Eureka源码2-Eureka预备知识和核心类
1. 前言
1.1 Eureka的异地多活
异地多活一般是指在不同城市建立独立的数据中心。
活是相对于主备关系中的热备而言的。热备是指备份机房随时全量备份着主机房中的数据，但平时不 支撑业务需求，即不对外提供服务。只有在主机房出现故障时才会切换到备份机房，由备份机房对外提 供服务。也就是说，平时只有主机房是活的。
多活则是指这些机房间属于主从关系，即这些机房平时都支撑业务需求，都对外提供服务，相互备 份。
1.2 Region和Zone
Eureka中具有Region与Availability Zone（简称AZ）概念，都是云计算中的概念。
为了方便不同地理区域中用户的使用，大型云服务提供商一般会根据用户需求量在不同的城市、省份、 国家或洲创建不同的大型云计算机房。这些不同区域机房间一般是不能“内网连通”的。这些区域就称为 一个Region。
这里存在一个问题：同一Region机房是如何实现同域容灾的？为了增强容灾能力，在一个Region中又 设置了不同的Availability Zone。这些AZ间实现了内网连通，且用户可以根据自己所在的具体位置自动 选择同域中的不同AZ。当用户所要访问的AZ出现问题后，系统会自动切换到其它可用的AZ。
例如，AWS将全球划分为了很多的Region，例如美国东部区、美国西部区、欧洲区、非洲开普敦区、 亚太区等。像Eureka系统架构图中的us-east-1c、us-east-1d、us-east-1e就是us-east-1这个Region中 的c、d、e三个AZ。
再如，阿里云在我国境内的Region有杭州、北京、深圳、青岛、香港等，境外Region有亚太东南1区 （新加坡）、亚太东南2区（悉尼）、亚太东北1区（东京）等
1.3 Region和AZ需求
假设某公司的服务器有Beijing、Shanghai等多个Region。Beijing这个Region中存在两个AZ，分别是 bj-1与bj-2，每个AZ中有三台Eureka Server。
h-1与h-2两台主机提供的都是相同的Service服务，根据地理位置的不同，这两台主机分别注册到了距 离自己最近的不同AZ的Eureka Server。
2.核心类
2.1 客户端核心类
2.1.1 InstanceInfo-实例信息类
// 客户端中，表示自身实例信息
// 服务端中，表示实例存在服务端注册表中的信息
public class InstanceInfo {
// ......
// 客户端中，表示自己的真实工作状态
// 服务端中，表示服务发现时实例想要暴露给其他实例的工作状态，不一定是实例的真实工作状态
private volatile InstanceStatus status = InstanceStatus.UP;
// 覆盖状态，服务端可以根据一定规则匹配出 status
// 外界修改实例在服务端中状态（比如通过 actuator 修改状态）就是修改覆盖状态
private volatile InstanceStatus overriddenStatus = InstanceStatus.UNKNOWN;
// 判断实例信息在服务端中是否是脏的
private volatile boolean isInstanceInfoDirty = false;
// 租约信息
private volatile LeaseInfo leaseInfo;
// 记录实例信息在服务端最近一次修改的时间
private volatile Long lastUpdatedTimestamp;
// 记录实例信息在客户端最近一次修改的时间
private volatile Long lastDirtyTimestamp;
// ......
}
InstanceStatus-实例状态类
public enum InstanceStatus {
UP, // 启动状态，表示实例对外正常提供服务
DOWN, // 下线状态，实例健康检查失败时修改为该状态
STARTING, // 启动中状态，表示实例正在初始化启动中
OUT_OF_SERVICE, // 停止服务状态，表示实例不对外提供服务
UNKNOWN; // 未知状态
// ......
}
LeaseInfo租约信息类
public class LeaseInfo {
public static final int DEFAULT_LEASE_RENEWAL_INTERVAL = 30;
public static final int DEFAULT_LEASE_DURATION = 90;
// 客户端维护的心跳间隔时间
private int renewalIntervalInSecs = DEFAULT_LEASE_RENEWAL_INTERVAL;
// 客户端维护的租约持续时间
private int durationInSecs = DEFAULT_LEASE_DURATION;
// 服务端维护的实例注册时间
private long registrationTimestamp;
// 服务端维护的实例最近一次更新时间
private long lastRenewalTimestamp;
// 服务端维护的实例过期清理时间
private long evictionTimestamp;
// 服务端维护的实例启动时间
private long serviceUpTimestamp;
// ......
}
2.1.2 Application
一个Application实例保存着一个特定微服务的所有提供者实例
public class Application {
private static Random shuffleRandom = new Random();
private String name;
@XStreamOmitField
private volatile boolean isDirty = false;
/**
* 保存着当前name所指定的微服务名称的所有InstanceInfo 实例
*/
@XStreamImplicit
private final Set instances;
private final AtomicReference> shuffledInstances;
// key:instanceId value:InstanceInfo实例
private final Map instancesMap;
2.1.3 Applications
该类封装了来自于Eureka Server的所有注册信息，我们可成为 "客户端注册表"
public class Applications {
private static class VipIndexSupport {
final AbstractQueue instances = new ConcurrentLinkedQueue<>();
final AtomicLong roundRobinIndex = new AtomicLong(0);
final AtomicReference> vipList = new AtomicReference>(Collections.emptyList());
public AtomicLong getRoundRobinIndex() {
return roundRobinIndex;
}
public AtomicReference> getVipList() {
return vipList;
}
}
private static final String STATUS_DELIMITER = "_";
private String appsHashCode;
private Long versionDelta;
@XStreamImplicit
private final AbstractQueue applications;
// key:微服务名称 value:Application实例
private final Map appNameApplicationMap;
private final Map virtualHostNameAppMap;
private final Map secureVirtualHostNameAppMap;
}
2.2 服务端
2.2.1 AbstractInstanceRegistry
服务端具体处理客户端请求（心跳续租、注册、变更状态等等）的类
public abstract class AbstractInstanceRegistry implements InstanceRegistry {
// ......
// 服务实例租约信息
private final ConcurrentHashMap>> registry
= new ConcurrentHashMap>>();
// 覆盖状态 map
protected final ConcurrentMap overriddenInstanceStatusMap = CacheBuilder
.newBuilder().initialCapacity(500)
.expireAfterAccess(1, TimeUnit.HOURS)
.build().asMap();
// 最近注册队列，实例注册到服务端时添加
// 先进先出队列，满1000时移除最先添加的
private final CircularQueue> recentRegisteredQueue;
// 最近下架队列，实例从服务端下架时添加
// 先进先出队列，满1000时移除最先添加的
private final CircularQueue> recentCanceledQueue;
// 最近变更队列
// 有定时任务维护的队列，每30s执行一次，移除添加进该队列超过3分钟的实例变更信息
private ConcurrentLinkedQueue recentlyChangedQueue = new ConcurrentLinkedQueue();
private final ReentrantReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();
// 读锁（处理客户端注册、下架、状态变更、删除状态时使用）
private final Lock read = readWriteLock.readLock();
// 写锁（处理客户端拉取增量注册表时使用）
private final Lock write = readWriteLock.writeLock();
// 服务端统计最近一分钟预期收到客户端实例心跳续租的请求数
protected volatile int numberOfRenewsPerMinThreshold;
// 服务端统计预期收到心跳续租的客户端实例数
protected volatile int expectedNumberOfClientsSendingRenews;
// 响应缓存
// 服务端处理客户端拉取注册表请求时使用
protected volatile ResponseCache responseCache;
// ......
// 处理注册
public void register(InstanceInfo registrant, int leaseDuration, boolean isReplication) {...}
// 处理下架
public boolean cancel(String appName, String id, boolean isReplication) {...}
// 具体下架处理
protected boolean internalCancel(String appName, String id, boolean isReplication) {...}
// 处理心跳续租
public boolean renew(String appName, String id, boolean isReplication) {...}
// 处理变更状态
public boolean statusUpdate(String appName, String id,
InstanceStatus newStatus, String lastDirtyTimestamp,
boolean isReplication) {...}
// 处理删除状态
public boolean deleteStatusOverride(String appName, String id,
InstanceStatus newStatus,
String lastDirtyTimestamp,
boolean isReplication) {...}
// 处理实例过期清理
public void evict(long additionalLeaseMs) {...}
// 处理拉取全量注册表(本地全量注册表 + 可能包含全部远程 region 注册表)
public Application getApplication(String appName, boolean includeRemoteRegion) {...}
// 处理拉取全量注册表(本地全量注册表 + 可能包含指定远程 region 全量注册表)
public Applications getApplicationsFromMultipleRegions(String[] remoteRegions) {...}
// 处理拉取增量注册表(本地增量注册表 + 可能包含指定远程 region 增量注册表)
public Applications getApplicationDeltasFromMultipleRegions(String[] remoteRegions) {...}
......
}
Lease-只有服务端维护的实例租约信息类
public class Lease {
// 实例下架时间
private long evictionTimestamp;
// 实例注册时间
private long registrationTimestamp;
// 实例启动时间
private long serviceUpTimestamp;
// 实例租约过期时间
private volatile long lastUpdateTimestamp;
......
}
ResponseCacheImpl:响应缓存实现类
public class ResponseCacheImpl implements ResponseCache {
// ......
// 只读缓存
private final ConcurrentMap readOnlyCacheMap = new ConcurrentHashMap();
// 读写缓存
// LoadingCache：Guava 提供的本地缓存，多线程的场景下保证只有一个线程加载相应缓存项
private final LoadingCache readWriteCacheMap;
// 判断是否使用只读缓存
private final boolean shouldUseReadOnlyResponseCache;
// ......
}
2.2.2 PeerAwareInstanceRegistryImpl
处理集群节点间相关操作的实现类
public class PeerAwareInstanceRegistryImpl extends AbstractInstanceRegistry implements PeerAwareInstanceRegistry {
// 当前服务端节点的启动时间
private long startupTime = 0;
// 判断服务端启动时同步集群节点注册表的实例数是否为空
private boolean peerInstancesTransferEmptyOnStartup = true;
// 最近一分钟同步复制给集群节点的次数
private final MeasuredRate numberOfReplicationsLastMin;
// 服务端的相邻集群节点，配置文件中配置
protected volatile PeerEurekaNodes peerEurekaNodes;
}
3. Jersey通信框架
Spring Cloud中Eureka Client与Eureka Server的通信，及Eureka Server间的通信，均采用的是Jersey框架。
Jersey框架是一个开源的RESTful框架，实现了JAX-RS规范。该框架的作用与SpringMVC是相同的，其 也是用户提交URI后，在处理器中进行路由匹配，路由到指定的后台业务。这个路由功能同样也是通过 处理器完成的，只不过这里的处理器不叫Controller，而叫Resource。
@Produces({"application/xml", "application/json"})
public class InstanceResource {
private static final Logger logger = LoggerFactory
.getLogger(InstanceResource.class);
private final PeerAwareInstanceRegistry registry;
private final EurekaServerConfig serverConfig;
private final String id;
private final ApplicationResource app;
InstanceResource(ApplicationResource app, String id, EurekaServerConfig serverConfig, PeerAwareInstanceRegistry registry) {
this.app = app;
this.id = id;
this.serverConfig = serverConfig;
this.registry = registry;
}
...
}