.NetCore快速上手Consul，留给自己一点思考的空间

      互联网热潮下，“微服务”技术架构成为了一种高大上的技术，其顾名思义就是将传统的大的业务服务拆分成独立的小服务，当拆分的服务慢慢多起来的时候，我们会发现服务地址很难管理，传统的方式一般会通过配置文件或者数据库存储，这种手动的维护的方式显然不够灵活，如果某个服务挂了，系统得不到及时的通知，只能等维护人员处理。这个时候如果有个中间件来做服务发现的话，显然会显得很灵活。

      .Net平台上使用“微服务”时做服务发现，目前来说Cosul是一个不错的选择。

什么是Consul

Consul是一种提供了服务发现，配置管理等功能的服务网格解决方案，是一种分布式，高可用的服务管理架构。

主要功能：

服务发现（Service Discovery）：Consul提供了通过DNS或者HTTP API接口的方式来发现服务。服务与服务之间通过Consul中心来统一获取调用服务的地址，而不再是传统模式下服务之间调用的“硬编码”配置管理。

服务注册（Service Register）：Consul提供了两种方式进行服务注册。第一种通过Http API的方式在服务启动时注册，第二种通过json配置文件的方式注册。

健康检查（Health Checking）：一旦服务注册到Consul的client节点下，consul就会根据服务注册时配置的间隔时间，主动请求服务，以获取服务的健康状态，如发现不健康的服务，则将该服务从consul中注销。

Key/Value存储：应用程序可以根据自己的需要使用Consul提供的Key/Value存储。 Consul提供了简单易用的HTTP接口，结合其他工具可以实现动态配置、功能标记、领袖选举等等功能。

 

一张图简单了解下Consul

client节点

Client表示consul的client模式，即客户端模式。

1）client节点负责转发请求给server节点，本身不持久化任何信息

2）提供服务健康检查

3）client节点支持任意扩展，数量不受限制。

server 节点

Server表示consul的server模式，即服务端模式。

1）server节点接收client的转发请求，并本地持久化这些信息，遇到故障后方便排查。

2）consul集群中至少有一个server，官方建议server节点的个数3个或者5个比较合适(集群管理)。server的集群解决了单点问题，server间需要选举一个ledger，由server-ledger负责server集群之间的信息同步。

3）采用Raft一致性协议，保证server节点之间数据一致

consul节点间通信

Consul使用GossIP协议管理成员关系、广播消息到整个集群，包括两个gossip pool（LAN pool和WAN pool），LAN pool是同一个数据中心内部通信的，WAN pool是多个数据中心之间通信的，LAN pool有多个，WAN pool只有一个。

 

通过上图我们会发现，consul推荐是以集群的形式部署。但是很多人刚开始接触学习的时候并没有那么多机器模拟（Docker模拟咱先不讨论了），server单节点模式是否可行呢？

答案当然是可行的，但弊端也显而易见，首先肯定会有单点故障问题，其次如果注册的服务太多，server需要不断的向服务发送请求，进行健康检查，显然大量、高频次的请求会极大影响consul节点。

如果只有一个server节点，那么实际上它自身即充当了client又充当了server。本文我们就以server单节点的模式，以最简单的应用和大家学习一下如何在.netcore中使用consul。

准备环境.netcore3.1 、consul部署包

首先下载consul,官方地址：https://www.consul.io/downloads，解压我们会发现就是一个exe程序，掌握一些常用的cmd命令即可。

本地环境consul启动CMD命令：

首先cd到consul.exe所在目录目录

然后输入consul agent -server -bootstrap-expect=1 -node=service1 -bind=127.0.0.1 -data-dir=./data -client=0.0.0.0 -ui -config-dir=./config

常用参数说明：

-server：表示consul代理模式，有两个选择-server和-client

-bootstrap-expect：在一个数据中心中期望提供的server节点数量,只有等到指定数量的server全部启动后，才会启动集群（自行选举ledger）

-node：集群中节点名称，同一集群中唯一，默认为主机名

-bind：绑定集群内部通信的地址，表示该节点监听的地址，这个地址必须是集群内部所有节点可达的。默认是0.0.0.0(将绑定机器得所有地址，同时把 ipv4地址告诉集群得其他人)

-client：绑定客户端的ip地址，默认127.0.0.1，可绑定多个。0.0.0.0表示谁都可以访问。

-data-dir：用于存放Agent状态的目录

-ui：启用web ui

-config-dir：配置目录，将加载目录中的 .hcl 或 .json 格式配置。 注意子路径不会加载

启动consul后，我们可以通过http://localhost:8500访问consuld的UI页面

HTTP方式注册.netcore服务
新建API项目(服务A)

Nuget添加consul依赖包

添加Consul参数配置

{
  "ConsulConfig": {
    "ServiceName": "WebApi1",
    "ServiceIP": "localhost",
    "ServicePort": 6000,
    "HealthCheck": "/healthcheck",
    "ConsulAddress": "http://localhost:8500"
  }
}

注册服务

        public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env)
        {
            if (env.IsDevelopment())
            {
                app.UseDeveloperExceptionPage();
            }

            app.UseRouting();
            //添加consul服务注册
            app.UseConsul();

            app.UseEndpoints(endpoints =>
            {
                endpoints.MapControllers();
            });
        }

 consul服务注册具体实现逻辑

    public static class ConsulExtensions
    {
        public static IApplicationBuilder UseConsul(this IApplicationBuilder app)
        {
            //获取consul配置实例
            var consulConfig = app.ApplicationServices.GetRequiredService<IOptions<ConsulOptions>>().Value;
            //获取应用程序声明周期事件
            var lifetime = app.ApplicationServices.GetRequiredService<IHostApplicationLifetime>();
            var consulClient = new ConsulClient(c =>
            {
                //consul服务注册地址
                c.Address = new Uri(consulConfig.ConsulAddress);
            });

            //服务注册配置
            var registration = new AgentServiceRegistration()
            {
                ID = Guid.NewGuid().ToString(),
                Name = consulConfig.ServiceName,//服务名称
                Address = consulConfig.ServiceIP,//服务IP
                Port = consulConfig.ServicePort,//服务端口
                Check = new AgentServiceCheck()
                {
                    DeregisterCriticalServiceAfter = TimeSpan.FromSeconds(5),//服务启动后多久注册服务
                    Interval = TimeSpan.FromSeconds(10),//健康检查时间间隔
                    HTTP = $"http://{consulConfig.ServiceIP}:{consulConfig.ServicePort}{consulConfig.HealthCheck}",//健康检查地址
                    Timeout = TimeSpan.FromSeconds(5)//超时时间
                }
            };

            //服务注册
            consulClient.Agent.ServiceRegister(registration).Wait();

            //应用程序结束时  取消注册
            lifetime.ApplicationStopping.Register(() =>
            {
                consulClient.Agent.ServiceDeregister(registration.ID).Wait();
            });

            return app;
        }
    }

     1）使用IOptions管理配置类ConsulOptions,将配置文件（比如appsettings.json）中的配置反序列化至配置类的实例中

   2）AgentServiceRegistration代理服务注册类，实例化注册服务配置。

 

健康检查接口

    [Route("[controller]")]
    [ApiController]
    public class HealthCheckController : ControllerBase
    {
        /// <summary>
        /// 健康检查接口
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        [HttpGet]
        public IActionResult Get() => Ok();
    }

 consul节点会根据配置的间隔时间进行定期请求改健康检查接口，获取服务健康状态。

 

服务启动
查看consul UI页面我们会发现我们注册的服务WebApi1信息已显示

 

那么如何做到服务发现呢？

通常情况下，如果服务B调用服务A,需要在服务B中配置并指向服务A的地址，也就是上面说的“硬编码”的配置方式，这种模式下,如果服务A部署了多个，那么就需要管理多个地址，并且服务B本身无法知道某个服务A挂掉就放弃请求。

而consul为我们提供了便利，现在服务B不用关心服务A具体的服务地址以及服务A是否健康。服务B直接请求consul服务地址，告诉它我要访问服务A,consul就会启动服务发现机制，找到所有已注册并且健康的服务A,然后根据选择其中的一个返回给服务B,然后服务B根据服务A具体的地址发起请求。consul帮我们管理了服务地址和服务健康检查。

下面我们就模拟一下consul的服务发现。

服务发现
新建API项目(服务B)

Nuget添加consul依赖包

模拟服务发现

        [HttpGet]
        [Route("/consul")]
        public void ReuestConsul()
        {
            //获取Consul配置地址
            var consulAddress = _configuration["ConsulAddress"]?.ToString();
            using (var consulClient = new ConsulClient(x => x.Address = new Uri(consulAddress)))
            {
                //获取根据服务注册名称webApi1  获取consul注册的服务
                var services = consulClient.Catalog.Service("WebApi1").Result.Response;
                if (services != null && services.Any())
                {
                    //模拟随机一台进行请求，这里只是测试，可以选择合适的负载均衡框架
                    Random r = new Random();
                    int index = r.Next(services.Count());
                    var service = services.ElementAt(index);
                    using (HttpClient client = new HttpClient())
                    {
                        //请求服务WebApi1
                        var response = client.GetAsync($"http://{service.ServiceAddress}:{service.ServicePort}/api/values").Result;
                        string result = response.Content.ReadAsStringAsync().Result;
                    }
                }
            }
        }

      1）ConsulClient实例化consul服务节点

      2）consulClient.Catalog.Service("服务名称").Result.Response根据服务名称，获取conusl注册的所有服务地址信息（IP、端口）。

 

好了，本文主要是采用server单节点的模式，和大家介绍了一下consul的特性，以及结合.netcore做了服务注册和模拟了服务发现。

我相信，大家带着动手测试一遍，也会有所思考和收获。