重学SpringCloud系列三之服务注册与发现---下

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了重学SpringCloud系列三之服务注册与发现---下相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

重学SpringCloud系列三之服务注册与发现---下

白话服务注册与发现

公益图书馆例子

笔者不想直接用专业的术语来说明“微服务注册与发现”，所以我们来看生活中的一个案例：“公益图书馆”。

随着人们生活水平的不断提高，追求精神食粮的朋友也越来越多。笔者曾经在一些城市看见过公益图书馆，其运行逻辑是：一些公益组织和个人提供一块场所，然后由组织内的人向图书馆内捐书。捐出的书越多，一段时间内能够借阅的书也就越多。这种做法有助于大家分享图书、节约资金、交流读书心得。那我们来看一下几个关键环节：

  • 捐书：组织内的人向公益图书馆捐书，是不是直接将书放到书架上就完事了呢？当然不是，是先向图书管理系统记录一下捐书的人、书名、捐书的时间等信息，再将书放到书架上。
  • 借书：借书的人通常是通过图书管理系统的一个小程序查询图书，然后取书，全靠自觉。图书可能存在多个副本（多人捐的同一种书），借书的人会根据书籍状态择优选择。
  • 这其中非常重要的一个角色就是图书管理系统，为大家捐书、借书提供了数据支持和集中管理功能。
  • 兼职图书管理员定期维护图书，将破损图书从图书管理系统中下架维护。

其实上面的这个“公益图书馆的例子”就是典型的服务注册与发现：

  • 每一本图书就是一个服务，捐书的过程就是“服务注册”的过程。
  • 借书的查询图书的过程就是“服务发现”的过程。
  • 其中最重要的角色：图书管理系统及管理员，就是服务注册中心或者服务注册平台。
  • 捐书者可能同时是借书者。进行服务注册的微服务节点，同时可能也使用服务发现机制发现其他微服务。
  • 捐书是主动行为，不是被动行为。这和微服务的注册是一样的，微服务必须在启动的时候向服务注册组件进行主动注册。这样做的目的就是降低数据维护成本，不需要专人维护注册数据。
  • 图书下架是被动的，不是主动的，不是捐书的人将其下架。微服务也是一样，当服务出现故障发生问题，服务发现注册组件应具备将服务下线的能力。
  • 图书管理员可以检查图书并下架，这过程在服务注册与发现中被称为：健康检查
  • 对于同一种图书可能存在多个同样的副本，由使用者择优选择借哪一本书。对于服务发现获得的结果：同一种服务的多个副本的情况，由服务调用者择优决定使用哪一个服务副本。这种服务方式比较专业的说法是：客户端负载均衡。

与客户端负载均衡相对的方法就是服务端负载均衡，如果上面的例子中借书过程一本书有多个副本，由图书管理员或系统决定借书者借其中的哪一个副本，这个就是服务端负载均衡。如：nginx、haproxy等就是服务端负载均衡。

服务注册与发现

  • 服务注册 -服务在中央注册表中注册其服务位置的过程。通常注册其主机和端口，有时还注册认证凭证，协议，版本号和或环境信息。
  • 服务发现 -客户端应用程序查询中央注册表以了解服务位置的过程。
  • 维护中央注册表的角色被称为服务注册平台或者服务注册中心

服务注册

当一个微服务启动的时候，必须主动向服务注册中心注册其服务地址，以供其他微服务查询调用。图中橘黄色为服务注册中心，绿色为微服务节点。

客户端负载均衡

  • 当一个微服务有多个实例的时候，由调用者从服务注册中心获取注册服务列表
  • 调用者拿到"注册服务列表"之后，决定访问哪一个服务实例。

Spring Cloud常用的服务注册中心

  • Eureka：Spring Cloud的大儿子，出生的时候条件一般，长大后素质有限
  • Nacos：后起之秀，曾经Spring Cloud眼中“别人家的孩子”，已经纳入收养范围（孵化项目）。
  • Apache Zookeeper：关系户，与hadoop关系比较好
  • Consul：关系户，曾经与docker关系比较好
  • etcd：关系户，与kubernetes关系比较好

如果你的应用已经使用到了hadoop、kubernetes、docker，在Spring Cloud实施过程中可以考虑使用其关系户组件，避免搭建两套注册中心，节省资源。但是二者兼容使用说说容易，真正用起来还需要功夫。目前看，笔者觉得最佳选择应该是Nacos。

这里可以先简单的了解一下常见的这些服务注册中心，后面的章节我们会逐步的详细介绍。

DiscoveryClient服务发现


在前面的章节，我们已经为大家介绍了

  • 服务注册的方式，在服务启动的时候主动向服务注册中心注册服务信息
  • 服务消费者可以以负载均衡的方式，远程调用服务提供者提供的服务。

服务消费者调用微服务之前，需要向服务注册中心，获取注册服务列表及服务信息。这个过程就是“服务发现”，那么服务发现是通过什么类实现的？服务列表及服务信息又包含哪些内容？本节就带着大家来解开这样的疑惑！

DiscoveryClient测试用例

DiscoveryClient 代表的就是：服务发现操作对象。

public interface DiscoveryClient extends Ordered 
  int DEFAULT_ORDER = 0;

  String description();

  List<ServiceInstance> getInstances(String serviceId);

  List<String> getServices();

  default int getOrder() 
    return 0;

它有两个核心方法：

  • getServices获取在服务注册中心，注册的所有服务的id。比如：ASERVICE-RBAC、ASERVICE-SMS。
  • getInstances根据服务id，获取该服务的所有启动实例的注册信息。即：一个微服务的多个副本的注册信息。

下面是一个基于Spring、Junit的测试用例，使用上面两个方法来实现服务发现。

@ExtendWith(SpringExtension.class)
@SpringBootTest
public class DiscoveryClientTest 
  @Resource
  private DiscoveryClient discoveryClient;  // 进行eureka的发现服务

  @Test
  void discoveryClientTest() 
    //获取服务Id
    List<String> services = discoveryClient.getServices();
    services.forEach(System.out::println);
    //获取每个服务的多个启动实例的注册信息。
    for (String service:services)
      discoveryClient.getInstances(service)
              .forEach(s -> 
                System.out.println("InstanceId=" + s.getHost() + ":" + s.getPort());
                System.out.println("Host:Port="+ s.getHost() + ":" + s.getPort());
                System.out.println("Uri=" + s.getUri());
                System.out.println("InstanceId=" + s.getInstanceId());
                System.out.println("Schema=" + s.getScheme());
                System.out.println("ServiceId=" + s.getServiceId());
                System.out.println("Metadata="+ s.getMetadata());
              );

结合测试结果的打印，可以更清楚的知道服务注册及发现相关的信息。理解DiscoveryClient 及其方法的作用。控制台打印结果如下：

两种服务发现注解的区别

在Spring Cloud中实现服务发现可以使用两种注解：@EnableDiscoveryClient和@EnableEurekaClient，两者的用法基本上是一样的。但存在区别，简单地说：

  • 如果服务注册中心是eureka，就需要在服务启动类加上@EnableEurekaClient注解，实现服务发现。
  • 如果是其他的注册中心，那么更推荐使用@EnableDiscoveryClient，该注解更加的通用。

在Hello-microservice章节，实现微服务向服务注册中心注册的时候，我们使用了@EnableEurekaClient，是因为我们当时搭建的服务注册中心是基于eureka搭建的。Spring Cloud中还有很多的其他服务注册中心的选项，比如：consul、zookeeper、nacos，这时就不能使用@EnableEurekaClient注解了，需要使用@EnableDiscoveryClient注解。

Eureka集群环境构建(linux)

服务注册中心在整个微服务体系中，至关重要！如果服务注册中心挂了，整个系统都将崩溃。所以服务注册中心通常不会被部署为单点应用，而是采用集群的部署方式，其中个别节点挂掉不影响整个系统的运行。

下面，我们就来为大家介绍，如何基于CentOS7服务器构建eureka服务注册中心。

CentOS7（linux）环境准备

主机名称主机ip
peer1192.168.161.3
peer2192.168.161.4
peer3192.168.161.5

并且在安装eureka服务注册中心之间，需要将服务器时间同步，不能相差太多，否则eureka服务有可能启动失败。可以使用ntp进行时间同步。如：

ntpdate ntp.api.bz

profile配置文件修改


application-peer1.yml

  • hostname为peer1
  • defaultZone为peer2和peer3
  • 下面配置我们之所以重写了health-check-url（健康检查路径），是因为设置了context-path。默认的健康检查路径是以“/”为项目的context-path。所以我们需要修改为server.servlet.context-path配置的值。
  • 因为我们设置了context-path，所以defaultZone访问端点有两个eureka，第一个eureka是我们配置的context-path。如果不设置context-path，defaultZone：http://peer2:8761/eureka/,http://peer3:8761/eureka/
  • 在eureka集群搭建过程中，fetch-registry和register-with-eureka一定设置为true。

这两个值之所以设置为true，目的是让eureka集群之间实现互相注册，互相心跳健康状态，从而达到集群的高可用。

    #是否从其他实例获取服务注册信息，因为这是一个单节点的EurekaServer，不需要同步其他的EurekaServer节点的数据，所以设置为false；
    fetch-registry: false
    #表示是否向eureka注册服务，即在自己的eureka中注册自己，默认为true，此处应该设置为false；
    register-with-eureka: false

把它们设置为false，是能解决你可能遇到的一些集群环境问题。这就好比你腿疼，你把腿砍了是不疼了，但你还能走路么。我们要的是让腿不疼，而不是把腿砍掉。“把腿砍了”这就不是“高可用”集群了，相当于你搭建了多个eureka server单点，这是“掩耳盗铃”的做法。

server:
  port: 8761
  servlet:
    context-path: /eureka

spring:
  application:
    name: eureka-server

eureka:
  instance:
    hostname: peer1
    health-check-url: http://$eureka.instance.hostname:$server.port/$server.servlet.context-path/actuator/health
  client:
    #从其他两个实例同步服务注册信息
    fetch-registry: true
    #向其他的两个eureka注册当前eureka实例
    register-with-eureka: true
    service-url:
      defaultZone: http://peer2:8761/eureka/eureka/,http://peer3:8761/eureka/eureka/

application-peer2.yml

  • hostname为peer2
  • defaultZone为peer1和peer3
server:
  port: 8761
  servlet:
    context-path: /eureka

spring:
  application:
    name: eureka-server


eureka:
  instance:
    hostname: peer2
    health-check-url: http://$eureka.instance.hostname:$server.port/$server.servlet.context-path/actuator/health
  client:
    #从其他两个实例同步服务注册信息
    fetch-registry: true
    #向其他的两个eureka注册当前eureka实例
    register-with-eureka: true
    service-url:
      defaultZone: http://peer1:8761/eureka/eureka/,http://peer3:8761/eureka/eureka/

application-peer3.yml

  • hostname为peer3
  • defaultZone为peer1和peer2
server:
  port: 8761
  servlet:
    context-path: /eureka

spring:
  application:
    name: eureka-server

eureka:
  instance:
    hostname: peer3
    health-check-url: http://$eureka.instance.hostname:$server.port/$server.servlet.context-path/actuator/health
  client:
    #从其他两个实例同步服务注册信息
    fetch-registry: true
    #向其他的两个eureka注册当前eureka实例
    register-with-eureka: true
    service-url:
      defaultZone: http://peer1:8761/eureka/eureka/,http://peer2:8761/eureka/eureka/

为eureka server加入actuator

spring-boot-starter-actuator是为Spring Boot服务提供相关监控信息的包。因为我们的eureka server要互相注册，并检查彼此的健康状态，所以这个包必须带上。

<dependency>
   <groupId>org.springframework.boot</groupId>
   <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
</dependency>

CentOS7环境下部署eureka集群

如果你的网络环境内没有DNS，需要配置/etc/hosts文件，将主机名称与ip地址关联。这一步必须要做，否则linux主机之间通过hostname访问eureka服务将无效，每台eureka server主机上都要执行。

192.168.161.3       peer1
192.168.161.4       peer2
192.168.161.5       peer3

开放防火墙端口（CentOS7），每台eureka server主机上都要执行。

firewall-cmd --zone=public --add-port=8761/tcp --permanent 
firewall-cmd --reload
  • 第一条命令式在防火墙开放8761端口
  • 第二条命令是是开放端口重新加载，使生效

将dhy-server-eureka通过maven打包，然后上传CentOS主机，启动Eureka服务注册中心集群

# 在peer1主机执行
nohup java -jar -Dspring.profiles.active=peer1 dhy-server-eureka-1.0.jar &
# 在peer2主机执行
nohup java -jar -Dspring.profiles.active=peer2 dhy-server-eureka-1.0.jar & 
# 在peer3主机执行
nohup java -jar -Dspring.profiles.active=peer3 dhy-server-eureka-1.0.jar &

访问测试

访问http://192.168.161.3:8761/eureka/，即：访问peer1的eureka服务。可以见到DS Replicas中已经注册了peer3、peer2。


同理：

  • 访问http://192.168.161.4:8761/eureka/，即：访问peer2的eureka服务。可以见到DS Replicas中已经注册了peer1、peer3。
  • 访问http://192.168.161.5:8761/eureka/，即：访问peer3的eureka服务。可以见到DS Replicas中已经注册了peer1、peer2。

出现上面的这种eureka server之间互相注册的效果，表示我们的eureka服务注册中心集群模式搭建成功了！那么恭喜你，你是一个幸运儿。在实际的生产环境中，网络及主机环境往往更复杂，搭建过程的参数调整也更加复杂。

其他需要注意的点：

出现 unavailable-replicas 问题，首先要去检查一下你的health-check-url是否能正常响应。如果没有设置context-path,默认是：http://ip:端口/actuator/health。UP状态表示处于可用状态。


如果健康检查没有问题：

1.是否开启了register-with-eureka=true和fetch-registry=true

2.eureka.client.serviceUrl.defaultZone配置项的地址，不能使用localhost，要使用ip或域名。或者可以通过hosts或者DNS解析的主机名称hostname。

3.spring.application.name要一致，不配置也可以，配置了要一致

4.默认情况下，Eureka 使用 hostname(如：peer1、peer2、peer3) 进行服务注册，以及服务信息的显示（eureka web 页面），那如果我们希望使用 IP 地址的方式，该如何配置呢？答案就是eureka.instance.prefer-ip-address=true。当设置prefer-ip-address: true时 ，修改配置defaultZone:http://你的IP:9001/eureka/。如果此时你仍然使用http://peer1:8761/eureka会导致健康检查失败。

Eureka集群多网卡环境ip设置

在上一小节，我们为大家讲解了如何在linux环境下搭建集群式Eureka服务注册中心。有的朋友可能会遇到下面的问题（导致服务注册失败、健康检查失败）：


上图中蓝色部分：大家可以明确的看到eureka server的服务绑定的ip是10.0.2.15？这是为什么？我们上一节中，也没有使用过这个ip啊，我们使用的是192.168.161.3。这是因为我的CentOS服务器上有多个网卡，还有一些docker相关的虚拟网卡。“多网卡”在生产环境上是非常常见的情况。怎么让eureka server服务绑定实例我们期望它绑定的网卡？

配置实现

首先来看一下，我的服务器（虚拟机）上面的网卡设备，一共五个（虚拟的）。

  • docker0虚拟网卡是因为我在这台机器上安装了docker
  • enp0s3网卡是一个NAT网络的网卡，虚拟机上常用。大家注意它的ip是10.0.2.15。
  • enp0s8才是我们真正需要使用的本地网络。


那我们现在要做的就是通知spring cloud，我们部署的微服务希望ip是192.168的本地网段。不要使用docker0和enp0s3的网段。

  • spring.cloud.inetutils.preferredNetworks表示我们期望使用的网段，可以使用正则表达式
  • spring.cloud.inetutils.ignoredInterfaces表示我们希望忽略掉的网卡设备。
  • 另外我们重新配置了eureka.instance.instance-id。这个问题比较特殊，spring cloud在组成instance-id规则的时候，并没有遵守我们的preferredNetworks和ignoredInterfaces约定(有可能是版本问题，没准下一个版本就好了）。所以我们不要在instance-id使用ip（因为enp0s3虚拟机桥接网卡的ip在所有的虚拟机上都是10.0.2.15），这导致所有eureka server的instance-id全一样，所以只能注册成功其中一个。
server:
  port: 8761
  servlet:
    context-path: /eureka

spring:
  application:
    name: eureka-server
  cloud:
    inetutils:
      preferredNetworks:
        - 192.168
      ignoredInterfaces:
        - enp0s3
        - docker0

eureka:
  instance:
    hostname: peer1
    instance-id: $spring.application.name-$eureka.instance.hostname:$server.port
    health-check-url: http://$eureka.instance.hostname:$server.port/$server.servlet.context-path/actuator/health
  client:
    #从其他两个实例同步服务注册信息
    fetch-registry: true
    #向其他的两个eureka注册当前eureka实例
    register-with-eureka: true
    service-url:
      defaultZone: http://peer2:8761/eureka/eureka/,http://peer3:8761/eureka/eureka/

多网卡ip选择配置方法总结归纳

除去上面的配置方法，还有其他能实现多网卡ip选择的方式，可以根据自己的网络环境情况选择使用。归纳如下：

方法一：直接配置eureka.instance.ip-address

eureka.instance.ip-address=192.168.1.7

直接配置一个完整的ip，一般适用于环境单一场景，对于复杂场景缺少有利支持。比如：你的eureka环境是结合docker容器部署的，就会有问题。因为docker容器的ip是动态的不固定的，所以你很难为docker容器中的服务指定ip。所以这种方式通常不建议使用。

方法二：增加inetutils相关配置

配置对应org.springframework.cloud.commons.util.InetUtilsProperties，其中包含：

配置说明
spring.cloud.inetutils.default-hostname默认主机名，只有解析出错才会用到
spring.cloud.inetutils.default-ip-address默认ip地址，只有解析出错才会用到
spring.cloud.inetutils.ignored-interfaces配置忽略的网卡地址
spring.cloud.inetutils.preferred-networks期望优先匹配的网卡，正则匹配的ip地址或者ip前缀
spring.cloud.inetutils.timeout-seconds计算主机ip信息的超时时间，默认1秒钟
spring.cloud.inetutils.use-only-site-local-interfaces只使用内网ip

上面已经为大家介绍了ignored-interfaces和preferred-networks用法，其他的配置举例说明如下：

使用/etc/hosts中主机名称映射的ip，这一种在docker swarm环境中比较好用。

# 随便配置一个不可能存在的ip，会走到InetAddress.getLocalHost()逻辑。
spring.cloud.inetutils.preferred-networks=none

当所有的网卡遍历逻辑都没有找到合适的网卡ip，会走JDK的InetAddress.getLocalHost()。该方法会返回当前主机的hostname, 然后会根据hostname解析出对应的ip。

# 只使用内网地址，遵循 RFC 1918
# 10/8 前缀
# 172.16/12 前缀
# 192.168/16 前缀
spring.cloud.inetutils.use-only-site-local-interfaces=true

通过启动命令行传递配置

java -jar xxx.jar --spring.cloud.inetutils.preferred-networks= #需要设置的IP地址
或者
java -jar xxx.jar --spring.cloud.inetutils.ignored-interfaces= #需要过滤掉的网卡

源码解析

为了说明这个问题的解决方案，我们需要翻看一下Eureka Client的源码。com.netflix.appinfo包下的InstanceInfo类封装了本机信息，其中就包括了IP地址。在 Spring Cloud 环境下，Eureka Client并没有自己实现探测本机IP的逻辑，而是交给Spring的InetUtils工具类的findFirstNonLoopbackAddress()方法完成的：

public InetAddress findFirstNonLoopbackAddress() 
        InetAddress result = null;
        try 
            // 记录网卡最小索引
            int lowest = Integer.MAX_VALUE;
            // 获取主机上的所有网卡
            for (Enumeration<NetworkInterface> nics = NetworkInterface
                    .getNetworkInterfaces(); nics.hasMoreElements();) 
                NetworkInterface ifc = nics.nextElement();
                if (ifc.isUp()) 
                    log.trace("Testing interface: " + ifc.getDisplayName());
                    if (ifc.getIndex() < lowest || result == null) 
                        lowest = ifc.getIndex(); // 记录索引
                    
                    else if (result != null) 
                        continue重学SpringCloud系列五之服务注册与发现---中


 重学SpringCloud系列九微服务网关-GateWay


 重学SpringCloud系列一之微服务入门


 SpringCloud学习系列-Eureka服务注册与发现


 SpringCloud学习系列-Eureka服务注册与发现


 重学SpringCloud系列四之分布式配置中心---上