Spring Cloud系列（一）之 Eureka、Zookeeper、Consul_AC_Jobim

irpas 02-07 5291

Spring Cloud系列（一）之Eureka、Zookeeper、Consul 一、微服务架构介绍1.1 架构的演变1.2 Spring Cloud介绍二、微服务架构业务场景2.1 创建服务提供者(provider)工程2.2 创建服务消费者(consumer)工程三、Eureka服务注册与发现3.1 搭建注册中心3.2 服务注册（消费者集群）3.2.1 服务提供者注册3.2.2 服务消费者注册 3.3 EurekaServer集群环境构建3.4 搭建服务提供者集群和负载均衡3.5 微服务信息完善3.6 服务发现Discovery3.7 Eureka自我保护四、Zookeeper服务注册与发现（待补）五、Consul服务注册与发现5.1 安装并运行Consul5.2 服务提供者、服务消费者注册5.3 三个注册中心异同点

使用SpringCloud版本：2.1.1.RELEASE

一、微服务架构介绍 1.1 架构的演变

单一应用架构

当网站流量很小时，只需要一个应用，所有功能打成一个包部署在一起，减少部署节点成本的框架称之为集中式框架。此时，用于简化增删改查工作量的数据访问框架(ORM)是影响项目开发的关键。

优点：

架构简单部署成本低

缺点：

耦合度高（维护困难、升级困难）

分布式服务架构

根据业务功能对系统做拆分，每个业务功能模块作为独立项目开发，称为一个服务。

优点：

降低服务耦合有利于服务升级和拓展

缺点：

服务调用关系错综复杂

分布式架构虽然降低了服务耦合，但是服务拆分时也有很多问题需要思考：

服务拆分的粒度如何界定？服务之间如何调用？服务的调用关系如何管理？

人们需要制定一套行之有效的标准来约束分布式架构。

微服务架构：

微服务的架构特征：

单一职责：微服务拆分粒度更小，每一个服务都对应唯一的业务能力，做到单一职责自治：团队独立、技术独立、数据独立，独立部署和交付面向服务：服务提供统一标准的接口，与语言和技术无关隔离性强：服务调用做好隔离、容错、降级，避免出现级联问题

微服务的上述特性其实是在给分布式架构制定一个标准，进一步降低服务之间的耦合度，提供服务的独立性和灵活性。做到高内聚，低耦合。

因此，可以认为微服务是一种经过良好架构设计的分布式架构方案。其中微服务架构的最佳实践是SpringCloud。

1.2 Spring Cloud介绍 Spring Cloud是一系列分布式微服务技术的有序整合，把非常流行的微服务的技术整合到一起。它利用Spring Boot的开发便利性巧妙地简化了分布式系统基础设施的开发。官网地址：https://spring.io/projects/spring-cloud。

其中常见的组件包括：

由于升级和停更引发的技术变更：（圈起来的是阳哥推荐的技术）

另外，SpringCloud底层是依赖于SpringBoot的，并且有版本的兼容关系，如下：

https://spring.io/projects/spring-cloud#overview

二、微服务架构业务场景

目标：模拟一个最简单的服务调用场景，场景中保护微服务提供者(Producer)和微服务调用者(Consumer)，方便后面学习微服务架构

注意：实际开发中，每个微服务为一个独立的SpringBoot工程

项目架构：

2.1 创建服务提供者(provider)工程

主要工作：创建SpringBoot工程（cloud-provider-payment8001）、加入依赖坐标、编写配置、编写MVC架构代码。

application.yml配置文件代码：

server: port: 8001 spring: application: name: cloud-payment-service datasource: type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource # 当前数据源操作类型 driver-class-name: org.gjt.mm.mysql.Driver # mysql驱动包 com.mysql.jdbc.Driver url: jdbc:mysql://localhost:3306/db2019?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&useSSL=false username: root password: root mybatis: mapperLocations: classpath:mapper/*.xml type-aliases-package: com.zb.springcloud.entities # 所有Entity别名类所在包

controller层代码：

注意不要忘记@RequestBody注解

@RestController @Slf4j public class PaymentController { @Autowired private PaymentService paymentService; @PostMapping(value = "/payment/create") public CommonResult crete(@RequestBody Payment payment){ //注意不要忘记@RequestBody int result = paymentService.create(payment); log.info("******插入结果：" + result); if(result > 0) { return new CommonResult(200,"插入数据库成功",result); } else { return new CommonResult(444, "插入数据库失败", null); } } @GetMapping(value = "/payment/get/{id}") public CommonResult<Payment> getPaymentById(@PathVariable("id") Long id) { Payment payment = paymentService.getPaymentById(id); log.info("*****查询结果:{}",payment); int w = 5/2; if (payment != null) { return new CommonResult(200,"查询成功",payment); }else{ return new CommonResult(444,"没有对应记录,查询ID: "+id,null); } } }

访问测试：http://localhost:8001/payment/get/3

2.2 创建服务消费者(consumer)工程

主要工作：

创建消费者SpringBoot工程（cloud-consumer-order80）、添加依赖注册http请求客户端对象RestTemplate编写Controller，用RestTemplate访问服务提供者

注册RestTemplate实例

RestTemplate是Spring提供的用于访问Rest服务的客户端，提供了多种便捷访问远程Http服务的方法。

@Configuration public class ApplicationContextConfig { @Bean //注册RestTemplate实例 public RestTemplate getRestTemplate() { return new RestTemplate(); } }

实现远程调用

@RestController @Slf4j public class OrderController { public static final String PAYMENT_URL = "http://localhost:8001"; @Resource private RestTemplate restTemplate; @GetMapping("/consumer/payment/create") public CommonResult<Payment> create(Payment payment) { return restTemplate.postForObject(PAYMENT_URL + "/payment/create",payment,CommonResult.class); } @GetMapping("/consumer/payment/get/{id}") public CommonResult<Payment> getPayment(@PathVariable("id") Long id) { return restTemplate.getForObject(PAYMENT_URL+"/payment/get/"+id,CommonResult.class); } }

存在的问题：

服务消费者在发起远程调用的时候，该如何得知服务提供者实例的ip地址和端口。而且把url地址硬编码到代码中，不方便后期维护。有多个服务提供者实例地址，服务消费者调用时不知道怎么选择。服务消费者中，不清楚服务提供者的状态（是否宕机）服务提供者的如果出现故障，不能够及时发现。三、Eureka服务注册与发现

上面那些问题都需要利用SpringCloud中的注册中心来解决，其中最广为人知的注册中心就是Eureka。

3.1 搭建注册中心

项目架构：

新建SpringBoot注册中心服务端cloud-eureka-server7001

引入eureka依赖（eureka-server）

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

编写启动类，一定要添加一个@EnableEurekaServer注解，开启eureka的注册中心功能：

@SpringBootApplication @EnableEurekaServer public class ServerMain7001 { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(ServerMain7001.class, args); } }

application.yml文件编写：

server: port: 7001 eureka: instance: hostname: localhost #eureka服务端的实例名称 client: #false表示不向注册中心注册自己。 register-with-eureka: 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 fetch-registry: false service-url: #设置与Eureka Server交互的地址查询服务和注册服务都需要依赖这个地址。 defaultZone: http://${eureka.instance.hostname}:${server.port}/eureka/

启动微服务，然后在浏览器访问：http://127.0.0.1:7001

3.2 服务注册（消费者集群）

下面，我们将服务消费者和服务提供者注册到eureka-server中。

项目架构：

3.2.1 服务提供者注册

引入eureka-client依赖

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

修改application.yml文件，添加服务名称、eureka地址

server: port: 8001 spring: application: name: cloud-payment-service # 指定服务名称 datasource: type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource # 当前数据源操作类型 driver-class-name: org.gjt.mm.mysql.Driver # mysql驱动包 com.mysql.jdbc.Driver url: jdbc:mysql://localhost:3306/db2019?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&useSSL=false username: root password: root ***************************************************************************************************** eureka: client: #表示是否将自己注册进EurekaServer默认为true。 register-with-eureka: true #是否从EurekaServer抓取已有的注册信息，默认为true。单节点无所谓，集群必须设置为true才能配合ribbon使用负载均衡 fetchRegistry: true service-url: defaultZone: http://localhost:7001/eureka ***************************************************************************************************** mybatis: mapperLocations: classpath:mapper/*.xml type-aliases-package: com.zb.springcloud.entities # 所有Entity别名类所在包

在启动类上添加@EnableEurekaClient，表明是Eureka客户端

@SpringBootApplication @EnableEurekaClient public class PaymentMain8001 { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(PaymentMain8001.class, args); } } 3.2.2 服务消费者注册

引入eureka-client依赖

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

修改application.yml文件，添加服务名称、eureka地址

server: port: 80 spring: application: name: cloud-order-service eureka: client: #表示是否将自己注册进EurekaServer默认为true。 register-with-eureka: true #是否从EurekaServer抓取已有的注册信息，默认为true。单节点无所谓，集群必须设置为true才能配合ribbon使用负载均衡 fetchRegistry: true service-url: defaultZone: http://localhost:7001/eureka

在启动类上添加@EnableEurekaClient，表明是Eureka客户端

@SpringBootApplication @EnableEurekaClient public class MainApp80 { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(MainApp80.class,args); } }

查看eureka管理页面：

3.3 EurekaServer集群环境构建

项目结构：

新建项目cloud-eureka-server7002，用来搭建EurekaServer集群。

修改C:\Windows\System32\drivers\etc路径下的hosts文件，加入

127.0.0.1 eureka7001.com 127.0.0.1 eureka7002.com

修改eureka-server的application.yml配置文件

将服务提供者和服务消费者同时注册到两个注册中心（可以只注册集群中的一个，信息会在集群中共享），修改每个项目的配置文件application.yml

查看eureka管理页面，可以发现另一个已经成为其备份的注册中心

3.4 搭建服务提供者集群和负载均衡

项目结构：

目标把搭建服务提供者集群注册到eureka-server中，并且实现负载均衡

配置服务提供者集群，新建cloud-provider-payment8002工程（参考8001）。只需要修改配置文件的端口号为8002即可。

修改服务消费者中的OrderController中的方法。修改访问的url路径，用服务名代替ip、端口号

@RestController @Slf4j public class OrderController { // public static final String PAYMENT_URL = "http://localhost:8001"; // 通过在eureka上注册过的微服务名称调用 public static final String PAYMENT_URL = "http://cloud-payment-service"; @Resource private RestTemplate restTemplate; @GetMapping("/consumer/payment/create") public CommonResult<Payment> create(Payment payment) { return restTemplate.postForObject(PAYMENT_URL + "/payment/create",payment,CommonResult.class); } @GetMapping("/consumer/payment/get/{id}") public CommonResult<Payment> getPayment(@PathVariable("id") Long id) { return restTemplate.getForObject(PAYMENT_URL+"/payment/get/"+id,CommonResult.class); } }

在服务消费者配置类中给RestTemplate这个Bean添加一个@LoadBalanced注解，用来实现负载均衡功

@Configuration public class ApplicationContextConfig { @Bean @LoadBalanced //使用@LoadBalanced注解赋予RestTemplate负载均衡的能力 public RestTemplate getRestTemplate() { return new RestTemplate(); } }

查看eureka管理页面

访问测试，spring会自动帮助我们从eureka-server端，根据服务名称，获取实例列表，而后完成负载均衡

3.5 微服务信息完善

主机名称、服务名称修改

# 修改 Eureka Server 页面的 Status 值 eureka.instance.instance-id=payment8001

访问信息有IP信息提示

# 带 ip + port 的超链接 eureka.instance.prefer-ip-address=true

修改之前没有IP提示

修改之后有IP提示

3.6 服务发现Discovery

可以通过discoveryClient查看Eureka所有注册服务：

修改cloud-provider-payment8001的controller

@RestController @Slf4j public class PaymentController { @Resource private DiscoveryClient discoveryClient; //用于服务发现 @GetMapping(value = "/payment/discovery") public Object discovery() { List<String> services = discoveryClient.getServices(); for (String element : services) { System.out.println(element); } List<ServiceInstance> instances = discoveryClient.getInstances("CLOUD-PAYMENT-SERVICE"); for (ServiceInstance element : instances) { System.out.println(element.getServiceId() + "\t" + element.getHost() + "\t" + element.getPort() + "\t" + element.getUri()); } return this.discoveryClient; } }

访问：http://127.0.0.1:8001/payment/discovery

控制台打印结果：

3.7 Eureka自我保护

什么是自我保护模式？

默认情况下，服务每隔30秒会向注册中心续约(心跳)一次，如果没有续约，EurekaServer将会注销该实例（默认90秒）——心跳检测。但是当网络分区故障发生(延时、卡顿、拥挤)时，微服务与EurekaServer之间无法正常通信，以上行为可能变得非常危险了——因为微服务本身其实是健康的，此时本不应该注销这个微服务。Eureka通过“自我保护模式”来解决这个问题——当EurekaServer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。

保护模式主要用于一组客户端和Eureka Server之间存在网络分区场景下的保护。在自我保护模式中，Eureka Server会保护服务注册表中的信息，不再注销任何服务实例。

如果在Eureka Server的首页看到以下这段提示，则说明Eureka进入了保护模式

为什么会产生Eureka自我保护机制？

是一种针对网络异常波动的安全保护措施，使用自我保护模式能使Eureka集群更加的健壮、稳定的运行，属于CAP里面的AP分支

自我保护机制的工作机制?

如果在15分钟内超过85%的客户端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，Eureka Server自动进入自我保护机制

禁止自我保护：

默认情况下自我保护机制是开启的。eureka.server.enable-self-preservation=true

关闭自我保护机制，修改检查失效服务的时间

eureka: server: enable-self-preservation: false eviction-interval-timer-in-ms: 3000

关闭效果：

服务续约过程：

服务每隔30秒会向注册中心续约(心跳)一次，如果没有续约，租约在90秒后到期，然后服务会被失效。每隔30秒的续约操作我们称之为：心跳检测。

lease-expiration-duration-in-seconds:30，租约续约间隔时间，默认30秒。

lease-renewal-interval-seconds:90，租约到期时效时间，默认90秒

四、Zookeeper服务注册与发现（待补）五、Consul服务注册与发现

Consul 是一套开源的分布式服务发现和配置管理系统，由 HashiCorp 公司用 Go 语言开发。

提供了微服务系统中的服务治理、配置中心、控制总线等功能。这些功能中的每一个都可以根据需要单独使用，也可以一起使用以构建全方位的服务网格，总之Consul提供了一种完整的服务网格解决方案。

它具有很多优点。包括：基于 raft 协议，比较简洁；支持健康检查, 同时支持 HTTP 和 DNS 协议支持跨数据中心的 WAN 集群提供图形界面跨平台，支持 Linux、Mac、Windows

官网地址：https://www.consul.io/intro/index.html

5.1 安装并运行Consul

首先我们从官网下载Consul，地址：https://www.consul.io/downloads.html

下载完成后只有一个exe文件，双击运行

通过consul --version查看版本号

使用开发模式启动consul agent -dev

通过以下地址可以访问Consul的首页：http://localhost:8500

5.2 服务提供者、服务消费者注册

项目架构：

服务提供者注册进Consul：

加入依赖

<dependencies>  <dependency> <groupId>org.springframework.cloud</groupId> <artifactId>spring-cloud-starter-consul-discovery</artifactId> </dependency>  <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId> </dependency>  <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId> <scope>runtime</scope> <optional>true</optional> </dependency> <dependency> <groupId>org.projectlombok</groupId> <artifactId>lombok</artifactId> <optional>true</optional> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId> <scope>test</scope> </dependency> </dependencies>

application.yml配置

# consul服务端口号 server: port: 8006 spring: application: name: consul-provider-payment # consul注册中心地址 cloud: consul: host: localhost port: 8500 discovery: # hostname: 127.0.0.1 service-name: ${spring.application.name}

主启动类

@SpringBootApplication @EnableDiscoveryClient public class PaymentMain8006 { public static void main(String[] args){ SpringApplication.run(PaymentMain8006.class,args); } }

Controller代码编写

@RestController public class PaymentController { @Value("${server.port}") private String serverPort; @GetMapping("/payment/consul") public String paymentInfo() { return "springcloud with consul: "+serverPort+"\t\t"+ UUID.randomUUID().toString(); } }

测试

输入http://localhost:8006/payment/consul，可以看到服务提供者已经被注册

服务消费者注册进Consul

加入依赖

application.yml配置

# consul服务端口号 server: port: 80 spring: application: name: cloud-consumer-order # consul注册中心地址 cloud: consul: host: localhost port: 8500 discovery: # hostname: 127.0.0.1 service-name: ${spring.application.name}

主启动类

@SpringBootApplication @EnableDiscoveryClient //该注解用于向使用consul或者zookeeper作为注册中心时注册服务 public class OrderConsulMain80 { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(OrderConsulMain80.class,args); } }

配置RestTemplate实体bean

Controller代码编写，通过RestTemplate调用服务提供者

@RestController public class OrderConsulController { public static final String INVOKE_URL = "http://consul-provider-payment"; //consul-provider-payment @Autowired private RestTemplate restTemplate; @GetMapping(value = "/consumer/payment/consul") public String paymentInfo() { String result = restTemplate.getForObject(INVOKE_URL+"/payment/consul", String.class); System.out.println("消费者调用支付服务(consule)--->result:" + result); return result; } }

测试

访问服务消费者

5.3 三个注册中心异同点

CAP理论：

在一个分布式系统（指互相连接并共享数据节点的集合）中，当涉及读写操作时，只能保证一致性（Consistence）、可用性（Availability）、分区容错性（Partition Tolerance）三者中的两个，另外一个必须被牺牲。

CAP原则：

一致性（Consistency） - 对某个指定的客户端来说，读操作保证能够返回最新的写操作结果。可用性（Availability） - 非故障的节点在合理的时间内返回合理的响应（不是错误和超时的响应）。分区容错性（Partition Tolerance） - 当出现网络分区后，系统能够继续履行职责

AP架构(Eureka)

当网络分区出现后，为了保证可用性，系统B可以返回旧值，保证系统的可用性

CP架构(Zookeeper/Consul)

当网络分区出现后，为了保证一致性，就必须拒接请求，否则无法保证一致性