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【Spring Cloud】深入理解 Eureka 注册中心的原理、服务的注册与发现

文章目录

  • 前言
  • 一、微服务调用出现的问题
    • 1.1 服务消费者如何获取服务提供者的地址信息?
    • 1.2 如果有多个服务提供者,消费者该如何选择?
    • 1.3 消费者如何得知服务提供者的健康状态?
  • 二、什么是 Eureka
    • 2.1 Eureka 的核心概念
    • 2.2 Eureka 的解决微服务调用问题的方案
  • 三、Eureka 的原理
    • 3.1 Eureka 的核心组件
      • 3.1.1 eureka-server
      • 3.1.2 eureka-client
    • 3.2 Eureka 的工作流程
  • 四、搭建 Eureka 服务
  • 五、注册服务
    • 5.1 注册 `user-service` 服务
    • 5.2 注册 `order-service` 服务
    • 5.3 同一个服务启动多个实例
  • 六、服务的发现


前言

在微服务架构中,服务的注册与发现是至关重要的一环。为了实现这一目标,Eureka 注册中心应运而生。在本篇文章中,我们将深入理解 Eureka 注册中心的原理,以及探讨服务的注册与发现机制。

在微服务的协作中,服务之间的远程调用是常见的需求。然而,使用传统的 RestTemplate 远程调用方式存在一些问题,例如耦合度高、维护困难等。为了解决这些问题,我们将探讨如何利用 Eureka 注册中心来优雅地进行服务的注册与发现,从而更好地构建微服务架构。

接下来,我们将逐步深入探讨 Eureka 注册中心的原理、搭建 Eureka 服务、服务的注册与发现等关键内容。希望通过阅读本文,可以帮助我们更全面地理解微服务架构中 Eureka 的作用以及如何灵活运用它来构建高效可靠的分布式系统。

一、微服务调用出现的问题

在微服务架构中,服务之间的远程调用是常见的需求。然而,随着系统的复杂性增加,服务调用也带来了一些问题和挑战。

1.1 服务消费者如何获取服务提供者的地址信息?

在微服务架构中,服务提供者的地址信息通常是动态的,可能随时发生变化,例如服务的扩容、缩容、迁移等情况。因此,服务消费者需要一种机制来获取服务提供者的地址信息,以确保能够正确地发起远程调用。

解决方案:服务注册与发现

  • 服务提供者在启动时将自己的地址信息注册到服务注册中心,包括主机名、端口号等信息。
  • 服务消费者通过查询服务注册中心来获取服务提供者的地址信息,从而可以动态地发起调用。

1.2 如果有多个服务提供者,消费者该如何选择?

在实际应用中,可能会存在多个提供相同服务的服务提供者,这时服务消费者需要选择一个合适的提供者来发起调用。选择的依据可以包括负载均衡、性能指标、健康状态等因素。

解决方案:负载均衡

  • 负载均衡是一种策略,用于在多个服务提供者之间分配请求,以达到均衡负载的目的。
  • 常见的负载均衡策略包括轮询、随机、加权轮询、加权随机等,不同策略适用于不同的场景。

1.3 消费者如何得知服务提供者的健康状态?

在微服务架构中,服务提供者的健康状态对于服务消费者是非常重要的信息。如果一个服务提供者出现了故障或不可用,服务消费者需要避免向其发起请求,以确保系统的稳定性和可靠性。

解决方案:健康检查与容错机制

  • 健康检查是一种监测服务提供者健康状态的机制,通常由服务注册中心来执行。
  • 服务消费者可以根据健康检查的结果来判断服务提供者是否可用,从而决定是否发起调用。
  • 容错机制可以帮助服务消费者处理远程调用时可能出现的故障,例如超时、重试、降级等。

其中,Eureka 就是是一种服务注册与发现的解决方案,它通过服务注册中心来解决了微服务调用中的一些关键问题。

二、什么是 Eureka

Eureka 是 Netflix 提供的一款开源的服务注册与发现框架,用于构建基于微服务架构的分布式系统。它解决了在微服务架构中,服务的动态注册、发现和负载均衡的问题,是构建可伸缩和高可用性微服务的重要工具之一。

2.1 Eureka 的核心概念

  • 服务注册

在微服务架构中,服务提供者在启动时将自己的信息注册到 Eureka 注册中心,包括服务名称、网络地址等。这样,Eureka 注册中心就知道了系统中有哪些服务是可用的。

  • 服务发现

服务消费者可以通过查询 Eureka 注册中心获取可用服务的信息,从而决定向哪些服务发起调用。Eureka 注册中心维护了一个服务实例列表,包括每个服务的网络地址。

  • 心跳与健康检查

Eureka 注册中心会定期向服务提供者发送心跳请求,以检测服务是否仍然可用。如果一个服务在一定时间内未发送心跳,Eureka 将其标记为不可用。这就实现了对服务健康状态的监控。

  • 负载均衡

Eureka 客户端集成了 Ribbon 负载均衡器,可以在多个服务提供者之间实现负载均衡。通过使用 Ribbon,服务消费者可以选择一个合适的服务提供者来发起调用。

Eureka 的优势

  1. 简化了服务调用: Eureka 提供了简洁的 API,使得服务的注册、发现和调用变得非常容易。

  2. 高可用性: Eureka 支持服务注册中心的集群部署,通过相互注册来保证注册中心的高可用性。

  3. 负载均衡: 集成了 Ribbon 负载均衡器,可实现对多个服务提供者的请求分配,提高系统的性能和稳定性。

  4. 动态扩展: Eureka 支持服务的动态注册和注销,适应服务实例的动态变化。

  5. 健康检查: 通过心跳和健康检查,Eureka 能够及时发现不可用的服务实例,确保服务的高可用性。

总体而言,Eureka 是一个功能强大的服务注册与发现框架,为构建微服务架构提供了可靠的基础设施支持。

2.2 Eureka 的解决微服务调用问题的方案

  1. 服务消费者如何获取服务提供者的地址信息?

    • Eureka 注册中心: 服务提供者在启动时将自己的地址信息注册到 Eureka 注册中心。服务消费者可以通过查询 Eureka 注册中心获取服务提供者的地址信息。
  2. 如果有多个服务提供者,消费者该如何选择?

    • 负载均衡: Eureka 支持负载均衡,服务消费者可以使用负载均衡策略来选择一个合适的服务提供者。Eureka 客户端集成了 Ribbon 负载均衡器,可方便地实现负载均衡。
  3. 消费者如何得知服务提供者的健康状态?

    • 健康检查: Eureka 注册中心会定期对服务提供者进行健康检查,如果一个服务提供者出现故障,Eureka 将其标记为不可用。服务消费者在查询服务列表时可以过滤掉不可用的服务提供者,确保只选择健康的服务。

综上所述,Eureka 提供了服务注册与发现的机制,同时集成了负载均衡和健康检查等功能,有效地解决了微服务调用中的关键问题。通过使用 Eureka,微服务架构中的服务调用变得更加灵活、可靠、具有高可用性。

三、Eureka 的原理

Eureka 是一个由 Netflix 提供的服务注册与发现框架,通过 eureka-servereureka-client 两部分协同工作,实现了微服务架构中服务的动态注册、发现、负载均衡和健康检查等功能。下面我们将深入了解 Eureka 的工作原理。

3.1 Eureka 的核心组件

3.1.1 eureka-server

  • 服务注册中心: eureka-server 充当服务的注册中心,负责接收服务提供者注册信息并维护注册表。

  • 服务注册表: 服务提供者在启动时向 eureka-server 注册自己的信息,包括服务名称、网络地址等,形成服务注册表。

  • 健康检查: eureka-server 定期向服务提供者发送心跳,通过健康检查来维护服务的健康状态。

3.1.2 eureka-client

  • 服务提供者: 微服务中的各个服务模块通过 eureka-clienteureka-server 注册自己的服务。

  • 服务消费者: 微服务中的服务消费者通过 eureka-clienteureka-server 获取可用服务的信息,实现服务的发现。

  • 负载均衡: eureka-client 集成了 Ribbon 负载均衡器,可以在多个服务提供者之间实现负载均衡,提高系统的性能和可靠性。

3.2 Eureka 的工作流程

Eureka 的工作流程可用下图表示:

Eureka 的工作流程

  1. 服务注册阶段:

    • 服务提供者启动时,通过 eureka-clienteureka-server 注册自己的服务信息。

    • 注册包括服务名称、网络地址等,服务提供者成为服务注册表的一部分。

  2. 服务发现阶段:

    • 服务消费者通过 eureka-clienteureka-server 发送服务发现请求。

    • eureka-server 返回可用服务的信息,包括服务名称和对应的网络地址。

    • 服务消费者根据负载均衡策略选择一个服务提供者。

  3. 健康检查与维护:

    • eureka-server 定期向服务提供者发送心跳,检查服务的健康状态。

    • 如果一个服务提供者长时间未发送心跳,eureka-server 将其标记为不可用。

    • 不可用的服务将在服务注册表中被移除,保持服务注册表的准确性。

通过上述流程,Eureka 实现了服务的动态注册与发现,保障了微服务架构的高可用性和弹性扩展能力。Eureka 的原理设计使得微服务之间的调用更加灵活和可靠。

四、搭建 Eureka 服务

在 Spring Cloud Demo 代码中搭建 Eureka 服务的步骤如下:

  1. 创建项目,引入spring-cloud-starter-netflix-eureka-server的依赖
<!-- eureka 服务端-->
<dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId>
</dependency>
  1. 编写启动类,添加@EnableEurekaServer注解
@EnableEurekaServer // 开启 EurekaServer 自动装配
@SpringBootApplication
public class EurekaApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(EurekaApplication.class, args);}
}
  1. 添加application.yml文件,编写下面的配置
server:port: 10086
spring:application:name: eurekaservice # 服务的名称
eureka:client:service-url: # eureka 的地址信息defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka/ # eureka 也是一个微服务,因此启动的时候也会将自己注册进 eureka 中(为集群起作用)

完成上述所有的步骤之后就可以运行EurekaApplication 启动类了,然后就可以访问地址:http://localhost:10086/

如果此时出现的页面如下,就说明搭建 Eureka 服务成功了:

其中Instances currently registered with Eureka 下显示的就是当前在 Eureka 中注册的服务。

五、注册服务

5.1 注册 user-service 服务

user-service 服务注册到 EurekaServer 中的步骤如下:

  1. user-service 项目的pom.xml中引入spring-cloud-starter-netflix-eureka-client依赖
 <!-- eureka 客户端--><dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId></dependency>
  1. application.yml文件,编写下面的配置
spring:application:name: userservice
eureka:client:service-url: defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka/ 

此时我们发现这个配置和上面搭建 EurekaServer 时的配置基本相同,其原因就是 Eureka 在启动的时候也会将自己注册到 EurekaServer 中,而这个配置的作用就是将指定的服务(通过application name 区分)注册到defaultZone 对应地址的 EurekaServer 中。

5.2 注册 order-service 服务

  1. order-service 项目的pom.xml中引入spring-cloud-starter-netflix-eureka-client依赖
 <!-- eureka 客户端--><dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId></dependency>
  1. application.yml文件,编写下面的配置
spring:application:name: orderservice
eureka:client:service-url: defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka/ 

此时,启动user-serviceorder-service 服务,再次访问http://localhost:10086/就可以发现成功将服务注册到 EurekaServer 中了:

5.3 同一个服务启动多个实例

另外,在IDEA中,我们可以同时启动一个服务的多个实例,只需要保证不同实例的端口号不要发生冲突即可。

例如,此时我还想增加两个user-service 服务的实例,步骤如下:

  1. 右键点击 UserApplication ,然后选择 Copy Configuration 进行复制

  2. 然后进行如下设置

    -Dserver.port=8082表明为这个配置重新设置端口号为 8082,可以按照相同的方式,再复制一个配置。

启动这两个实例,然后再次访问http://localhost:10086/


此时就可以发现user-service 新增的两个实例的服务也成功注册到了 EurekaServer 中。

六、服务的发现

把服务注册到 EurekaServer 之后,要做的就是实现服务的拉取了,EurekaServer 中服务的拉取是基于服务名称来获取服务的列表,然后再对服务列表做负载均衡选择出一个服务。

此时我们想要 order-service 能够拉取到 EurekaServer 中注册的 user-service 服务,需要进行以下操作:

  1. 修改 order-service 的代码,修改访问的 url 路径,用服务名代替 IP和端口
public Order queryOrderById(Long orderId) {// 1. 查询订单Order order = orderMapper.findById(orderId);// 2. 查询用户// 2.1 构建查询用户的 urlString url = "http://userservice/user/" + order.getUserId();// 2.2 使用 RestTemplate 远程调用查询用户User user = restTemplate.getForObject(url, User.class);// 3. 封装 user 信息order.setUser(user);// 4.返回return order;
}

此处就使用 userservice 服务名来代替 user-service 服务的 IP 和端口号了。

  1. order-service 服务的启动类OrderApplication中的 RestTemplate 添加@LoadBalanced负载均衡注解
@SpringBootApplication
public class OrderApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(OrderApplication.class, args);}/*** 创建 RestTemplate 并注册到 Spring 容器*/@LoadBalanced // 负载均衡@Beanpublic RestTemplate restTemplate(){return new RestTemplate();}
}

至此,重新启动 order-service 服务,便能成功从 EurekaServer 中访问到 user-service 提供的服务了。

此时清空三个 user-service服务实例的日志记录,然后在浏览器中连续查询三次订单信息:



由此可得知,三个实例各种承担了一次服务的请求,说明此时负载均衡所采用的策略是轮询的方式。

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