基于spring cloud框架下eureka组件Finchley.SR3版本
1、简介
Finchley.SR3版本是截止发稿位置，是F版最新的版本了，Eureka是Netflix开发的服务发现组件，本身是一个基于REST的服务。为什么要使用Eureka，因为在一个完整的系统架构中，任何单点的服务都不能保证不会中断，因此我们需要服务发现机制，在某个节点中断后，其它的节点能够继续提供服务，从而保证整个系统是高可用的。
服务发现有两种模式：一种是客户端发现模式，一种是服务端发现模式。Erueka采用的是客户端发现模式。
2、服务治理的功能与作用
Eureka Server会提供服务注册服务，各个服务节点启动后，会在Eureka Server中进行注册，这样Eureka Server中就有了所有服务节点的信息，并且Eureka有监控页面，可以在页面中直观的看到所有注册的服务的情况。同时Eureka有心跳机制，当某个节点服务在规定时间内没有发送心跳信号时，Eureka会从服务注册表中把这个服务节点移除。Eureka还提供了客户端缓存的机制，即使所有的Eureka Server都挂掉，客户端仍可以利用缓存中的信息调用服务节点的服务。Eureka一般配合Ribbon进行使用，Ribbon提供了客户端负载均衡的功能，Ribbon利用从Eureka中读取到的服务信息，在调用服务节点提供的服务时，会合理的进行负载。
Eureka通过心跳检测、健康检查、客户端缓存等机制，保证了系统具有高可用和灵活性
3、常用配置
Eureka主要有三个模块的参数：
Eureka server
Eureka client
Eureka instance
Eureka Server
Eureka Server 的配置参数格式：eureka.server.xxx。
一、enable-self-preservation
表示注册中心是否开启服务的自我保护能力。
什么是自我保护？看这篇文章：SpringCloud Eureka自我保护机制
二、renewal-percent-threshold
表示 Eureka Server 开启自我保护的系数，默认：0.85。
三、eviction-interval-timer-in-ms
表示 Eureka Server 清理无效节点的频率，默认 60000 毫秒（60 秒）。
更多 Eureka Server 参数配置可以看一下这个类：
org.springframework.cloud.netflix.eureka.server.EurekaServerConfigBean
Eureka Instance
Eureka Instance 的配置参数格式：eureka.instance.xxx。
instance-id
表示实例在注册中心注册的唯一ID。
prefer-ip-address
- true：实例以 IP 的形式注册
- false：实例以机器 HOSTNAME 形式注册
lease-expiration-duration-in-seconds
表示 Eureka Server 在接收到上一个心跳之后等待下一个心跳的秒数（默认 90 秒），若不能在指定时间内收到心跳，则移除此实例，并禁止此实例的流量。
- 此值设置太长，即使实例不存在，流量也能路由到该实例
- 此值设置太小，由于网络故障，实例会被取消流量
需要设置为至少高于 lease-renewal-interval-in-seconds 的值，不然会被误移除了。
lease-renewal-interval-in-seconds
表示 Eureka Client 向 Eureka Server 发送心跳的频率（默认 30 秒），如果在 lease-expiration-duration-in-seconds 指定的时间内未收到心跳，则移除该实例。
更多 Eureka Instance 参数配置可以看一下这个类：
org.springframework.cloud.netflix.eureka.EurekaInstanceConfigBean
Eureka Client
Eureka Client 的配置参数格式：eureka.client.xxx。
register-with-eureka
表示此实例是否注册到 Eureka Server 以供其他实例发现。在某些情况下，如果你不想自己的实例被发现，而只想发现其他实例，配置为 false 即可。
fetch-registry
表示客户端是否从 Eureka Server 获取实例注册信息。
serviceUrl.defaultZone
表示客户端需要注册的 Eureka Server 的地址。
更多 Eureka Client 参数配置可以看一下这个类：
org.springframework.cloud.netflix.eureka.EurekaClientConfigBean
4、原理及源码分析
Register：服务注册
当Eureka客户端向Eureka Server注册时，它提供自身的元数据，比如IP地址、端口，运行状况指示符URL，主页等。
Renew：服务续约
Eureka客户会每隔30秒发送一次心跳来续约。 通过续约来告知Eureka Server该Eureka客户仍然存在，没有出现问题。 正 常情况下，如果Eureka Server在90秒没有收到Eureka客户的续约，它会将实例从其注册表中删除。 建议不要更改续约间隔。
Fetch Registries：获取注册列表信息
Eureka客户端从服务器获取注册表信息，并将其缓存在本地。客户端会使用该信息查找其他服务，从而进行远程调用。该注册列表信息定期（每30秒钟）更新一次。每次返回注册列表信息可能与Eureka客户端的缓存信息不同， Eureka客户端自动处理。如果由于某种原因导致注册列表信息不能及时匹配，Eureka客户端则会重新获取整个注册表信息。 Eureka服务器缓存注册列表信息，整个注册表以及每个应用程序的信息进行了压缩，压缩内容和没有压缩的内容完全相同。Eureka客户端和Eureka 服务器可以使用JSON / XML格式进行通讯。在默认的情况下Eureka客户端使用压缩JSON格式来获取注册列表的信息。
Cancel：服务下线
Eureka客户端在程序关闭时向Eureka服务器发送取消请求。 发送请求后，该客户端实例信息将从服务器的实例注册表中删除。该下线请求不会自动完成，它需要调用以下内容：
DiscoveryManager.getInstance().shutdownComponent()；
Eviction 服务剔除
在默认的情况下，当Eureka客户端连续90秒没有向Eureka服务器发送服务续约，即心跳，Eureka服务器会将该服务实例从服务注册列表删除，即服务剔除。
如图为Eureka的高级架构图，该图片来自于Eureka开源代码的文档，地址为https://github.com/Netflix/eureka/wiki/Eureka-at-a-glance 。
从图可以看出在这个体系中，有2个角色，即Eureka Server和Eureka Client。而Eureka Client又分为Applicaton Service和Application Client，即服务提供者何服务消费者。 每个区域有一个Eureka集群，并且每个区域至少有一个eureka服务器可以处理区域故障，以防服务器瘫痪。
Eureka Client向Eureka Serve注册，并将自己的一些客户端信息发送Eureka Serve。然后，Eureka Client通过向Eureka Serve发送心跳（每30秒）来续约服务的。 如果客户端持续不能续约，那么，它将在大约90秒内从服务器注册表中删除。 注册信息和续订被复制到集群中的Eureka Serve所有节点。 来自任何区域的Eureka Client都可以查找注册表信息（每30秒发生一次）。根据这些注册表信息，Application Client可以远程调用Applicaton Service来消费服务。
Register服务注册
服务注册，即Eureka Client向Eureka Server提交自己的服务信息，包括IP地址、端口、service ID等信息。如果Eureka Client没有写service ID，则默认为 ${spring.application.name}。
服务注册其实很简单，在Eureka Client启动的时候，将自身的服务的信息发送到Eureka Server。现在来简单的阅读下源码。在Maven的依赖包下，找到eureka-client-1.6.2.jar包。在com.netflix.discovery包下有个DiscoveryClient类，该类包含了Eureka Client向Eureka Server的相关方法。其中DiscoveryClient实现了EurekaClient接口，并且它是一个单例模式，而EurekaClient继承了LookupService接口。它们之间的关系如图所示。
在DiscoveryClient类有一个服务注册的方法register()，该方法是通过Http请求向Eureka Client注册。其代码如下：
boolean register() throws Throwable {
logger.info(PREFIX + appPathIdentifier + ": registering service...");
EurekaHttpResponse
try {
httpResponse = eurekaTransport.registrationClient.register(instanceInfo);
} catch (Exception e) {
logger.warn("{} - registration failed {}", PREFIX + appPathIdentifier, e.getMessage(), e);
throw e;
}
if (logger.isInfoEnabled()) {
logger.info("{} - registration status: {}", PREFIX + appPathIdentifier, httpResponse.getStatusCode());
}
return httpResponse.getStatusCode() == 204;
}
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在DiscoveryClient类继续追踪register()方法，它被InstanceInfoReplicator 类的run()方法调用，其中InstanceInfoReplicator实现了Runnable接口，run()方法代码如下：
public void run() {
try {
discoveryClient.refreshInstanceInfo();
Long dirtyTimestamp = instanceInfo.isDirtyWithTime();
if (dirtyTimestamp != null) {
discoveryClient.register();
instanceInfo.unsetIsDirty(dirtyTimestamp);
}
} catch (Throwable t) {
logger.warn("There was a problem with the instance info replicator", t);
} finally {
Future next = scheduler.schedule(this, replicationIntervalSeconds, TimeUnit.SECONDS);
scheduledPeriodicRef.set(next);
}
}
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而InstanceInfoReplicator类是在DiscoveryClient初始化过程中使用的，其中有一个initScheduledTasks()方法。该方法主要开启了获取服务注册列表的信息，如果需要向Eureka Server注册，则开启注册，同时开启了定时向Eureka Server服务续约的定时任务，具体代码如下：
private void initScheduledTasks() {
...//省略了任务调度获取注册列表的代码
if (clientConfig.shouldRegisterWithEureka()) {
...
// Heartbeat timer
scheduler.schedule(
new TimedSupervisorTask(
"heartbeat",
scheduler,
heartbeatExecutor,
renewalIntervalInSecs,
TimeUnit.SECONDS,
expBackOffBound,
new HeartbeatThread()
),
renewalIntervalInSecs, TimeUnit.SECONDS);
// InstanceInfo replicator
instanceInfoReplicator = new InstanceInfoReplicator(
this,
instanceInfo,
clientConfig.getInstanceInfoReplicationIntervalSeconds(),
2); // burstSize
statusChangeListener = new ApplicationInfoManager.StatusChangeListener() {
@Override
public String getId() {
return "statusChangeListener";
}
@Override
public void notify(StatusChangeEvent statusChangeEvent) {
instanceInfoReplicator.onDemandUpdate();
}
};
...
}
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然后在来看Eureka server端的代码，在Maven的eureka-core:1.6.2的jar包下。打开com.netflix.eureka包，很轻松的就发现了又一个EurekaBootStrap的类，BootStrapContext具有最先初始化的权限，所以先看这个类。
protected void initEurekaServerContext() throws Exception {
...//省略代码
PeerAwareInstanceRegistry registry;
if (isAws(applicationInfoManager.getInfo())) {
...//省略代码，如果是AWS的代码
} else {
registry = new PeerAwareInstanceRegistryImpl(
eurekaServerConfig,
eurekaClient.getEurekaClientConfig(),
serverCodecs,
eurekaClient
);
}
PeerEurekaNodes peerEurekaNodes = getPeerEurekaNodes(
registry,
eurekaServerConfig,
eurekaClient.getEurekaClientConfig(),
serverCodecs,
applicationInfoManager
);
}
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其中PeerAwareInstanceRegistryImpl和PeerEurekaNodes两个类看其命名，应该和服务注册以及Eureka Server高可用有关。先追踪PeerAwareInstanceRegistryImpl类，在该类有个register()方法，该方法提供了注册，并且将注册后信息同步到其他的Eureka Server服务。代码如下：
public void register(final InstanceInfo info, final boolean isReplication) {
int leaseDuration = Lease.DEFAULT_DURATION_IN_SECS;
if (info.getLeaseInfo() != null && info.getLeaseInfo().getDurationInSecs() > 0) {
leaseDuration = info.getLeaseInfo().getDurationInSecs();
}
super.register(info, leaseDuration, isReplication);
replicateToPeers(Action.Register, info.getAppName(), info.getId(), info, null, isReplication);
}
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其中 super.register(info, leaseDuration, isReplication)方法，点击进去到子类AbstractInstanceRegistry可以发现更多细节，其中注册列表的信息被保存在一个Map中。replicateToPeers()方法，即同步到其他Eureka Server的其他Peers节点，追踪代码，发现它会遍历循环向所有的Peers节点注册，最终执行类PeerEurekaNodes的register()方法，该方法通过执行一个任务向其他节点同步该注册信息，代码如下：
public void register(final InstanceInfo info) throws Exception {
long expiryTime = System.currentTimeMillis() + getLeaseRenewalOf(info);
batchingDispatcher.process(
taskId("register", info),
new InstanceReplicationTask(targetHost, Action.Register, info, null, true) {
public EurekaHttpResponse
return replicationClient.register(info);
}
},
expiryTime
);
}
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经过一系列的源码追踪，可以发现PeerAwareInstanceRegistryImpl的register()方法实现了服务的注册，并且向其他Eureka Server的Peer节点同步了该注册信息，那么register()方法被谁调用了呢？之前在Eureka Client的分析可以知道，Eureka Client是通过 http来向Eureka Server注册的，那么Eureka Server肯定会提供一个注册的接口给Eureka Client调用，那么PeerAwareInstanceRegistryImpl的register()方法肯定最终会被暴露的Http接口所调用。在Idea开发工具，按住alt+鼠标左键，可以很快定位到ApplicationResource类的addInstance ()方法，即服务注册的接口，其代码如下：
@POST
@Consumes({"application/json", "application/xml"})
public Response addInstance(InstanceInfo info,
@HeaderParam(PeerEurekaNode.HEADER_REPLICATION) String isReplication) {
...//省略代码
registry.register(info, "true".equals(isReplication));
return Response.status(204).build(); // 204 to be backwards compatible
}
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Renew服务续约
服务续约和服务注册非常类似，通过之前的分析可以知道，服务注册在Eureka Client程序启动之后开启，并同时开启服务续约的定时任务。在eureka-client-1.6.2.jar的DiscoveryClient的类下有renew()方法，其代码如下：
/**
* Renew with the eureka service by making the appropriate REST call
*/
boolean renew() {
EurekaHttpResponse
try {
httpResponse = eurekaTransport.registrationClient.sendHeartBeat(instanceInfo.getAppName(), instanceInfo.getId(), instanceInfo, null);
logger.debug("{} - Heartbeat status: {}", PREFIX + appPathIdentifier, httpResponse.getStatusCode());
if (httpResponse.getStatusCode() == 404) {
REREGISTER_COUNTER.increment();
logger.info("{} - Re-registering apps/{}", PREFIX + appPathIdentifier, instanceInfo.getAppName());
return register();
}
return httpResponse.getStatusCode() == 200;
} catch (Throwable e) {
logger.error("{} - was unable to send heartbeat!", PREFIX + appPathIdentifier, e);
return false;
}
}
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另外服务端的续约接口在eureka-core:1.6.2.jar的 com.netflix.eureka包下的InstanceResource类下，接口方法为renewLease()，它是REST接口。为了减少类篇幅，省略了大部分代码的展示。其中有个registry.renew()方法，即服务续约，代码如下:
@PUT
public Response renewLease(...参数省略）{
... 代码省略
boolean isSuccess=registry.renew(app.getName(),id, isFromReplicaNode);
... 代码省略
}
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读者可以跟踪registry.renew的代码一直深入研究。在这里就不再多讲述。另外服务续约有2个参数是可以配置，即Eureka Client发送续约心跳的时间参数和Eureka Server在多长时间内没有收到心跳将实例剔除的时间参数，在默认的情况下这两个参数分别为30秒和90秒，官方给的建议是不要修改，如果有特殊要求还是可以调整的，只需要分别在Eureka Client和Eureka Server修改以下参数：
eureka.instance.leaseRenewalIntervalInSeconds
eureka.instance.leaseExpirationDurationInSeconds
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最后，服务注册列表的获取、服务下线和服务剔除就不在这里进行源码跟踪解读，因为和服务注册和续约类似，有兴趣的朋友可以自己看下源码，深入理解。总的来说，通过读源码，可以发现，整体架构与前面小节的eureka 的高可用架构图完全一致。
Eureka Client注册一个实例为什么这么慢
Eureka Client一启动（不是启动完成），不是立即向Eureka Server注册，它有一个延迟向服务端注册的时间，通过跟踪源码，可以发现默认的延迟时间为40秒，源码在eureka-client-1.6.2.jar的DefaultEurekaClientConfig类下，代码如下：
public int getInitialInstanceInfoReplicationIntervalSeconds() {
return configInstance.getIntProperty(
namespace + INITIAL_REGISTRATION_REPLICATION_DELAY_KEY, 40).get();
}
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Eureka Server的响应缓存
Eureka Server维护每30秒更新的响应缓存,可通过更改配置eureka.server.responseCacheUpdateIntervalMs来修改。 所以即使实例刚刚注册，它也不会出现在调用/ eureka / apps REST端点的结果中。
Eureka Server刷新缓存
Eureka客户端保留注册表信息的缓存。 该缓存每30秒更新一次（如前所述）。 因 此，客户端决定刷新其本地缓存并发现其他新注册的实例可能需要30秒。
LoadBalancer Refresh
Ribbon的负载平衡器从本地的Eureka Client获取服务注册列表信息。Ribbon本身还维护本地缓存，以避免为每个请求调用本地客户端。 此缓存每30秒刷新一次（可由ribbon.ServerListRefreshInterval配置）。 所以，可能需要30多秒才能使用新注册的实例。
综上几个因素，一个新注册的实例，特别是启动较快的实例（默认延迟40秒注册），不能马上被Eureka Server发现。另外，刚注册的Eureka Client也不能立即被其他服务调用，因为调用方因为各种缓存没有及时的获取到新的注册列表。
Eureka 的自我保护模式
当一个新的Eureka Server出现时，它尝试从相邻节点获取所有实例注册表信息。如果从Peer节点获取信息时出现问题，Eureka Serve会尝试其他的Peer节点。如果服务器能够成功获取所有实例，则根据该信息设置应该接收的更新阈值。如果有任何时间，Eureka Serve接收到的续约低于为该值配置的百分比（默认为15分钟内低于85％），则服务器开启自我保护模式，即不再剔除注册列表的信息。
这样做的好处就是，如果是Eureka Server自身的网络问题，导致Eureka Client的续约不上，Eureka Client的注册列表信息不再被删除，也就是Eureka Client还可以被其他服务消费。