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spring eureka 服务降级 spring eureka原理

后端2024-04-22 00:13:17

1、概述

Spring Cloud 封装了 Netflix 公司开发的 Eureka 模块来实现服务注册和发现(请对比Zookeeper)。Eureka包含两个组件：Eureka Server和Eureka Client

Eureka 采用了 C-S 的设计架构。Eureka Server 作为服务注册功能的服务器，它是服务注册中心。而系统中的其他微服务，使用 Eureka 的客户端连接到 Eureka Server并维持心跳连接。这样系统的维护人员就可以通过 Eureka Server 来监控系统中各个微服务是否正常运行。SpringCloud 的一些其他模块（比如Zuul）就可以通过 Eureka Server 来发现系统中的其他微服务，并执行相关的逻辑。

Eureka Server提供服务注册服务：各个节点启动后，会在Eureka Server中进行注册，这样EurekaServer中的服务注册表中将会存储所有可用服务节点的信息，服务节点的信息可以在界面中直观的看到。Eureka Client是一个Java客户端，用于简化Eureka Server的交互，客户端同时也具备一个内置的、使用轮询(round-robin)负载算法的负载均衡器。在应用启动后，将会向Eureka Server发送心跳(默认周期为30秒)。如果Eureka Server在多个心跳周期内没有接收到某个节点的心跳，EurekaServer将会从服务注册表中把这个服务节点移除（默认90秒）。

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。

三大角色

Eureka Server 提供服务注册和发现
Service Provider 服务提供方将自身服务注册到Eureka，从而使服务消费方能够找到
Service Consumer 服务消费方从Eureka获取注册服务列表，从而能够消费服务

Eureka Server：

提供服务注册：各个微服务启动时，会通过Eureka Client向Eureka Server进行注册自己的信息（例如服务信息和网络信息），Eureka Server会存储该服务的信息。
提供服务信息提供：服务消费者在调用服务时，本地Eureka Client没有的情况下，会到Eureka Server拉取信息。
提供服务管理：通过Eureka Client的Cancel、心跳监控、renew等方式来维护该服务提供的信息以确保该服务可用以及服务的更新。
信息同步：每个Eureka Server同时也是Eureka Client，多个Eureka Server之间通过P2P复制的方式完成服务注册表的同步。同步时，被同步信息不会同步出去。也就是说有3个Eureka Server，Server1有新的服务信息时，同步到Server2后，Server2和Server3同步时，Server2不会把从Server1那里同步到的信息同步给Server3，只能由Server1自己同步给Server3。
每个可用区有一个Eureka集群，并且每个可用区至少有一个eureka服务器来处理区内故障。为了实现高可用，一般一个可用区中由三个Eureka Server组成。

Eureka Client：

Eureka Client是一个Java客户端，用于简化与Eureka Server的交互。并且管理当前微服务，同时为当前的微服务提供服务提供者信息。
Eureka Client会拉取、更新和缓存Eureka Server中的信息。即使所有的Eureka Server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。
Eureka Client在微服务启动后，会周期性地向Eureka Server发送心跳（默认周期为30秒）以续约自己的信息。如果Eureka Server在一定时间内没有接收到某个微服务节点的心跳，Eureka Server将会注销该微服务节点（默认90秒）。
Eureka Client包含服务提供者Applicaton Service和服务消费者Application Client
Applicaton Service：服务提供者，提供服务给别个调用。
Application Client：服务消费者，调用别个提供的服务。
往往大多数服务本身既是服务提供者，也是服务消费者。

2、eureka如何管理服务调用

eureka如何管理服务调用的？我们先来看个图：

spring eureka 服务降级 spring eureka原理,spring eureka 服务降级 spring eureka原理_spring,第1张

在Eureka Client启动的时候，将自身的服务的信息发送到Eureka Server。然后进行2调用当前服务器节点中的其他服务信息，保存到Eureka Client中。当服务间相互调用其它服务时，在Eureka Client中获取服务信息（如服务地址，端口等）后，进行第3步，根据信息直接调用服务。（注：服务的调用通过http(s)调用）
当某个服务仅需要调用其他服务，自身不提供服务调用时。在Eureka Client启动后会拉取Eureka Server的其他服务信息，需要调用时，在Eureka Client的本地缓存中获取信息，调用服务。
Eureka Client通过向Eureka Serve发送心跳（默认每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。以此来确保当前服务还“活着”，可以被调用。
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），以此来确保调用到的服务是“活的”。并且当某个服务被更新或者新加进来，也可以调用到新的服务。

3、Eureka 自我保护模式

进入自我保护模式最直观的体现就是Eureka Server首页的警告，如下图红色：

spring eureka 服务降级 spring eureka原理,spring eureka 服务降级 spring eureka原理_Server_02,第2张

默认情况下，如果Eureka Server在一定时间内没有接收到某个微服务实例的心跳，Eureka Server将会注销该实例（默认90秒）。但是当网络分区故障发生时，微服务与Eureka Server之间无法正常通信，这就可能变得非常危险了----因为微服务本身是健康的，此时本不应该注销这个微服务。

Eureka Server通过“自我保护模式”来解决这个问题----当Eureka Server节点在短时间内丢失过多客户端时（可能发生了网络分区故障），那么这个节点就会进入自我保护模式。一旦进入该模式，Eureka Server就会保护服务注册表中的信息，不再删除服务注册表中的数据（也就是不会注销任何微服务）。当网络故障恢复后，该Eureka Server节点会自动退出自我保护模式。

自我保护模式是一种对网络异常的安全保护措施。使用自我保护模式，而已让Eureka集群更加的健壮、稳定。

4、作为服务注册中心，Eureka比Zookeeper好在哪里

著名的CAP理论指出，一个分布式系统不可能同时满足C(一致性)、A(可用性)和P(分区容错性)。由于分区容错性在是分布式系统中必须要保证的，因此我们只能在A和C之间进行权衡。在此Zookeeper保证的是CP, 而Eureka则是AP。

ZooKeeper（注：ZooKeeper是著名Hadoop的一个子项目，旨在解决大规模分布式应用场景下，服务协调同步（Coordinate Service）的问题；它可以为同在一个分布式系统中的其他服务提供：统一命名服务、配置管理、分布式锁服务、集群管理等功能）是个伟大的开源项目，它很成熟，有相当大的社区来支持它的发展，而且在生产环境得到了广泛的使用；但是用它来做Service发现服务解决方案则是个错误。

在分布式系统领域有个著名的 CAP定理（C- 数据一致性；A-服务可用性；P-服务对网络分区故障的容错性，这三个特性在任何分布式系统中不能同时满足，最多同时满足两个）；ZooKeeper是个 CP的，即任何时刻对ZooKeeper的访问请求能得到一致的数据结果，同时系统对网络分割具备容错性；但是它不能保证每次服务请求的可用性（注：也就是在极端环境下，ZooKeeper可能会丢弃一些请求，消费者程序需要重新请求才能获得结果）。但是别忘了，ZooKeeper是分布式协调服务，它的职责是保证数据（注：配置数据，状态数据）在其管辖下的所有服务之间保持同步、一致；所以就不难理解为什么ZooKeeper被设计成CP而不是AP特性的了，如果是AP的，那么将会带来恐怖的后果（注：ZooKeeper就像交叉路口的信号灯一样，你能想象在交通要道突然信号灯失灵的情况吗？）。而且，作为ZooKeeper的核心实现算法Zab，就是解决了分布式系统下数据如何在多个服务之间保持同步问题的。

当向注册中心查询服务列表时，我们可以容忍注册中心返回的是几分钟以前的注册信息，但不能接受服务直接down掉不可用。也就是说，服务注册功能对可用性的要求要高于一致性。但是zk会出现这样一种情况，当master节点因为网络故障与其他节点失去联系时，剩余节点会重新进行leader选举。问题在于，选举leader的时间太长，30 ~ 120s, 且选举期间整个zk集群都是不可用的，这就导致在选举期间注册服务瘫痪。在云部署的环境下，因网络问题使得zk集群失去master节点是较大概率会发生的事，虽然服务能够最终恢复，但是漫长的选举时间导致的注册长期不可用是不能容忍的。

Eureka保证AP

在Eureka平台中，如果某台服务器宕机，Eureka不会有类似于ZooKeeper的选举leader的过程；客户端请求会自动切换到新的Eureka节点；当宕机的服务器重新恢复后，Eureka会再次将其纳入到服务器集群管理之中；而对于它来说，所有要做的无非是同步一些新的服务注册信息而已。所以，再也不用担心有“掉队”的服务器恢复以后，会从Eureka服务器集群中剔除出去的风险了。

Eureka看明白了这一点，因此在设计时就优先保证可用性。Eureka各个节点都是平等的，几个节点挂掉不会影响正常节点的工作，剩余的节点依然可以提供注册和查询服务。而Eureka的客户端在向某个Eureka注册或时如果发现连接失败，则会自动切换至其它节点，只要有一台Eureka还在，就能保证注册服务可用(保证可用性)，只不过查到的信息可能不是最新的(不保证强一致性)。除此之外，Eureka还有一种自我保护机制，如果在15分钟内超过85%的节点都没有正常的心跳，那么Eureka就认为客户端与注册中心出现了网络故障，此时会出现以下几种情况：

1. Eureka不再从注册列表中移除因为长时间没收到心跳而应该过期的服务
2. Eureka仍然能够接受新服务的注册和查询请求，但是不会被同步到其它节点上(即保证当前节点依然可用)
3. 当网络稳定时，当前实例新的注册信息会被同步到其它节点中

因此， Eureka可以很好的应对因网络故障导致部分节点失去联系的情况，而不会像zookeeper那样使整个注册服务瘫痪。

springcloud+eureka服务注册简单入门案例

1、服务消费者启动类里注入RestTemplate，用于调用远程服务

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

@SpringBootApplication
public class MovieApplication {
    
    @Bean
    public RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(MovieApplication.class, args);
    }
}

controller：

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;
import com.xujie.pojo.User;

@RestController
public class UserController {
    
    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;
    
    @GetMapping("/getUser")
    public User getUser() {
        return this.restTemplate.getForObject("http://localhost:8000/getUser", User.class);
    }
}

2、使用Eureka创建服务注册中心

在springboot基础环境上添加依赖

<!-- 引入eureka依赖 -->
<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-eureka-server</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

启动类的编码

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.server.EnableEurekaServer;

@SpringBootApplication
@EnableEurekaServer  //声明这是一个Eureka服务器
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(App.class, args);
    }
    
}

配置文件单机版（src/main/resources/application.yml）

server:
  port: 8761      #声明端口号

eureka:
  instance:
    hostname: localhost   #eureka服务端的实例名称
  client:
    register-with-eureka: false   #false表示不向注册中心注册自己。
    fetch-registry: false   #false表示自己端就是注册中心，我的职责就是维护服务实例，并不需要去检索服务
    service-url: 
      defaultZone: http://localhost:8761/eureka    #设置与eureka交互的地址，查询服务和注册服务都需要依赖这个地址，默认是：http://localhost:8761/eureka

3、服务提供者注册到服务注册中心

添加依赖，便于把服务注册到注册中心Eureka中去：

<dependency>
     <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
     <artifactId>spring-cloud-starter-eureka</artifactId>
</dependency>
<dependency>
     <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
     <artifactId>spring-cloud-starter-config</artifactId>
</dependency>

修改配置文件，添加下列配置

spring:
  application:
    name: provider   #注册到Eureka Server上的微服务名称

eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:8761/eureka    #注册的位置
  instance:
    instance-id: microservicecloud-dept8001  #自定义服务名称信息
    prefer-ip-address: true  #将自己的ip注册到EuekaServer上

修改启动类

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient   
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(App.class, args);
    }
}

此时可以正常启动并将服务注册到了eureka中，启动Eureka和服务提供者访问：http://localhost:8761（注册的服务中心）,界面如下：

spring eureka 服务降级 spring eureka原理,spring eureka 服务降级 spring eureka原理_spring eureka 服务降级_03,第3张

微服务info内容详细信息，在服务提供者：

<!-- Spring Boot监控 -->
<dependency>
   <groupId>org.springframework.boot</groupId>
   <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
</dependency>

父工程POM：

<build>
   <finalName>microservicecloud</finalName>
   <resources>
     <resource>
       <directory>src/main/resources</directory>
       <filtering>true</filtering>
     </resource>
   </resources>
   <plugins>
     <plugin>
       <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
       <artifactId>maven-resources-plugin</artifactId>
       <configuration>
         <delimiters>
          <delimit>$</delimit>
         </delimiters>
       </configuration>
     </plugin>
   </plugins>
  </build>

服务提供者yml文件中：

info:
  app.name: atguigu-microservicecloud
  company.name: www.atguigu.com
  build.artifactId: $project.artifactId$
  build.version: $project.version$

服务的发现

Eureka Server：

@SpringBootApplication
@EnableEurekaServer // EurekaServer服务器端启动类,接受其它微服务注册进来
@EnableDiscoveryClient
public class EurekaServer7001_App
{
	public static void main(String[] args)
	{
		SpringApplication.run(EurekaServer7001_App.class, args);
	}
}

获取服务：

@RestController
public class DeptController
{	
	@Autowired
	private DiscoveryClient client;
	
	@RequestMapping(value = "/dept/discovery", method = RequestMethod.GET)
	public Object discovery()
	{
		List<String> list = client.getServices();  //获取注册中心的所有服务
		List<ServiceInstance> srvList = client.getInstances("MICROSERVICECLOUD-DEPT"); //获取名为MICROSERVICECLOUD-DEPT服务
		for (ServiceInstance element : srvList) {
			System.out.println(element.getServiceId() + "\t" + element.getHost() + "\t" + element.getPort() + "\t"
					+ element.getUri());
		}
		return this.client;
	}
}

集群配置

注册中心配置：

Eureka 1

eureka: 
  instance:
    hostname: eureka7001.com   
  client: 
    register-with-eureka: false   
    fetch-registry: false    
    service-url: 
      defaultZone: http://eureka7002.com:7002/eureka/,http://eureka7003.com:7003/eureka/  //另外两个机器


Eureka 2

eureka: 
  instance:
    hostname: eureka7002.com   
  client: 
    register-with-eureka: false   
    fetch-registry: false    
    service-url: 
      defaultZone: http://eureka7001.com:7001/eureka/,http://eureka7003.com:7003/eureka/  //另外两个机器



Eureka 3

eureka: 
  instance:
    hostname: eureka7003.com   
  client: 
    register-with-eureka: false   
    fetch-registry: false    
    service-url: 
      defaultZone: http://eureka7001.com:7001/eureka/,http://eureka7002.com:7002/eureka/  //另外两个机器

提供者配置：

eureka:
  instance:
    instance-id: microservicecloud-dept8001
    prefer-ip-address: true      
  client: 
    service-url: 
       defaultZone: http://eureka7001.com:7001/eureka/,http://eureka7002.com:7002/eureka/,http://eureka7003.com:7003/eureka/

spring eureka 服务降级 spring eureka原理,spring eureka 服务降级 spring eureka原理_Server_04,第4张

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