Spring Cloud Consul综合整理

 

该项目通过自动配置和Spring环境以及其他Spring编程模型习惯用法提供了Spring Boot应用程序的Consul集成。 通过一些简单的注释，您可以快速启用和配置应用程序内的通用模式，并使用基于Consul的组件构建大型分布式系统。 提供的模式包括服务发现，控制总线和配置。 智能路由（Zuul）和客户端负载平衡（功能区），断路器（Hystrix）通过与Spring Cloud Netflix集成提供。

在上个月我们知道 Eureka 2.X 遇到困难停止开发了，但其实对国内的用户影响甚小，一方面国内大都使用的是 Eureka 1.X 系列，另一方面 Spring Cloud 支持很多服务发现的软件，Eureka 只是其中之一，下面是 Spring Cloud 支持的服务发现软件以及特性对比：

Feature	euerka	Consul	zookeeper	etcd
服务健康检查	可配支持	服务状态，内存，硬盘等	(弱)长连接，keepalive	连接心跳
多数据中心	—	支持	—	—
kv 存储服务	—	支持	支持	支持
一致性	—	raft	paxos	raft
cap	ap	ca	cp	cp
使用接口(多语言能力)	http（sidecar）	支持 http 和 dns	客户端	http/grpc
watch 支持	支持 long polling/大部分增量	全量/支持long polling	支持	支持 long polling
自身监控	metrics	metrics	—	metrics
安全	—	acl /https	acl	https 支持（弱）
spring cloud 集成	已支持	已支持	已支持	已支持

Consul 介绍

Consul 是 HashiCorp 公司推出的开源工具，用于实现分布式系统的服务发现与配置。与其它分布式服务注册与发现的方案，Consul 的方案更“一站式”，内置了服务注册与发现框架、分布一致性协议实现、健康检查、Key/Value 存储、多数据中心方案，不再需要依赖其它工具（比如 ZooKeeper 等）。使用起来也较为简单。Consul 使用 Go 语言编写，因此具有天然可移植性(支持Linux、windows和Mac OS X)；安装包仅包含一个可执行文件，方便部署，与 Docker 等轻量级容器可无缝配合。

Consul 的优势：

• 使用 Raft 算法来保证一致性, 比复杂的 Paxos 算法更直接. 相比较而言, zookeeper 采用的是 Paxos, 而 etcd 使用的则是 Raft。
• 支持多数据中心，内外网的服务采用不同的端口进行监听。 多数据中心集群可以避免单数据中心的单点故障,而其部署则需要考虑网络延迟, 分片等情况等。 zookeeper 和 etcd 均不提供多数据中心功能的支持。
• 支持健康检查。 etcd 不提供此功能。
• 支持 http 和 dns 协议接口。 zookeeper 的集成较为复杂, etcd 只支持 http 协议。
• 官方提供 web 管理界面, etcd 无此功能。
• 综合比较, Consul 作为服务注册和配置管理的新星, 比较值得关注和研究。

特性：

• 服务发现
• 健康检查
• Key/Value 存储
• 多数据中心

Consul 角色

• client: 客户端, 无状态, 将 HTTP 和 DNS 接口请求转发给局域网内的服务端集群。
• server: 服务端, 保存配置信息, 高可用集群, 在局域网内与本地客户端通讯, 通过广域网与其它数据中心通讯。 每个数据中心的 server 数量推荐为 3 个或是 5 个。

Consul 客户端、服务端还支持夸中心的使用，更加提高了它的高可用性。

Consul 工作原理：

• 1、当 Producer 启动的时候，会向 Consul 发送一个 post 请求，告诉 Consul 自己的 IP 和 Port
• 2、Consul 接收到 Producer 的注册后，每隔10s（默认）会向 Producer 发送一个健康检查的请求，检验Producer是否健康
• 3、当 Consumer 发送 GET 方式请求 /api/address 到 Producer 时，会先从 Consul 中拿到一个存储服务 IP 和 Port 的临时表，从表中拿到 Producer 的 IP 和 Port 后再发送 GET 方式请求 /api/address
• 4、该临时表每隔10s会更新，只包含有通过了健康检查的 Producer

Spring Cloud Consul 项目是针对 Consul 的服务治理实现。Consul 是一个分布式高可用的系统，它包含多个组件，但是作为一个整体，在微服务架构中为我们的基础设施提供服务发现和服务配置的工具。

Consul VS Eureka

Eureka 是一个服务发现工具。该体系结构主要是客户端/服务器，每个数据中心有一组 Eureka 服务器，通常每个可用区域一个。通常 Eureka 的客户使用嵌入式 SDK 来注册和发现服务。对于非本地集成的客户，官方提供的 Eureka 一些 REST 操作 API，其它语言可以使用这些 API 来实现对 Eureka Server 的操作从而实现一个非 jvm 语言的 Eureka Client。

Eureka 提供了一个弱一致的服务视图，尽可能的提供服务可用性。当客户端向服务器注册时，该服务器将尝试复制到其它服务器，但不提供保证复制完成。服务注册的生存时间（TTL）较短，要求客户端对服务器心跳检测。不健康的服务或节点停止心跳，导致它们超时并从注册表中删除。服务发现可以路由到注册的任何服务，由于心跳检测机制有时间间隔，可能会导致部分服务不可用。这个简化的模型允许简单的群集管理和高可扩展性。

Consul 提供了一些列特性，包括更丰富的健康检查，键值对存储以及多数据中心。Consul 需要每个数据中心都有一套服务，以及每个客户端的 agent，类似于使用像 Ribbon 这样的服务。Consul agent 允许大多数应用程序成为 Consul 不知情者，通过配置文件执行服务注册并通过 DNS 或负载平衡器 sidecars 发现。

Consul 提供强大的一致性保证，因为服务器使用 Raft 协议复制状态 。Consul 支持丰富的健康检查，包括 TCP，HTTP，Nagios / Sensu 兼容脚本或基于 Eureka 的 TTL。客户端节点参与基于 Gossip 协议的健康检查，该检查分发健康检查工作，而不像集中式心跳检测那样成为可扩展性挑战。发现请求被路由到选举出来的 leader，这使他们默认情况下强一致性。允许客户端过时读取取使任何服务器处理他们的请求，从而实现像 Eureka 这样的线性可伸缩性。

Consul 强烈的一致性意味着它可以作为领导选举和集群协调的锁定服务。Eureka 不提供类似的保证，并且通常需要为需要执行协调或具有更强一致性需求的服务运行 ZooKeeper。

Consul 提供了支持面向服务的体系结构所需的一系列功能。这包括服务发现，还包括丰富的运行状况检查，锁定，密钥/值，多数据中心联合，事件系统和 ACL。Consul 和 consul-template 和 envconsul 等工具生态系统都试图尽量减少集成所需的应用程序更改，以避免需要通过 SDK 进行本地集成。Eureka 是一个更大的 Netflix OSS 套件的一部分，该套件预计应用程序相对均匀且紧密集成。因此 Eureka 只解决了一小部分问题，可以和 ZooKeeper 等其它工具可以一起使用。

Consul 强一致性(C)带来的是：

服务注册相比 Eureka 会稍慢一些。因为 Consul 的 raft 协议要求必须过半数的节点都写入成功才认为注册成功 Leader 挂掉时，重新选举期间整个 Consul 不可用。保证了强一致性但牺牲了可用性。

Eureka 保证高可用(A)和最终一致性：

服务注册相对要快，因为不需要等注册信息 replicate 到其它节点，也不保证注册信息是否 replicate 成功 当数据出现不一致时，虽然 A, B 上的注册信息不完全相同，但每个 Eureka 节点依然能够正常对外提供服务，这会出现查询服务信息时如果请求 A 查不到，但请求 B 就能查到。如此保证了可用性但牺牲了一致性。

其它方面，eureka 就是个 servlet 程序，跑在 servlet 容器中; Consul 则是 go 编写而成。

安装Consul

安装文档

Consul代理

所有Spring Cloud Consul应用程序都必须使用Consul Agent客户端。 默认情况下，代理客户端应位于localhost:8500。 有关如何启动代理客户端以及如何连接到Consul Agent Server群集的详细信息，请参阅代理文档。 对于开发，在安装了consul之后，您可以使用以下命令启动Consul Agent：

Linux

./src/main/bash/local_run_consul.sh

这将在端口8500上以服务器模式启动代理，其中浏览器可访问http://localhost:8500

window下安装

Consul 不同于 Eureka 需要单独安装，访问Consul 官网下载 Consul 的最新版本，我这里是 consul_1.2.1。

根据不同的系统类型选择不同的安装包，从下图也可以看出 Consul 支持所有主流系统。

我这里以 Windows 为例，下载下来是一个 consul_1.2.1_windows_amd64.zip 的压缩包，解压是是一个 consul.exe 的执行文件。

cd 到对应的目录下，使用 cmd 启动 Consul

1. cd E:\soft\consul_1.2.1_windows_amd64

2. #cmd启动：

3. consul agent -dev # -dev表示开发模式运行，另外还有-server表示服务模式运行

为了方便期间，可以在同级目录下创建一个 run.bat 脚本来启动，脚本内容如下：

1. consul agent -dev

2. pause

启动结果如下：

启动成功之后访问：http://localhost:8500，可以看到 Consul 的管理界面

这样就意味着我们的 Consul 服务启动成功了。

1.Consul服务发现

服务发现是基于微服务体系结构的关键原则之一。 尝试手动配置每个客户端或某种形式的约定可能非常困难，并且可能非常脆弱。 Consul通过HTTP API和DNS提供服务发现服务。 Spring Cloud Consul利用HTTP API进行服务注册和发现。 这并不妨碍非Spring Cloud应用程序利用DNS接口。 Consul 代理服务器在群集中运行，该群集通过八卦协议进行通信并使用Raft共识协议。

1.1如何添加consul

2. org.springframework.cloud

3. spring-cloud-starter-consul-discovery

1.2注册consul

当客户向Consul注册时，它会提供有关自身的元数据，例如主机和端口，ID，名称和标签。 默认情况下会创建HTTP检查，Consul每10秒命中一次/ health端点。 如果运行状况检查失败，则将服务实例标记为严重。

Consul客户端

1. @SpringBootApplication

2. @RestController

3. public class Application {

5. @RequestMapping("/")

6. public String home() {

7. return "Hello world";

8. }

10. public static void main(String[] args) {

11. new SpringApplicationBuilder(Application.class).web(true).run(args);

12. }

14. }

（以上是一个普通的Spring Boot应用程序）。 如果Consul客户端位于localhost:8500以外的其他位置，则需要配置以查找客户端。如：

application.yml

1. spring:

2. cloud:

3. consul:

4. host: localhost

5. port: 8500

注意：如果您使用Spring Cloud Consul Config，则需要将上述值放在bootstrap.yml而不是application.yml中。

从Environment获取的默认服务名称，实例ID和端口分别是$ {spring.application.name}，Spring Context ID和$ {server.port}。

要禁用Consul Discovery Client，可以将spring.cloud.consul.discovery.enabled设置为false【客户端可以设置注册到 Consul 中，也可以不注册到 Consul 注册中心中，根据我们的业务来选择，只需要在使用服务时通过 Consul 对外提供的接口获取服务信息即可】。

要禁用服务注册，可以将spring.cloud.consul.discovery.register设置为false。

1.3HTTP健康检测

Consul实例的运行状况检查默认为“/ health”，这是Spring Boot Actuator应用程序中有用端点的默认位置。 如果使用非默认上下文路径或servlet路径（例如server.servletPath = / foo）或管理端点路径（例如management.context-path = / admin），则需要更改这些，即使对于Actuator应用程序也是如此。 还可以配置Consul用于检查健康端点的时间间隔。 “10s”和“1m”分别代表10秒和1分钟。

综上健康检测是需要依赖Spring Boot Actuator。

如：

application.yml

1. spring:

2. cloud:

3. consul:

4. discovery:

5. healthCheckPath: ${management.context-path}/health

6. healthCheckInterval: 15s

1.3.1元数据和Consul标签

Consul尚不支持服务元数据。 Spring Cloud的ServiceInstance有一个Map 元数据字段。 Spring Consul使用Consul标签来近似元数据，直到Consul正式支持元数据。 形式为key = value的标签将被拆分并分别用作Map键和值。 没有等号=的标签将用作键和值。

application.yml.

1. spring:

2. cloud:

3. consul:

4. discovery:

5. tags: foo=bar, baz

上面的配置将生成一个带有foo→bar和baz→baz的映射。

1.3.2使Consul实例ID唯一

默认情况下，consul实例注册的ID等于其Spring Application Context ID。 默认情况下，Spring Application Context ID为$ {spring.application.name}：逗号，分隔，配置文件：${server.port}。 对于大多数情况，这将允许一台服务的多个实例在一台计算机上运行。 如果需要进一步的唯一性，使用Spring Cloud可以通过在spring.cloud.consul.discovery.instanceId中提供唯一标识符来覆盖它。 例如：

application.yml. 

1. spring:

2. cloud:

3. consul:

4. discovery:

5. instanceId: ${spring.application.name}:${vcap.application.instance_id:${spring.application.instance_id:${random.value}}}

1.4查找服务

1.4.1用Ribbon

Spring Cloud支持Feign（一个REST客户端构建器）和Spring RestTemplate，用于使用逻辑服务名称/ ID而不是物理URL查找服务。 Feign和发现感知RestTemplate都使用Ribbon进行客户端负载平衡。

如果您想使用RestTemplate访问服务STORES，只需在springboot主类中声明如下：

1. @LoadBalanced

2. @Bean

3. public RestTemplate loadbalancedRestTemplate() {

4. new RestTemplate();

5. }

并像如下使用它（注意我们使用Consul的STORES服务名称而不完全限定域名）：

1. @Autowired

2. RestTemplate restTemplate;

4. public String getFirstProduct() {

5. return this.restTemplate.getForObject("https://STORES/products/1", String.class);

6. }

1.4.2 用DiscoveryClient

您还可以使用org.springframework.cloud.client.discovery.DiscoveryClient，它为不特定于Netflix的发现客户端提供简单的API，例如：

1. @Autowired

2. private DiscoveryClient discoveryClient;

4. public String serviceUrl() {

5. List list = discoveryClient.getInstances("STORES");

6. if (list != null && list.size() > 0 ) {

7. return list.get(0).getUri();

8. }

9. return null;

10. }

2.Consul失败重试

如果您希望应用程序启动时偶尔可能无法使用领事代理，您可以要求它在失败后继续尝试。 您需要在类路径中添加spring-retry和spring-boot-starter-aop。 默认行为是重试6次，初始退避间隔为1000毫秒，指数乘数为1.1，以便后续退避。 您可以使用spring.cloud.consul.retry.*配置属性配置这些属性（和其他属性）。 这适用于Spring Cloud Consul Config和Discovery注册。

2. org.springframework.retry

3. spring-retry

6. org.springframework.boot

7. spring-boot-starter-aop

3.整合Hystrix的断路器

应用程序可以使用Spring Cloud Netflix项目提供的Hystrix断路器，将此启动器包含在项目pom.xml中：spring-cloud-starter-hystrix。 Hystrix不依赖于Netflix Discovery Client。 @EnableHystrix注释应放在配置类（通常是springbooyt主类）上。 然后可以使用@HystrixCommand对方法进行注释，以便通过断路器进行保护。 有关详细信息，请参阅文档。

4.Hystrix检测整合Turbine和Consul

Turbine（由Spring Cloud Netflix项目提供）聚合多个Hystrix指标流实例，因此仪表板可以显示聚合视图。 Turbine使用DiscoveryClient接口查找相关实例。 要将Turbine与Spring Cloud Consul一起使用，请以类似于以下示例的方式配置Turbine应用程序：

pom.xml. 

2. org.springframework.cloud

3. spring-cloud-netflix-turbine

6. org.springframework.cloud

7. spring-cloud-starter-consul-discovery

请注意，Turbine依赖性不是startter。 turbine包括对Netflix Eureka的支持。

application.yml. 

1. spring.application.name: turbine

2. applications: consulhystrixclient1,consulhystrixclient2

3. turbine:

4. aggregator:

5. clusterConfig: ${applications}

6. appConfig: ${applications}

clusterConfig和appConfig部分必须匹配，因此将逗号分隔的服务ID列表放入单独的配置属性中非常有用。

Turbine.java

1. @EnableTurbine

2. @SpringBootApplication

3. public class Turbine {

4. public static void main(String[] args) {

5. SpringApplication.run(DemoturbinecommonsApplication.class, args);

6. }

7. }