服务治理-Spring Cloud Eureka
微服务注册与发现
- 版本信息
- 服务发现简介
- Eureka简介
- Eureka原理
- 编写Eureka Server
- pom依赖
- 编写启动类
- 配置文件
- 编写Eureka Client
- pom依赖
- 编写启动类
- 配置文件
- Eureka Server的高可用实现
- Eureka Server改造
- Eureka Client改造
- 配置项说明
- 用户认证
- Eureka Server添加用户认证
- Eureka Client 更改 Eureka Server连接方式
- Eureka 元数据
- Eureka Rest端点
- Eureka自我保护模式
- 参考文档及书籍
版本信息
- Spring Boot（1.5.19）
- Spring Cloud （Edgware.SR5）
服务发现简介
服务发现旨在解决硬编码提供服务地址的问题，想解决这个问题，需要一个强大的服务发现机制，通过这种机制可以获取到服务提供者的网络信息，即使服务提供者的信息发生变化，服务消费者也无需修改配置文件，即通过服务发现组件实现微服务实例的自动化注册与发现。
服务提供者、服务消费者、服务发现组件关系：
- 各个微服务启动时，将自己的网络地址等信息注册到服务发现组件，服务发现组件存储这些信息
- 服务消费者从服务发现组件查询服务提供者的网络地址，并使用该地址调用服务提供者接口
- 各个微服务与服务发现组件使用一定的机制（例如心跳）通信，服务发现组件若长时间没有和某个微服务通信，就会注销该实例
- 微服务网络地址发生变更时，会重新注册到服务发现组件，服务消费者无需人工修改提供者的网络地址。
综上，服务发现组件具备以下功能：
- 服务注册表：服务发现组件核心，记录各个微服务的信息，如服务名称、IP、端口等，并提供查询API（查询已注册到注册中心的可用微服务实例）和管理API（用于服务的注册和注销）。
- 服务注册与发现：服务注册指微服务启动时，将自己的信息注册到服务发现组件；服务发现指查询可用为微服务列表及其网络地址的机制
- 服务检查：通过一定的机制检测已注册的服务，如发现某个实例长时间无法访问，则从注册表中移除
Spring Cloud提供了多种服务发现组件，如Eureka、Consul和Zookeeper等，下边我们将讲解其中的Eureka组件，其它的组件大家可以从官网文档或网络上的博客文章中学习下。
Eureka简介
Spring Cloud Eureka是Spring CLoud Netflix微服务套件中的一部分，是基于Netflix Eureka的二次封装，主要完成微服务建构中的服务治理功能，其本身是一个基于REST的服务。
Spring Cloud Netflix中还包括Ribbon、Hystrix、Fegin和Zuul等，这些组件将在后续的连载文章中介绍
Eureka原理
Eureka官网架构图：
概念说明：
- Application Service 服务提供者
- Application Client 服务消费者
- Make Remote Call 理解成调用RESTful API的行为
- us-east-1c、us-east-1d、等都是zone，属于us-east1这个region
Region和Zone是AWS（Amazon Web Services）的概念，Region标识AWS中的地理位置，每个Regioin包含多个Zone，各个Region之间完全隔离，AWS通过这种方式实现最大的容错和稳定性。
SpringCloud默认使用的Region是us-east-1，在非AWS环境下，可以将Zone理解成机房，将Region理解为跨机房的Eureka集群。
Eureka包含Eureka Server和Eureka Client两部分，作用如下：
- Eureka Server提供服务的发现能力，各个微服务启动时会向Eureka注册中心注册自己的信息，如IP、端口服务名称等，Eureka会保存这些信息
- Eureka Client 实现与Eureka Server的交互，服务启动后，会周期性的向Eureka Server发送心跳续约自己的“租期”，默认间隔时30s
- Eureka Server在一定时间间隔内如果没有接收到某个微服务实例的心跳，则会注销该实例，这个默认时间间隔时90s
- Eureka Server同时也是Eureka Client，相互之间注册可实现注册中心的高可用，同时多个Eureka之间通过复制的方式实现注册表中的数据同步
- Eureka Client 会缓存注册表中的信息到本地，因此无需每次都查询Eureka Server，从而降低了Eureka Server的压力；其次，即使Eureka Server的所有节点都宕掉，服务消费者依然可以使用缓存中的信息找到服务提供者并完成调用
编写Eureka Server
pom依赖
org.springframework.cloud
spring-cloud-starter-netflix-eureka-server
编写启动类
需要在启动类上添加@EnableEurekaServer注解，声明这是一个Eureka Server
@SpringBootApplication
@EnableEurekaServer
public class EurekaServerApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(EurekaServerApplication.class, args);
}
}
配置文件
spring.application.name=eureka-server
server.port=8761
eureka.client.register-with-eureka=false
eureka.client.fetch-registry=false
eureka.client.serviceUrl.defaultZone=http://local:8761/eureka/
配置文件简单说明：
| 参数名 | 说明 | 默认值 |
|---|---|---|
| eureka.client.register-with-eureka | 是否注册到Eureka | true |
| eureka.client.fetch-registry | 是否注册到Eureka | true |
| eureka.client.serviceUrl.defaultZone | 与Eureka Server交互的地址，多个地址间使用英文逗号分隔 |
由于这里只是一个单机的Eureka Server，因此不存在将自己作为Eureka Client注册到其它Eureka Server，也不存在从Eureka Server获取注册列表，同步其它Eureka Server节点数据的情况，所以这里配置eureka.client.register-with-eureka和eureka.client.fetch-registry都为false，如果是生产环境Eureka Server肯定是高可用的，使用默认配置即可
编写Eureka Client
pom依赖
org.springframework.cloud
spring-cloud-starter-netflix-eureka-client
编写启动类
在Spring Cloud Edgware版本之前，需要在启动类上添加@EnableEurekaClient或EnableDiscoveryClient注解，在Edgware之后，只需在pom中添加相关依赖，即可自动注册。
@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
public class UserApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(UserApplication.class, args);
}
}
配置文件
spring.application.name=user-service
server.port=8081
eureka.client.serviceUrl.defaultZone=http://local:8761/eureka/
eureka.instance.prefer-ip-address=true
配置说明：
| 参数名 | 说明 | 默认值 |
|---|---|---|
| spring.application.name | 注册到Eureka Server上的应用的名称 | |
| eureka.instance.prefer-ip-address | 表示将自己的IP注册到Eureka Server而不是hostname | false |
| eureka.client.serviceUrl.defaultZone | 与Eureka Server交互的地址，多个地址间使用英文逗号分隔 |
Eureka Server的高可用实现
前文的Eureka Server示例，是一个单节点的注册中心，并不适合线上生产环境。因为当Eureka Server宕机时，Eureka Client不能及时更新缓存中的服务列表，当其中的某个微服务实例出现不可用的情况时，就可能影响整个应用系统的稳定性
Eureka Server改造
只需要改造配置文件即可：
spring.application.name=eureka-server
server.port=9120
eureka.instance.lease-renewal-interval-in-seconds=30
eureka.instance.lease-expiration-duration-in-seconds=90
eureka.client.registry-fetch-interval-seconds=30
eureka.client.serviceUrl.defaultZone=http://slave01:9120/eureka/,http://slave02:9120/eureka/
Eureka Client改造
只需要改造配置文件即可：
spring.application.name=user-service
server.port=8081
eureka.instance.lease-renewal-interval-in-seconds=30
eureka.instance.lease-expiration-duration-in-seconds=90
eureka.client.registry-fetch-interval-seconds=30
eureka.client.serviceUrl.defaultZone=http://slave01:9120/eureka/,http://slave02:9120/eureka/
配置项说明
| 参数名 | 说明 | 默认值 |
|---|---|---|
| eureka.instance.lease-renewal-interval-in-seconds | Eureka Client发送心跳到Eureka Server的时间间隔 | 30s |
| eureka.instance.lease-expiration-duration-in-seconds | Eureka Server接收到最后一个心跳信号后到移除某个实例的等待时间 | 90s |
| eureka.client.registry-fetch-interval-seconds | Eureka Client 从Eureka Server上拉取注册信息的时间间隔 | 30s |
用户认证
之前的示例中，Eureka Server是允许匿名访问的，实际生产项目中，为了提高安全性，我们只允许经过认证校验的实例注册到Eureka
Eureka Server添加用户认证
pom文件改造：增加spring-security做安全校验
org.springframework.boot
spring-boot-starter-security
application配置文件新增开启认证、用户名和密码配置，并更改Eureka Server连接路径：
security.basic.enabled=true
security.user.name=admin
security.user.password=admin
eureka.client.serviceUrl.defaultZone=http://admin:admin@slave01:9120/eureka/,http://admin:admin@slave02:9120/eureka/
Eureka Client 更改 Eureka Server连接方式
只需要更改application中的连接方式即可：
eureka.client.serviceUrl.defaultZone=http://admin:admin@slave01:9120/eureka/,http://admin:admin@slave02:9120/eureka/
Eureka 元数据
Eureka包含两种元数据：
- 标准元数据：制定是主机名、IP地址、端口号、状态页和健康检查等信息，这些信息在服务的注册表中，用于服务之间的调用
- 自定义元数据：使用eureka.instance.metadata-map配置，这些元数据可以在远程客户端中访问，如A服务定义了eureka.instance.metadata-map的属性，B服务则可以拿到这个自定义属性。
Eureka Rest端点
常用Rest端点整理：
| 接口路径 | 功能 | 说明 |
|---|---|---|
| POST/eureka/apps/appID | 注册服务 | 输入JSON/XML格式的数据；204：成功 |
| DELETE/eureka/apps/appID/instanceID | 注销服务 | 200：成功 |
| PUT/eureka/apps/appID/instanceID | 发送心跳 | 200：成功、404：instanceID对应的服务不存在 |
| GET/eureka/apps | 查询所有实例 | 200：成功；返回JSON/XML |
| GET/eureka/apps/appID | 查询appID对应的所有实例 | 200：成功；返回JSON/XML |
| GET/eureka/apps/appID/instanceID | 查询appID下instanceID对应的实例 | 200：成功；返回JSON/XML |
| GET/eureka/apps/instances/instanceID | 查询指定的实例 | 200：成功；返回JSON/XML |
| PUT/eureka/apps/appID/instanceID/metadata?key=value | 更新指定实例的元信息 | 200：成功、500：失败 |
Eureka的通信机制使用HTTP的REST接口实现，由于HTTP的平台无关性，虽然Eureka Server通过Java实现，但是其下的微服务应用不限于使用JAVA来开发。
目前已有很多其它语言平台支持Eureka，如eureka-js-client、python-eureka等，如果使用的语言网络上面没有封装好的客户端，我们还可以自己实现，通过使用过Eureka的REST端点，我们可以实现注册服务、注销服务、心跳、服务发现等
Eureka官网REST API 文档：https://github.com/Netflix/eureka/wiki/Eureka-REST-operations
Eureka自我保护模式
当我们在本地单机调试时，经常会在Eureka的首页爆出一个警告，这个警告其实就是Eureka的自我保护机制报出来的。
默认情况下，Eureka Server在一定时间内没有接收到某个微服务的心跳，Eureka Server将注销这个实例（默认90s）。但是当网络发生故障时，Eureka Server和微服务之间无法正常通信，上边的注销行为将非常危险，因为微服务本身其实都时健康的，这个时候不应该注销。Eureka通过“自我保护”的模式解决这个问题，当Eureka Server在短时间内丢失过多的客户端时，就会进入“自我保护”的模式，将这些客户端的实例保护起来，在保护期间，如果实例出现问题，那么调用者很可能拿到实际已经不存在的服务实例，从而造成调用失败的情况出现，所以客户端必须要有容错机制，如请求重试、断路器等机制
本地调试时很容易触发注册中心的保护机制，使得注册中心维护的实例不那么准确。所以，本地开发时，可以用eureka.server.enable-self-preservation=false参数关闭保护机制，以确保注册中心将不可用的实例正确剔除。
参考文档及书籍
官方文档：
Eureka Server：https://cloud.spring.io/spring-cloud-static/Edgware.SR5/single/spring-cloud.html#spring-cloud-eureka-server
Eureka Client： https://cloud.spring.io/spring-cloud-static/Edgware.SR5/single/spring-cloud.html#_service_discovery_eureka_clients
参考书籍：
Spring Cloud微服务实战
Spring Cloud与Docker 微服务架构实战