SpringCloud系列之一---搭建高可用的Eureka注册中心

前言

本篇文章主要介绍的是SpringCloud相关知识、微服务架构以及搭建服务注册与发现的服务模块(Eureka)以及Eureka集群。

GitHub源码链接位于文章底部。

什么是SpringCloud

Spring Cloud 是一系列框架的有序集合。 它利用 Spring Boot 的开发便利性巧妙地简化了分布式系统基础设施的开发， 如服务发现注册、配置中心、消息总线、负载均衡、熔断器、数据监控等，都可以用 Spring Boot 的开发风格做到一键启动和部署。Spring 并没有复制造轮子，它只是将目前各家公司开发的比较成熟、经得起实际考验的服务框架组合起来，通过 SpringBoot 风格进行再封装屏蔽掉了复杂的配置和实现原理，最终开发者留出了一套简单易懂、易部署和易维护的分布式系统开发工具包。

SpringCloud 与 SpringBoot 的关系

Spring Boot是Spring的一套快速配置脚手架，可以基于Spring Boot快速开发单个微服务，Spring Cloud是一个基于Spring Boot实现的云应用开发工具；Spring Boot专注于快速、方便集成的单个微服务个体，Spring Cloud关注全局的服务治理框架；Spring Boot 使用了默认大于配置的理念，很多集成方案已经帮你选择好了，能不配置就不配置，Spring Cloud很大的一部分是基于Spring Boot来实现，可以不基于Spring Boot吗？不可以。
Spring Boot可以离开Spring Cloud独立使用开发项目， 但是Spring Cloud离不开Spring Boot，属于依赖的关系。

SpringCloud 主要组件

| 用途 | 组件|
| ------------ |
| 服务发现|Netflix Eureka |
| 服务调用|Netflix Feign |
| 熔断器|Netflix Hystrix |
| 服务网关|Netflix Zuul |
| 分布式配置|Spring Cloud Config |
|消息总线| Spring Cloud Bus|

SpringCloud 与 Dubbo 对比

dubbo由于是二进制的传输，占用带宽会更少。
springCloud是http协议传输，带宽会比较多，同时使用http协议一般会使用JSON报文，消耗会更大。
dubbo的开发难度较大，原因是dubbo的jar包依赖问题很多大型工程无法解决。
Dubbo只是实现了服务治理，而Spring Cloud下面有很多个子项目分别覆盖了微服务架构下的方方面面，服务治理只是其中的一个方面，一定程度来说，Dubbo 只是 Spring CloudNetflix 中的一个子集。

	Dubbo	SpringCloud
服务注册中心	Zookeeper	Spring Cloud Netflix Eureka
服务调用方式	RPC	REST API
服务网关	无	Spring Cloud Netflix Zuul /Spring Cloud GateWay
熔断器	不完善	Spring Cloud Netflix Hystrix
分布式配置	无	Spring Cloud Config
服务跟踪	无	Spring Cloud Sleuth
消息总线	无	Spring Cloud Bus
数据流	无	Spring Cloud Stream
批量任务	无	Spring Cloud Task
......	......	......

SpringCloud 的版本

SpringCloud 由于是一系列框架组合，为了避免与包含的自框架版本产生混淆，采用伦敦地铁站的名称作为版本名，形式为版本名+里程碑号。M9为第 9 个里程碑版本。以下是SpringBoot与Spring Cloud版本的对照表。

Spring Boot	Spring Cloud
1.2.x	Angel 版本
1.3.x	Brixton 版本
1.4.x	Camden 版本
1.5.x	Dalston 版本、 Edgware 版本
2.0.x	Finchley 版本

服务发现组件 Eureka

Eureka是Netflix 开发的服务发现框架，SpringCloud将它集成在自己的子项目spring-cloud-netflix中，实现SpringCloud的服务发现功能。Eureka包含两个组件：Eureka Server和Eureka Client。

Eureka Server提供服务注册服务，各个节点启动后，会在Eureka Server中进行注册，这样EurekaServer中的服务注册表中将会存储所有可用服务节点的信息，服务节点的信息可以在界面中直观的看到。

自我保护机制

Eureka Client是一个java客户端，用于简化与Eureka Server的交互，客户端同时也就别一个内置的、使用轮询(round-robin)负载算法的负载均衡器。在应用启动后，将会向EurekaServer发送心跳,默认周期为30秒，如果Eureka Server在多个心跳周期内没有接收到某个节点的心跳，Eureka Server将会从服务注册表中把这个服务节点移除(默认90秒)。但是在短时间内丢失大量的实例心跳，这时候EurekaServer会开启自我保护机制，Eureka不会踢出该服务，这就是Eureka的自我保护机制。
产生原因：在开发测试时，需要频繁地重启微服务实例，但是我们很少会把eureka server一起重启（因为在开发过程中不会修改eureka注册中心），当一分钟内收到的心跳数大量减少时，会触发该保护机制。可以在eureka管理界面看到Renews threshold和Renews(last min)，当后者（最后一分钟收到的心跳数）小于前者（心跳阈值）的时候，触发保护机制，会出现红色的警告：

EMERGENCY!EUREKA MAY BE INCORRECTLY CLAIMING INSTANCES ARE UP WHEN THEY'RE NOT.RENEWALS ARE LESSER THAN THRESHOLD AND HENCE THE INSTANCES ARE NOT BEGING EXPIRED JUST TO BE SAFE.

从警告中可以看到，eureka认为虽然收不到实例的心跳，但它认为实例还是健康的，eureka会保护这些实例，不会把它们从注册表中删掉。

该保护机制的目的是避免网络连接故障，在发生网络故障时，微服务和注册中心之间无法正常通信，但服务本身是健康的，不应该注销该服务，如果eureka因网络故障而把微服务误删了，那即使网络恢复了，该微服务也不会重新注册到eureka server了，因为只有在微服务启动的时候才会发起注册请求，后面只会发送心跳和服务列表请求，这样的话，该实例虽然是运行着，但永远不会被其它服务所感知。所以，eureka server在短时间内丢失过多的客户端心跳时，会进入自我保护模式，该模式下，eureka会保护注册表中的信息，不在注销任何微服务，当网络故障恢复后，eureka会自动退出保护模式。自我保护模式可以让集群更加健壮。

但是我们在开发测试阶段，需要频繁地重启发布，如果触发了保护机制，则旧的服务实例没有被删除，这时请求有可能跑到旧的实例中，而该实例已经关闭了，这就导致请求错误，影响开发测试。所以，在开发测试阶段，我们可以把自我保护模式关闭，只需在eureka server配置文件中加上如下配置即可：

#eureka基本配置信息
eureka:
  client:
    service-url:
      #Eureka 客户端与 Eureka 服务端进行交互的地址
      defaultZone: http://127.0.0.1:${server.port}/eureka
    #是否将自己注册到Eureka服务中,本身就是注册中心所以无需注册
    register-with-eureka: false
    #是否从Eureka中检索注册信息,本身就是注册中心所以无需检索
    fetch-registry: false
  server:
    # 测试时关闭自我保护机制，保证不可用服务及时踢出
    enable-self-preservation: false
    ##剔除失效服务间隔
    eviction-interval-timer-in-ms: 2000

在eureka client配置文件中加上：

#eureka基本配置信息
eureka:
  client:
    service-url:
      #Eureka 客户端与 Eureka 服务端进行交互的地址
      defaultZone: http://127.0.0.1:8100/eureka/
  # 心跳检测检测与续约时间
  # 测试时将值设置设置小些，保证服务关闭后注册中心能及时踢出服务
  instance:
    # Eureka客户端向服务端发送心跳的时间间隔，单位为秒（客户端告诉服务端自己会按照该规则）
    lease-renewal-interval-in-seconds: 1
    # Eureka服务端在收到最后一次心跳之后等待的时间上限，单位为秒，超过则剔除（客户端告诉服务端按照此规则等待自己）
    lease-expiration-duration-in-seconds: 2

但在生产环境，不会频繁重启，所以，一定要把自我保护机制打开，否则网络一旦中断，就无法恢复。
当然关于自我保护还有很多个性化配置，这里不详细说明。

注意考虑网络不可达情况下：调用接口幂等、重试、补偿等。

创建工程

1. 目前工程结构

2. 首先创建父工程springcloud，以后这个工程下存放子工程eureka，feign，zuul等组件

将该工程的src文件夹删除，在pom文件中添加依赖

    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.0.1.RELEASE</version>
        <relativePath ></relativePath>
    </parent>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
	
    <!--引用仓库-->
    <repositories>
        <repository>
            <id>spring-milestones</id>
            <name>Spring Milestones</name>
            <url>https://repo.spring.io/milestone</url>
            <snapshots>
                <enabled>false</enabled>
            </snapshots>
        </repository>
    </repositories>

    <!--管理依赖，子项目中的依赖不用列出版本号-->
    <dependencyManagement>
        <dependencies>
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
                <version>Finchley.M9</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>
        </dependencies>
    </dependencyManagement>

创建eureka父工程

新建springcloud-eureka项目，在pom文件中添加依赖

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

创建eureka服务端

以springcloud-eureka为父工程，新建springboot-eureka-server项目，这里不需要添加eureka-server依赖，因为父工程中有了。

1. 添加配置

在resources目录中添加application.yml文件，在文件中添加配置

#服务端口号
server:
  port: 8100

spring:
  application:
    name: eureka-server
	
#eureka基本配置信息
eureka:
  client:
    service-url:
      #Eureka 客户端与 Eureka 服务端进行交互的地址
      defaultZone: http://127.0.0.1:${server.port}/eureka
    #是否将自己注册到Eureka服务中,本身就是注册中心所以无需注册
    register-with-eureka: false
    #是否从Eureka中检索注册信息,本身就是注册中心所以无需检索
    fetch-registry: false
  server:
    # 测试时关闭自我保护机制，保证不可用服务及时踢出
    enable-self-preservation: false
    ##剔除失效服务间隔
    eviction-interval-timer-in-ms: 2000

2. 启动类

java目录下创建com.lxg二级目录，然后创建EurekaServerApp启动类

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

在类上加EnableEurekaServer注解，启动EurekaServer。

创建eureka客户端

以springcloud-eureka为父工程，新建springboot-eureka-client项目。在pom文件中添加依赖：

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

1. 添加配置

在resources目录中添加application.yml文件，在文件中添加配置

#端口号
server:
  port: 9100

spring:
  application:
    name: eureka-client

#eureka基本配置信息
eureka:
  client:
    service-url:
      #Eureka 客户端与 Eureka 服务端进行交互的地址
      defaultZone: http://127.0.0.1:8100/eureka/
  # 心跳检测检测与续约时间
  # 测试时将值设置设置小些，保证服务关闭后注册中心能及时踢出服务
  instance:
    # Eureka客户端向服务端发送心跳的时间间隔，单位为秒（客户端告诉服务端自己会按照该规则）
    lease-renewal-interval-in-seconds: 1
    # Eureka服务端在收到最后一次心跳之后等待的时间上限，单位为秒，超过则剔除（客户端告诉服务端按照此规则等待自己）
    lease-expiration-duration-in-seconds: 2

2. 启动类

java目录下创建com.lxg二级目录，然后创建EurekaClientApp启动类，这里启动类名称不能为EurekaClient,否则会起冲突导致启动失败。类上使用EnableEurekaClient注解。

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

测试

先启动服务端，再启动客户端，访问127.0.0.1:8100 ,访问监控页面。

图中的红色字体是在提示已经关闭了eureka的自我保护机制，此时如果关闭客户端，页面中的服务就会被踢出，如果没有关闭的话，即使客户端关闭了，服务依然会存在。

高可用注册中心(Eureka集群)

在微服务中，注册中心非常核心，可以实现服务治理，如果一旦注册出现故障的时候，可能会导致整个微服务无法访问，在这时候就需要对注册中心实现高可用集群模式。

Eureka高可用原理

默认情况下Eureka是让服务注册中心，不注册自己，但是在集群中，需要设置能注册自己，因为这两个属性默认为true，只需要不写就行了。

###使该注册中心注册自己
    register-with-eureka: true
###需要去注册中心上检索服务
    fetch-registry: true

Eureka高可用实际上将自己作为服务向其他服务注册中心注册自己，这样就可以形成一组相互注册的服务注册中心，从而实现服务清单的互相同步，达到高可用效果。

Eureka集群环境搭建

新增server1，server2，server3三个节点。

server1配置：

#服务端口号
server:
  port: 8100

spring:
  application:
    name: eureka-server

#eureka基本配置信息
eureka:
  client:
    service-url:
      #Eureka 客户端与 Eureka 服务端进行交互的地址
      defaultZone: http://127.0.0.1:8200/eureka,http://127.0.0.1:8300/eureka
  server:
    # 测试时关闭自我保护机制，保证不可用服务及时踢出
    enable-self-preservation: false
    ##剔除失效服务间隔
    eviction-interval-timer-in-ms: 2000

server2配置：

#服务端口号
server:
  port: 8200

spring:
  application:
    name: eureka-server

#eureka基本配置信息
eureka:
  client:
    service-url:
      #Eureka 客户端与 Eureka 服务端进行交互的地址
      defaultZone: http://127.0.0.1:8100/eureka,http://127.0.0.1:8300/eureka
  server:
    # 测试时关闭自我保护机制，保证不可用服务及时踢出
    enable-self-preservation: false
    ##剔除失效服务间隔
    eviction-interval-timer-in-ms: 2000

server3配置：

#服务端口号
server:
  port: 8300

spring:
  application:
    name: eureka-server

#eureka基本配置信息
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://127.0.0.1:8100/eureka,http://127.0.0.1:8200/eureka
  server:
    # 测试时关闭自我保护机制，保证不可用服务及时踢出
    enable-self-preservation: false
    ##剔除失效服务间隔
    eviction-interval-timer-in-ms: 2000

然后修改客户端的配置，因为以前是单个eureka注册中心，只需要注册进一个地址就行了，现在要注册进所有的注册中心。

#端口号
server:
  port: 9100

spring:
  application:
    name: eureka-client

#eureka基本配置信息
eureka:
  client:
    service-url:
      #Eureka 客户端与 Eureka 服务端进行交互的地址
      #单机
      #defaultZone: http://127.0.0.1:8100/eureka/
      #集群
      defaultZone: http://127.0.0.1:8100/eureka/,http://127.0.0.1:8200/eureka/,http://127.0.0.1:8300/eureka/
  # 心跳检测检测与续约时间
  # 测试时将值设置设置小些，保证服务关闭后注册中心能及时踢出服务
  instance:
    # Eureka客户端向服务端发送心跳的时间间隔，单位为秒（客户端告诉服务端自己会按照该规则）
    lease-renewal-interval-in-seconds: 1
    # Eureka服务端在收到最后一次心跳之后等待的时间上限，单位为秒，超过则剔除（客户端告诉服务端按照此规则等待自己）
    lease-expiration-duration-in-seconds: 2

先启动所有的服务端节点，再启动客户端。访问localhost:8100 ,localhost:8200 ,localhost:8300 都能进入eureka的界面，同时看到客户端服务和其他的注册中心。这个时候即使有某一个节点挂了，服务依然是可用的，而且性能肯定比单机版要好。

搭建eureka集群有几点需要注意的：

1.与先前独立运行注册不同，注意defaultZone属性,它的值为除了自己以外的所有eureka节点的地址，以英文逗号分割。
2.去掉fetch-registry 与 register-with-eureka配置(其实这样做就会取对应的默认值，两个值均为true)，需要让自己能被注册和检索。
3.启动第一个注册中心时会报Cannot execute request on any known server的错误，暂时不管它，实际上eureka注册中心的ui界面是能打开的，当所有的节点启动完毕，就能找到服务，此错误就会消失。
4.所有注册中心的节点的spring.application.name必须保持一致。
5.当客户端需要往注册中心集群注册服务时defaultZone属性需要把所有节点地址都加上，如果像单节点一样的话，你连接的那个节点挂了，集群中其他节点就无法获取到该服务，也就不能达到高可用。

本文GitHub源码：https://github.com/lixianguo5097/springcloud/tree/master/springcloud-eureka

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简书：https://www.jianshu.com/u/e99381e6886e
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