服务注册中心之Eureka简介及原理

    服务注册中心对整个微服务架构起着最核心的整合作用，因此对Eureka还是有很大的必要进行深入研究。

    在讨论Eureka前我们先来了解下其与zookeeper的区别：

     著名的CAP理论指出，一个分布式系统不可能同时满足C(一致性)、A(可用性)和P(分区容错性)。由于分区容错性在是分布式系统中必须要保证的，因此我们只能在A和C之间进行权衡。在此Zookeeper保证的是CP, 而Eureka则是AP。Zookeeper保证CP

zookeeper保证cp

当向注册中心查询服务列表时，我们可以容忍注册中心返回的是几分钟以前的注册信息，但不能接受服务直接down掉不可用。也就是说，服务注册功能对可用性的要求要高于一致性。但是zk会出现这样一种情况，当master节点因为网络故障与其他节点失去联系时，剩余节点会重新进行leader选举。问题在于，选举leader的时间太长，30 ~ 120s, 且选举期间整个zk集群都是不可用的，这就导致在选举期间注册服务瘫痪。在云部署的环境下，因网络问题使得zk集群失去master节点是较大概率会发生的事，虽然服务能够最终恢复，但是漫长的选举时间导致的注册长期不可用是不能容忍的。

 Eureka保证AP

Eureka看明白了这一点，因此在设计时就优先保证可用性。Eureka各个节点都是平等的，几个节点挂掉不会影响正常节点的工作，剩余的节点依然可以提供注册和查询服务。而Eureka的客户端在向某个Eureka注册或时如果发现连接失败，则会自动切换至其它节点，只要有一台Eureka还在，就能保证注册服务可用(保证可用性)，只不过查到的信息可能不是最新的(不保证强一致性)。除此之外，Eureka还有一种自我保护机制，如果在15分钟内超过85%的节点都没有正常的心跳，那么Eureka就认为客户端与注册中心出现了网络故障，此时会出现以下几种情况：
1. Eureka不再从注册列表中移除因为长时间没收到心跳而应该过期的服务
2. Eureka仍然能够接受新服务的注册和查询请求，但是不会被同步到其它节点上(即保证当前节点依然可用)
3. 当网络稳定时，当前实例新的注册信息会被同步到其它节点中

基本原理

Region、Zone解析

Eureka的官方文档对regin、zone几乎没有提及，由于概念抽象，新手很难理解。因此，在分析Eureka原理之前，我们先来了解一下region、zone、Eureka集群三者的关系，如图4-2。

图4-2 region、zone、Eureka集群之间的关系

region和zone（或者Availability Zone）均是AWS的概念。在非AWS环境下，我们可以简单地将region理解为Eureka集群，zone理解成机房。这样图4-2就很好理解了——一个Eureka集群被部署在了zone1机房和zone2机房中。

对region和zone感兴趣的读者可前往http://blog.csdn.net/awschina/article/details/17639191 扩展阅读。Spring Cloud中默认的region是us-east-1 。

Eureka架构

图4-3 Eureka架构图

图4-3是来自Eureka官方的架构图，大致描述了Eureka集群的工作过程。图中包含的组件非常多，可能比较难以理解，我们用通俗易懂的语言解释一下：

• Application Service 相当于本书中的服务提供者，Application Client相当于本书中的服务消费者；
• Make Remote Call，可以简单理解为调用RESTful API；
• us-east-1c、us-east-1d等都是zone，它们都属于us-east-1这个region；

服务启动后向Eureka注册，Eureka Server会将注册信息向其他Eureka Server进行同步，当服务消费者要调用服务提供者，则向服务注册中心获取服务提供者地址，然后会将服务提供者地址缓存在本地，下次再调用时，则直接从本地缓存中取，完成一次调用。

当服务注册中心Eureka Server检测到服务提供者因为宕机、网络原因不可用时，则在服务注册中心将服务置为DOWN状态，并把当前服务提供者状态向订阅者发布，订阅过的服务消费者更新本地缓存。

服务提供者在启动后，周期性（默认30秒）向Eureka Server发送心跳，以证明当前服务是可用状态。Eureka Server在一定的时间（默认90秒）未收到客户端的心跳，则认为服务宕机，注销该实例。Eureka的自我保护机制

在默认配置中，Eureka Server在默认90s没有得到客户端的心跳，则注销该实例，但是往往因为微服务跨进程调用，网络通信往往会面临着各种问题，比如微服务状态正常，但是因为网络分区故障时，Eureka Server注销服务实例则会让大部分微服务不可用，这很危险，因为服务明明没有问题。

为了解决这个问题，Eureka 有自我保护机制，通过在Eureka Server配置如下参数，可启动保护机制

eureka.server.enable-self-preservation=true

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它的原理是，当Eureka Server节点在短时间内丢失过多的客户端时（可能发送了网络故障），那么这个节点将进入自我保护模式，不再注销任何微服务，当网络故障回复后，该节点会自动退出自我保护模式。

自我保护模式的架构哲学是宁可放过一个，决不可错杀一千

Eureka Server高可用集群

理论上来讲，因为服务消费者本地缓存了服务提供者的地址，即使Eureka Server宕机，也不会影响服务之间的调用，但是一旦新服务上线，已经在缓存在本地的服务提供者不可用了，服务消费者也无法知道，所以保证Eureka Server的高可用还是很有必要的。

在分布式系统中，任何的地方存在单点，整个体系就不是高可用的，Eureka 也一样，在上面的架构图中Eureka Server不是以单点存在的，而是以集群的方式对外提供服务。