
@Autowired
private LoadBalancerClient loadBalancerClient;
@Autowired
private RestTemplate restTemplate;
/**
* 從服務(wù)中心查詢注冊(cè)的服務(wù)
* @return
*/
@GetMapping("/dc")
public String dc() {
String services = "Services: " + discoveryClient.getServices();
System.out.println(services);
return services;
}
/**
* 發(fā)起遠(yuǎn)程調(diào)用測(cè)試
* @return
*/
@GetMapping("/rpc")
public String rpc() {
// 從服務(wù)提供方中選擇一個(gè)有效的服務(wù)實(shí)例
ServiceInstance serviceInstance = loadBalancerClient.choose("eureka-provider");
String url = "http://" + serviceInstance.getHost() + ":" + serviceInstance.getPort() + "/hello";
System.out.println("遠(yuǎn)程調(diào)用地址：" + url);
// 通過 http 方式發(fā)起遠(yuǎn)程調(diào)用
String result = restTemplate.getForObject(url, String.class);
return"發(fā)起遠(yuǎn)程調(diào)用，收到返回的信息：" + result;
}
}最后，在application.properties配置文件中添加相關(guān)的配置信息。
spring.application.name=eureka-consumer
server.port=9002
eureka.client.serviceUrl.defaultZnotallow=http://localhost:8001/eureka/將服務(wù)注冊(cè)中心、服務(wù)提供方、服務(wù)消費(fèi)方依次啟動(dòng)起來，然后訪問http://localhost:9002/rpc，可以得到類似于如下內(nèi)容。
發(fā)起遠(yuǎn)程調(diào)用，收到返回的信息：hello，我是服務(wù)提供方可以清晰的看到，服務(wù)消費(fèi)方成功的遠(yuǎn)程調(diào)用了服務(wù)提供方的接口，并收到返回結(jié)果。
四、集群配置
服務(wù)注冊(cè)中心是一個(gè)特別關(guān)鍵的服務(wù)，如果是單節(jié)點(diǎn)，一旦掛了，整個(gè)微服務(wù)就無法使用了。對(duì)于生產(chǎn)環(huán)境，通常都是通過集群方式來完成部署。
實(shí)際上，Eureka 可以通過互相注冊(cè)的方式來實(shí)現(xiàn)高可用的部署，因此我們只需要將 Eureke Server 配置其他可用的 serviceUrl 就能實(shí)現(xiàn)高可用部署。
對(duì)于雙節(jié)點(diǎn)服務(wù)注冊(cè)中心，可實(shí)現(xiàn)的思路如下！
4.1、雙節(jié)點(diǎn)服務(wù)注冊(cè)中心配置
1）創(chuàng)建application-eureka1.properties配置文件，作為eureka1服務(wù)中心的配置，并將serviceUrl指向eureka2，內(nèi)容如下：
spring.application.name=eureka-server
server.port=8001
eureka.instance.hostname=eureka1
eureka.client.serviceUrl.defaultZnotallow=http://eureka2:8002/eureka/2）創(chuàng)建application-eureka2.properties配置文件，作為eureka2服務(wù)中心的配置，并將serviceUrl指向eureka1，內(nèi)容如下：
spring.application.name=eureka-server
server.port=8002
eureka.instance.hostname=eureka2
eureka.client.serviceUrl.defaultZnotallow=http://eureka1:8001/eureka/3）在本地 hosts 文件做了一個(gè)假域名映射，用來配置區(qū)分不同的 Eureka Server 地址。
127.0.0.1 eureka1
127.0.0.1 eureka24）將服務(wù)注冊(cè)到 eureka 集群
spring.application.name=eureka-consumer
server.port=9002
eureka.client.serviceUrl.defaultZnotallow=http://eureka1:8001/eureka/,http://eureka2:8002/eureka/5）將服務(wù)進(jìn)行打包，然后啟動(dòng)
#打包
mvn clean package
# 分別以 eureka1 和 eureka2 配置信息啟動(dòng) eureka
java -jar eureka-server.jar --spring.profiles.active=eureka1
java -jar eureka-server.jar --spring.profiles.active=eureka2依次啟動(dòng)服務(wù)后，訪問http://localhost:8001/，可以得到類似于如下內(nèi)容。
圖片
其中eureka2表示備用節(jié)點(diǎn)，將其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)停掉，服務(wù)依然可以正常運(yùn)行。
4.2、eureka 集群配置
在生產(chǎn)環(huán)境，通常會(huì)配置三臺(tái)及以上的服務(wù)注冊(cè)中心，以此來保證服務(wù)的穩(wěn)定性，配置原理也類似，將當(dāng)前服務(wù)注冊(cè)中心分別指向其它的服務(wù)注冊(cè)中心。
配置文件案例如下：
# 第一個(gè)配置文件
spring.application.name=eureka-server
server.port=8001
eureka.instance.hostname=eureka1
eureka.client.serviceUrl.defaultZnotallow=http://eureka2:8002/eureka/,http://eureka3:8003/eureka/
# 第二個(gè)配置文件
spring.application.name=eureka-server
server.port=8002
eureka.instance.hostname=eureka2
eureka.client.serviceUrl.defaultZnotallow=http://eureka1:8001/eureka/,http://eureka3:8003/eureka/
# 第三個(gè)配置文件
spring.application.name=eureka-server
server.port=8003
eureka.instance.hostname=eureka3
eureka.client.serviceUrl.defaultZnotallow=http://eureka1:8001/eureka/,http://eureka2:8002/eureka/五、小結(jié)
最后總結(jié)一下，Eureka 是 Spring Cloud 體系中最重要的組件之一，主要用于服務(wù)的注冊(cè)和發(fā)現(xiàn)管理。
雖然之后 Netflix 對(duì)其停止維護(hù)了，以至于 Spring Cloud 官方不建議大家在新的項(xiàng)目中優(yōu)先使用，但是 Eureka 作為初代的服務(wù)注冊(cè)中心，但是其基本思想和原理對(duì)于后來的服務(wù)注冊(cè)中心發(fā)展有著深遠(yuǎn)的影響。
對(duì)于了解和學(xué)習(xí) Spring Cloud 技術(shù)體系，Eureka 依然是必不可少的一站。
六、參考
1.http://www.ityouknow.com/springcloud/2017/05/10/springcloud-eureka.html
