Spring Cloud Eureka 架構(gòu)原理及集群搭建，實戰(zhàn)講解！
一、背景介紹
在之前的文章中，我們介紹了 Spring Cloud 相關(guān)的技術(shù)體系，相信大家對微服務(wù)已經(jīng)有了初步的認識。如果做過微服務(wù)架構(gòu)相關(guān)的項目，會發(fā)現(xiàn)服務(wù)注冊中心、服務(wù)負載均衡和服務(wù)遠程調(diào)用這三個組件，可以說是核心中的核心，整個微服務(wù)之間的互調(diào)工作都必須通過這幾個組件來完成。
其中服務(wù)注冊中心，主要專注于對整個微服務(wù)系統(tǒng)的服務(wù)注冊、發(fā)現(xiàn)、負載、降級、以及對服務(wù)健康狀態(tài)的監(jiān)控和管理功能等。
今天通過這篇文章，我們一起來了解一下 Spring Cloud 技術(shù)體系中最核心的組件之一 Eureka。
Eureka 是 Netflix 開源的一款提供服務(wù)注冊和發(fā)現(xiàn)的框架，它允許服務(wù)實例進行自我注冊和發(fā)現(xiàn)，從而實現(xiàn)服務(wù)的負載均衡和故障轉(zhuǎn)移。
在 Spring Cloud 的服務(wù)治理下，開發(fā)者只需通過簡單的注解配置，即可快速完成具有高可用的服務(wù)注冊中心。
盡管 Netflix 之后對 Eureka 不再維護了，但是它基本思想和原理對于后來的服務(wù)注冊中心發(fā)展有著深遠的影響，例如阿里開源的 Nacos，能隱約看到其身影。
二、架構(gòu)演變介紹
沒有服務(wù)注冊中心之前，當一個項目調(diào)用另一個項目接口時，通常調(diào)用流程類似于如下圖。
圖片
當有了服務(wù)注冊中心之后，任何一個項目都不能直接去調(diào)用，都需要通過服務(wù)中心來完成，調(diào)用流程會變成如下圖。
圖片
可以看到，中間插入“服務(wù)中心”之后，雖然多了一個模塊，流程變得有些復雜，但是整個調(diào)用流程變得更加靈活了。尤其是在集群環(huán)境下，“服務(wù)中心”的優(yōu)勢非常明顯。
在單體架構(gòu)環(huán)境下，項目 A 遠程調(diào)用項目 B 的接口，通常的做法是將接口地址 (例如http://192.168.1.1:8080/a) 寫在配置文件中，當項目 B 換了服務(wù)器或者端口發(fā)生了變化，就需要手動同步更新配置文件，十分麻煩。更重要的是，對于要求高可用的項目來說，通常都是集群部署，項目 B 會部署在多臺服務(wù)器上，需要人工進行配置的工作量巨大。
在微服務(wù)架構(gòu)環(huán)境下，項目 A 和項目 B 在服務(wù)啟動后，會主動將服務(wù)實例里面的接口地址、主機 IP 和端口等信息推送到“服務(wù)中心”，這個過程我們稱之為服務(wù)注冊；當項目 A 準備向項目 B 發(fā)起遠程調(diào)用時，會先從“服務(wù)中心”拉取相關(guān)注冊表信息，這個過程可以稱之為服務(wù)發(fā)現(xiàn)；如果找到有效的目標地址，最后再發(fā)起遠程調(diào)用。
整個過程，項目 A 無需關(guān)心項目 B 所在的主機 IP 和端口信息，也不需要寫死在配置文件中，當項目 B 部署在多臺服務(wù)器上，項目 A 在發(fā)起調(diào)用之前，只需要抽取其中一個有效的服務(wù)發(fā)起遠程調(diào)用即可，無需人工干預，極大的減輕了運維的工作量。
可以看得出，“服務(wù)中心”的引入，相比單體架構(gòu)而已，雖然交互變得復雜了一點，但是帶來的好處也是明顯的，開發(fā)者只需通過較少的運維工作，就可以實現(xiàn)服務(wù)高可用的效果。
下面我們一起來看看，如何利用 Eureka 搭建一套高可用的服務(wù)注冊中心。
三、方案實踐
在 Spring Cloud 生態(tài)中，Eureka 采用了 C-S 的架構(gòu)設(shè)計，由 Eureka server 和 Eureka client 兩個組件組成。Eureka server，通常用來做服務(wù)中心，提供服務(wù)的注冊與發(fā)現(xiàn)功能；Eureka client，用于與服務(wù)中心進行交互，同時作為輪詢負載均衡器，并提供服務(wù)的故障切換支持。
它們之間的關(guān)系嗎，可以用如下圖來描述。
圖片
在應(yīng)用啟動后，Eureka client 每隔一個時間段會向 Eureka server 發(fā)送心跳（默認 30s），如果 Eureka server 在多個心跳周期沒有接受到某個節(jié)點的心跳，Eureka server 認為這個節(jié)點已經(jīng)掛掉，會將其從服務(wù)注冊表中將這個服務(wù)節(jié)點移除掉。
從上圖可以看到，在 Eureka 架構(gòu)中，有 3 個重要的角色，分別是：
- Eureka Server：服務(wù)注冊中心，負責提供服務(wù)注冊和發(fā)現(xiàn)功能
- Service Provider：服務(wù)提供方，會將自身服務(wù)注冊到 Eureka，以便服務(wù)消費方能夠找到
- Service Consumer：服務(wù)消費方，會從 Eureka 服務(wù)中心獲取服務(wù)注冊列表，以便能夠消費服務(wù)
下面我們通過一個簡單的項目案例，來體驗一下這三個角色的關(guān)系。
3.1、創(chuàng)建服務(wù)注冊中心
首先，創(chuàng)建一個 Spring Boot 工程，命名為eureka-server，并在pom.xml中引入相關(guān)的依賴內(nèi)容，示例如下：
<parent>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
<version>1.5.4.RELEASE</version>
<relativePath/>
</parent>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-eureka-server</artifactId>
</dependency>
</dependencies>
<dependencyManagement>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
<version>Edgware.SR3</version>
<type>pom</type>
<scope>import</scope>
</dependency>
</dependencies>
</dependencyManagement>接著，創(chuàng)建一個服務(wù)啟動類并添加@EnableEurekaServer注解，表示當前是一個 Eureka 服務(wù)注冊中心。
@EnableEurekaServer
@SpringBootApplication
public class Application {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(Application.class,args);
}
}默認情況下，服務(wù)注冊中心也會將自己作為客戶端來注冊它自己，因此我們需要禁用它的客戶端注冊行為。
只需要在application.properties配置文件中，添加如下信息即可。
spring.application.name=eureka-server
server.port=8001
# 表示當前 eureka 實例主機名稱，不配置的話默認為當前電腦名稱
eureka.instance.hostname=localhost
# 表示是否將自己注冊到Eureka Server，默認為true
eureka.client.register-with-eureka=false
# 表示是否從Eureka Server獲取注冊信息，默認為true
eureka.client.fetch-registry=false啟動服務(wù)之后，訪問http://localhost:8001/，可以看到下面的頁面，沒有發(fā)現(xiàn)任何服務(wù)，這是因為還沒有客戶端注冊。
圖片
3.2、創(chuàng)建服務(wù)提供方
與上文類似，首先創(chuàng)建一個 Spring Boot 工程，命名為eureka-provider，并在pom.xml中引入相關(guān)的依賴內(nèi)容，示例如下：
<parent>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
<version>1.5.4.RELEASE</version>
<relativePath/>
</parent>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-eureka</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
</dependencies>
<dependencyManagement>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
<version>Edgware.SR3</version>
<type>pom</type>
<scope>import</scope>
</dependency>
</dependencies>
</dependencyManagement>接著，創(chuàng)建一個服務(wù)啟動類并添加@EnableDiscoveryClient注解，表示當前是一個 Eureka 客戶端服務(wù)。
@EnableEurekaServer
@SpringBootApplication
public class Application {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(Application.class,args);
}
}然后，創(chuàng)建一個 web 接口，以便等會發(fā)起 RPC 調(diào)用測試，可以通過DiscoveryClient接口從服務(wù)中心查詢所有注冊的服務(wù)實例。
@RestController
publicclass HelloController {
@Autowired
private DiscoveryClient discoveryClient;
/**
* 從服務(wù)中心查詢注冊的服務(wù)
* @return
*/
@GetMapping("/dc")
public String dc() {
String services = "Services: " + discoveryClient.getServices();
System.out.println(services);
return services;
}
@GetMapping("/hello")
public String index() {
System.out.println("收到客戶端發(fā)起的rpc請求!");
return"hello，我是服務(wù)提供方";
}
}最后，還需要在application.properties配置文件中，添加服務(wù)注冊中心地址，示例如下：
spring.application.name=eureka-provider
server.port=9001
# 設(shè)置與Eureka Server交互的地址，多個地址可使用【,】分隔
eureka.client.serviceUrl.defaultZnotallow=http://localhost:8001/eureka/啟動服務(wù)之后，再次訪問http://localhost:8001/，可以看到下面的頁面，eureka-provider成功注冊到服務(wù)中心。
圖片
其次，也可以直接訪問http://localhost:9001/dc，查詢當前服務(wù)中心注冊的服務(wù)，可以得到類似于如下內(nèi)容。
Services: [eureka-provider]3.3、創(chuàng)建服務(wù)消費方
同理，創(chuàng)建一個 Spring Boot 工程，命名為eureka-consumer。由于服務(wù)提供方和服務(wù)消費方，都屬于 Eureka 客戶端服務(wù)，其pom.xml所需要的依賴內(nèi)容和服務(wù)啟動配置完全一致，在此就不重復粘貼了。
接著，編寫一個配置類，因為需要發(fā)起遠程調(diào)用，我們可以利用RestTemplate工具發(fā)起 HTTP 請求。
@Configuration
public class WebConfig {
/**
* 初始化一個 RestTemplate 工具
* @return
*/
@Bean
public RestTemplate restTemplate() {
return new RestTemplate();
}
}在 Spring Cloud Commons 中提供了大量的與服務(wù)治理相關(guān)的抽象接口，例如上文介紹的DiscoveryClient，還有下文要使用的LoadBalancerClient。
LoadBalancerClient是一個負載均衡客戶端接口，我們可以利用它從服務(wù)注冊中心獲取有效的服務(wù)實例，然后發(fā)起遠程調(diào)用，示例如下：
@RestController
publicclass HelloController {
@Autowired
private DiscoveryClient discoveryClient;
@Autowired
private LoadBalancerClient loadBalancerClient;
@Autowired
private RestTemplate restTemplate;
/**
* 從服務(wù)中心查詢注冊的服務(wù)
* @return
*/
@GetMapping("/dc")
public String dc() {
String services = "Services: " + discoveryClient.getServices();
System.out.println(services);
return services;
}
/**
* 發(fā)起遠程調(diào)用測試
* @return
*/
@GetMapping("/rpc")
public String rpc() {
// 從服務(wù)提供方中選擇一個有效的服務(wù)實例
ServiceInstance serviceInstance = loadBalancerClient.choose("eureka-provider");
String url = "http://" + serviceInstance.getHost() + ":" + serviceInstance.getPort() + "/hello";
System.out.println("遠程調(diào)用地址：" + url);
// 通過 http 方式發(fā)起遠程調(diào)用
String result = restTemplate.getForObject(url, String.class);
return"發(fā)起遠程調(diào)用，收到返回的信息：" + result;
}
}最后，在application.properties配置文件中添加相關(guān)的配置信息。
spring.application.name=eureka-consumer
server.port=9002
eureka.client.serviceUrl.defaultZnotallow=http://localhost:8001/eureka/將服務(wù)注冊中心、服務(wù)提供方、服務(wù)消費方依次啟動起來，然后訪問http://localhost:9002/rpc，可以得到類似于如下內(nèi)容。
發(fā)起遠程調(diào)用，收到返回的信息：hello，我是服務(wù)提供方可以清晰的看到，服務(wù)消費方成功的遠程調(diào)用了服務(wù)提供方的接口，并收到返回結(jié)果。
四、集群配置
服務(wù)注冊中心是一個特別關(guān)鍵的服務(wù)，如果是單節(jié)點，一旦掛了，整個微服務(wù)就無法使用了。對于生產(chǎn)環(huán)境，通常都是通過集群方式來完成部署。
實際上，Eureka 可以通過互相注冊的方式來實現(xiàn)高可用的部署，因此我們只需要將 Eureke Server 配置其他可用的 serviceUrl 就能實現(xiàn)高可用部署。
對于雙節(jié)點服務(wù)注冊中心，可實現(xiàn)的思路如下！
4.1、雙節(jié)點服務(wù)注冊中心配置
1）創(chuàng)建application-eureka1.properties配置文件，作為eureka1服務(wù)中心的配置，并將serviceUrl指向eureka2，內(nèi)容如下：
spring.application.name=eureka-server
server.port=8001
eureka.instance.hostname=eureka1
eureka.client.serviceUrl.defaultZnotallow=http://eureka2:8002/eureka/2）創(chuàng)建application-eureka2.properties配置文件，作為eureka2服務(wù)中心的配置，并將serviceUrl指向eureka1，內(nèi)容如下：
spring.application.name=eureka-server
server.port=8002
eureka.instance.hostname=eureka2
eureka.client.serviceUrl.defaultZnotallow=http://eureka1:8001/eureka/3）在本地 hosts 文件做了一個假域名映射，用來配置區(qū)分不同的 Eureka Server 地址。
127.0.0.1 eureka1
127.0.0.1 eureka24）將服務(wù)注冊到 eureka 集群
spring.application.name=eureka-consumer
server.port=9002
eureka.client.serviceUrl.defaultZnotallow=http://eureka1:8001/eureka/,http://eureka2:8002/eureka/5）將服務(wù)進行打包，然后啟動
#打包
mvn clean package
# 分別以 eureka1 和 eureka2 配置信息啟動 eureka
java -jar eureka-server.jar --spring.profiles.active=eureka1
java -jar eureka-server.jar --spring.profiles.active=eureka2依次啟動服務(wù)后，訪問http://localhost:8001/，可以得到類似于如下內(nèi)容。
圖片
其中eureka2表示備用節(jié)點，將其中一個節(jié)點停掉，服務(wù)依然可以正常運行。
4.2、eureka 集群配置
在生產(chǎn)環(huán)境，通常會配置三臺及以上的服務(wù)注冊中心，以此來保證服務(wù)的穩(wěn)定性，配置原理也類似，將當前服務(wù)注冊中心分別指向其它的服務(wù)注冊中心。
配置文件案例如下：
# 第一個配置文件
spring.application.name=eureka-server
server.port=8001
eureka.instance.hostname=eureka1
eureka.client.serviceUrl.defaultZnotallow=http://eureka2:8002/eureka/,http://eureka3:8003/eureka/
# 第二個配置文件
spring.application.name=eureka-server
server.port=8002
eureka.instance.hostname=eureka2
eureka.client.serviceUrl.defaultZnotallow=http://eureka1:8001/eureka/,http://eureka3:8003/eureka/
# 第三個配置文件
spring.application.name=eureka-server
server.port=8003
eureka.instance.hostname=eureka3
eureka.client.serviceUrl.defaultZnotallow=http://eureka1:8001/eureka/,http://eureka2:8002/eureka/五、小結(jié)
最后總結(jié)一下，Eureka 是 Spring Cloud 體系中最重要的組件之一，主要用于服務(wù)的注冊和發(fā)現(xiàn)管理。
雖然之后 Netflix 對其停止維護了，以至于 Spring Cloud 官方不建議大家在新的項目中優(yōu)先使用，但是 Eureka 作為初代的服務(wù)注冊中心，但是其基本思想和原理對于后來的服務(wù)注冊中心發(fā)展有著深遠的影響。
對于了解和學習 Spring Cloud 技術(shù)體系，Eureka 依然是必不可少的一站。
六、參考
1.http://www.ityouknow.com/springcloud/2017/05/10/springcloud-eureka.html
