Spring Cloud--Eureka实现原理

叙述

Eureka基础架构

Eureka服务治理基础架构包括三个核心要素。

服务注册中心

Eureka分为客户端和服务端,Eureka服务端提供服务注册与发现的功能。

服务提供者

提供服务的应用,Spring Boot应用或者遵循Eureka通信机制的应用。
将应用自己注册到Eureka注册中心,以供其它应用的发现。

服务消费者

消费者从服务注册中心获取服务列表,通过客户端负载均衡某种算法轮询服务列表,然后调用其所需要的服务,也即调用对应的服务提供者。


Eureka的几处缓存

Eureka的wiki上有一句话,大意是一个服务启动后最长可能需要2分钟时间才能被其它服务感知到,但是文档并没有解释为什么会有这2分钟。其实这是由三处缓存 + 一处延迟造成的。

Eureka对HTTP响应做了缓存

在Eureka的”控制器”类ApplicationResource的109行可以看到有一行

String payLoad = responseCache.get(cacheKey);

的调用,该代码所在的getApplication()方法的功能是响应客户端查询某个服务信息的HTTP请求:

Eureka Client对已经获取到的注册信息也做了30s缓存

负载均衡组件Ribbon也有30s缓存

服务注册中心

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。

4.1 Zookeeper保证CP
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。

4.2 Eureka保证AP
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。

小结

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