SpringBoot: Eureka入门

1. IP列表

公司发展到一定的规模之后，应用拆分是无可避免的。假设我们有2个服务(服务A、服务B)，如果服务A要调用服务B，我们能怎么做呢？最简单的方法是让服务A配置服务B的所有节点的IP，在服务A内部做负载均衡调用服务B的不同节点。

这种方式有3个明显的问题

服务B的节点变更，需要将服务B的IP列表更新进每个服务A，可以是通过配置文件、配置中心，甚至是数据库
服务A需要对服务B的节点做健康检测，避免将调用无效的节点
服务A要实现服务B调用的负载均衡策略

2. 反向代理

熟悉反向代理的人发现，反向代理不正是解决这个问题的办法吗？如果在服务A和服务B之间添加一个nginx，网络拓扑看起来就是这样的

我们需要将服务B的节点配置为upstream，定义nginx的server，服务A通过nginx调用服务B，我们看看下面的核心配置

weight指定每个服务器的权重，值越大调用的次数越多
max_fails指定失败多少次后标记为不可用，fail_timeout指过多长时间后将失败节点再次加入到服务列表中
backup作为备用节点，其他节点不可用的时候，back节点会接受负载均衡
down标记节点下线
ip_hash指定负载均衡策略，通一个IP调度到同一个IP，默认是round-robin
proxy_next_stream指定哪些条件认为是请求失败的(max_fails统计的条件)

bash 复制代码

upstream service_b {  
    # 默认轮询策略round-robin，默认权重1
    server 192.168.100.11 weight=1;  
    server 192.168.100.12 weight=2 max_fails=10 fail_timeout=30s ;
    server 192.168.100.13 backup;                                   # 备用服务器，当其他服务器都不可用时才使用  
    server 192.168.100.14 down;                                     # 标记为不可用，不参与负载均衡  

    ip_hash；                                                       # 负载均衡策略，基于客户端IP选择，默认round-robin
}

server {  
    listen 80;  

    location / {
        proxy_pass http://service_b;  
        proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_502 http_503 http_504; 
    }  
}

通过这种方式基本解决1.1里提到的3个问题了，不过upstream的修改仍然是手动的，而且需要重启nginx。 nginx提供了一个模块ngx_http_dyups_module让我们可以通过HTTP调用动态的修改upstream，如果我们想要将service_b的节点改成下面2个节点，我们可以这么做:

bash 复制代码

curl 127.0.0.1:8000/upstream/service_b  -d 
"server 192.168.100.11:8080 max_fails=3 fail_timeout=5s weight=10;
 server 192.168.100.12:8080 max_fails=3 fail_timeout=5s weight=10;"

不过这个方案没有开始流行就已经没落了，最明显的问题是所有对服务B的调用都要经过中心节点(nginx)，而且经过了一次转发，影响了调用性能。

3. 注册中心

大概在2010年开始国内的大中厂都开始走向服务化，但并没有一个成熟的中间件，dubbo、motan、hedwig都是这个时代产物。服务提供者在启动的时候会将自己注册到服务注册中心(zookeeper、consul等实现)，服务消费者从注册中心拿到服务提供者的IP，在客户端做负载均衡，直接连接服务提供者的IP，相较于反向代理的方案好处是服务A和服务B是直接调用，避免了一次中间转发。

现在主流的注册中心实现有很多，这里我们选几个常见的对比一下

|-----------|---------|------|--------|-----------|------------------------------|-------|
| 名称 | CAP | 语言 | 算法 | 数据结构 | 场景 | 存储 |
| Zookeeper | CP | Java | Zab协议 | 树ZNode | 服务发现、锁、选主、配置 | 文件 |
| Eureka | AP | Java | Gossip | key-value | 服务发现 | 内存 |
| Nacos | CP + AP | Java | Raft | key-value | 服务发现、锁、选主、配置配置推送、流量管理(灰度发布) | MySQL |
| Consul | AP | Go | Raft | key-value | 类似于Nacos | 文件 |

Zookeeper最早出现，常用于大数据系统的协调，比如Hadoop/Kafka等，生态成熟，但特性就比较老，出现在云原生之前，没有考虑云原生/微服务的支持
Eureka专门为微服务设计，不支持一致性协议，适用gossip同步数据，选择AP，一致性较弱，功能单一，仅用于服务发现
Nacos基于Raft算法，支持云原生，比如流量管理、灰度发布等功能

一般Java语言开发的新系统的注册中心是在Eureka和Nacos之间选择，Eureka天然和Spring Cloud集成，适用简单，当然功能也相当较弱。我们先来看看Eureka的使用。

4. Eureka入门

1. 创建应用

先创建Spring Boot应用，参见1. 手动创建应用，引入Spring Cloud的依赖管理

XML 复制代码

<project>
    ...
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>   <!-- 创建为SpringBoot应用 -->
        <version>3.2.7</version>
    </parent>
    ...
    <properties>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
    </properties>

    <dependencyManagement>
        <dependencies>
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-starter-parent</artifactId>  <!-- 使用Spring Cloud依赖 -->
                <version>2023.0.0</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>
        </dependencies>
    </dependencyManagement>

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

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

    </dependencies>
</project>

2. 启动类

添加启动类，除了正常的Spring Boot应用的注解，额外增加了@EnableEurekaServer注解

java 复制代码

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

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

3. 核心配置

创建配置文件 application.yml，包含的内容如下，我们我看看每个配置字段的含义

|------------------------------------------------------|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------|------------------------------------------------------|
| 配置 | 含义 | Eureka字段 |
| spring.application.name | 应用名，注册Eureka是的应用名 | application.instance.app |
| eureka.instance.hostname | 运行实例的主机名或IP，默认取当前机器的主机名 ; 为了方便识别一般会在/etc/hosts绑定IP和主机名，设置对应节点机器名 ; Docker环境会选择prefer-ip-address=true，直接采用IP地址 | application.instance.hostName |
| eureka.instance.lease-renewal-interval-in-seconds | 客户端向EurekaServer续租的心跳，默认30s | application.instance.leaseInfo.renewalIntervalInSecs |
| eureka.instance.lease-expiration-duration-in-seconds | 最大的心跳时间间隔，超过时间没心跳的客户端被认为宕机，默认90s | application.instance.leaseInfo.durationInSecs |
| eureka.server.eviction-interval-timer-in-ms | Eureka定时任务，清理lease-expiration-duration没心跳的节点，默认60s | |
| eureka.client.register-with-eureka | 是否向EurekaServer注册自己 | |
| eureka.client.fetch-registry | 是否从EurekaServer获取注册表信息 | |
| eureka.client.registry-fetch-interval-seconds | 从EurekaServer获取注册表信息的时间间隔 | |
| eureka.client.serviceUrl.defaultZone | 客户端向这个地址注册和拉取注册信息，服务端节点用它来感知其他peer节点 | |
| eureka.server.wait-time-in-ms-when-sync-empty | 长轮询的概念，同步数据时如果没有数据变更，请求会阻塞等待的时间 | |
| eureka.server.renewal-percent-threshold | 心跳到底比例，如果少于少于这个比例，不会清理无心跳的节点，默认0.85 | |

注意点:

Eureka服务端，一般register-with-eureka、fetch-registry都设置为false，不注册自己也从eureka拉取注册信息，信息的同步通过内部的gossip协议进行
Eureka服务端，通过eureka.server.serviceUrl的配置感知其他peer节点，运行期间新增/删除节点通过修改配置文件实现，或配置中心配置
Client周期性(lease-renewal-interval-in-seconds)向服务端续租，如果超过最大时间(lease-expiration-duration-in-seconds)没收到续租请求，这个节点被认为不可用
Server周期性(eviction-interval-timer-in-ms)检查服务器节点，清理不可用的节点
Client向Server注册后，Server之间通过gossip同步，同步后每个Server节点存储自己的注册表，evict线程(eviction-interval-timer-in-ms)统计本地注册表，查看阈值(renewal-percent-threshold)看是否进入保护模式，如果不是保护模式，清理过去的节点，节点的leaseInfo中保存了每个节点最后一次renewal的时间

bash 复制代码

server:
  port: 8080
spring:
  application:
    name: keyniu-eureka-server
eureka:
  instance:
    hostname: localhost
    lease-renewal-interval-in-seconds: 30
    lease-expiration-duration-in-seconds: 90
  client:
    register-with-eureka: false
    fetch-registry: false
    service-url:
      defaultZone: http://127.0.0.1:${server.port}/eureka/
  server:
    wait-time-in-ms-when-sync-empty: 5
    enable-self-preservation: true
    eviction-interval-timer-in-ms: 10000
    renewal-percent-threshold: 0.85

5. REST API

默认Eureka的接口返回的XML，可以通过提交请求时指定Accept HTTP头设置响应内容的格式为JSON，这一点对所有接口有效，后续不再赘述

bash 复制代码

curl -s -H 'Accept: application/json' http://192.168.31.52:8080/eureka/apps/${app}/${instanceId}

1. 获取所有实例

通过curl http://192.168.31.52:8080/eureka/apps能查看所有可用的节点列表，包括所有的应用(application)，应用下所有的节点(instance)，节点的元数据(metadata)、租约(leaseInfo)等等

2. 指定app的实例

通过如下命令读取数据，这里的KEYNIU-EUREKA-SERVER是app，需要替换成对应的值。

bash 复制代码

curl http://192.168.31.52:8080/eureka/apps/${app}
curl http://192.168.31.52:8080/eureka/apps/KEYNIU-EUREKA-SERVER

3. 指定app/instanceId的实例

通过如下命令读取数据，其中KEYNIU-EUREKA-SERVER是app，Randy:keyniu-eureka-server:8080是instanceId

bash 复制代码

curl http://192.168.31.52:8080/eureka/apps/${app}/${instanceId}
curl http://192.168.31.52:8080/eureka/apps/KEYNIU-EUREKA-SERVER/Randy:keyniu-eureka-server:8080

4. 服务上下线

通过修改instance的status字段，我们能控制服务的上下线，比如将节点状态改为OUT_OF_SERVICE

bash 复制代码

curl -v -XPUT http://192.168.31.52:8080/eureka/apps/${app}/${instanceId}/status?value=OUT_OF_SERVICE
curl -v -XPUT http://192.168.31.52:8080/eureka/apps/KEYNIU-EUREKA-SERVER/Randy:keyniu-eureka-server:8080/status?value=OUT_OF_SERVICE

如果想让节点恢复为上线状态，通过如下命令修改

bash 复制代码

curl -v -XDELETE http://192.168.31.52:8080/eureka/apps/${app}/${instanceId}/status?value=UP
curl -v -XDELETE http://192.168.31.52:8080/eureka/apps/KEYNIU-EUREKA-SERVER/Randy:keyniu-eureka-server:8080/status?value=UP

5. 更新元数据

比如我们要在元数据里添加一个admin字段，值是zhangsan，我们可以这么做

bash 复制代码

curl -v -XPUT http://192.168.31.52:8080/eureka/apps/${app}/${instanceId}/metadata?${key}=${value}
curl -v -XPUT http://192.168.31.52:8080/eureka/apps/KEYNIU-EUREKA-SERVER/Randy:keyniu-eureka-server:8080/metadata?admin=zhangsan

6. 新增instance

通过POST请求，请求体可以是JSON，格式按我们读取到的实例格式，假设我们要新增一个节点: Randy1:keyniu-eureka-server:8080，命令看起来是这样的

bash 复制代码

curl -v -H 'Content-Type: application/json' -XPOST http://192.168.31.52:8080/eureka/apps/KEYNIU-EUREKA-SERVER -d '{
  "instance": {
    "instanceId": "Randy1:keyniu-eureka-server:8080",
    "hostName": "192.168.31.53",
    "app": "KEYNIU-EUREKA-SERVER",
    "ipAddr": "192.168.31.53",
    "status": "UP",
    "overriddenStatus": "UNKNOWN",
    "port": {
      "$": 8080,
      "@enabled": "true"
    },
    "securePort": {
      "$": 443,
      "@enabled": "false"
    },
    "countryId": 1,
    "dataCenterInfo": {
      "@class": "com.netflix.appinfo.InstanceInfo$DefaultDataCenterInfo",
      "name": "MyOwn"
    },
    "leaseInfo": {
      "renewalIntervalInSecs": 30,
      "durationInSecs": 90,
      "registrationTimestamp": 1719660811233,
      "lastRenewalTimestamp": 1719661187133,
      "evictionTimestamp": 0,
      "serviceUpTimestamp": 1719655154360
    },
    "metadata": {
      "admin": "zhangsan",
      "management.port": "8080",
      "group": "secondKill"
    },
    "homePageUrl": "http://192.168.31.53:8080/",
    "statusPageUrl": "http://192.168.31.53:8080/actuator/info",
    "healthCheckUrl": "http://192.168.31.53:8080/actuator/health",
    "vipAddress": "keyniu-eureka-server",
    "secureVipAddress": "keyniu-eureka-server",
    "isCoordinatingDiscoveryServer": "true",
    "lastUpdatedTimestamp": "1719660811233",
    "lastDirtyTimestamp": "1719655154170",
    "actionType": "ADDED"
  }
}'

7. 删除instance

通过指定app、instanceId删除对应实例

bash 复制代码

curl -XDELETE http://192.168.31.52:8080/eureka/${app}/${instanceId}
curl -XDELETE http://192.168.31.52:8080/eureka/KEYNIU-EUREKA-SERVER/Randy1:keyniu-eureka-server:8080

8. 发送心跳

bash 复制代码

curl -XPUT http://192.168.31.52:8080/eureka/apps/${app}/${instanceId}
curl -XPUT http://192.168.31.52:8080/eureka/apps/KEYNIU-EUREKA-SERVER/Randy1:keyniu-eureka-server:8080

6. 案例解析

现在我们反过来，从Eureka UI来看，显示的每个字段是从何而来，怎么配置

1. Eureka首页

下图是Eureka UI首页显示的内容，我们主要关系其中的6个显示字段，对应图上的数字，下面列表中是它的说明

环境，通过eureka.environment配置，默认test
数据中心，通过eureka.datacenter配置，默认MyOwn
是否删除过去租约，只要不处于自我保护模式，这个值就是true，不启动eureka.server.enable-self-preservation
进入自我保护模式的阈值，资料上计算公式: 客户端数量 * (60 / lease-renewal-interval-in-seconds ) * renewal-percent-threshold，实测下来有出入，待进一步研究
1. 仅一个客户端，lease-renewal-interval-in-seconds = 30 ， Renews threshod = 1，计算值= 1 * (60/30) * 0.85 = 1.7
2. 仅一个客户端，lease-renewal-interval-in-seconds = 20 ， Renews threshod = 3，计算值= 1 * (60/20) * 0.85 = 2.55
EurekaServer的节点，取值是eureka.client.serviceUrl.defaultZone中配的机器
注册到EurekaServer的节点，这个值是我们配置的spring.application.name，Status里显示的是我们的nodeName，默认格式是: ${hostName}:$ {app.name}:${server.port}

2. 注册表信息

通过Eureka Server的REST接口，我们能读到注册表信息，下面这个连接能查看所有的APP信息，不过我们这里只有一个节点

http://127.0.0.1:8080/eureka/apps

下面是其中一个节点的内容，下面有序列表的数字对应图片里的数字

dataCenterInfo表示数据中心，一般配置到Eureka Client，定义是个枚举DataCenterInfo.Name类，可选值有Netflix、Amazon、MyOwn，默认MyOwn
1. 对应配置项eureka.instance.data-center-info
2. eureka.datacenter也是数据中心的概念，一般配置到Eureka Server
3. 暂时没看到这两个值如果不同的话有什么影响，但会让人觉得混乱，需要进一步研究
metadata元数据信息，默认只有management.port，可以做自定义配置
1. 对应配置项eureka.instance.metadata-map
2. 基于元数据可以做服务分组，用MetadataAwarePredicate实现调用对应分组的节点
instanceId实际是拼接值: ${主机名}:$ {app.name}:${server.port}
overriddenstatus用来覆盖默认状态，节点的状态默认通过心跳来维护，心跳正常状态为UP
lastRenewalTimestamp表示最后一次收到心跳的时间，Eureka用这个时间来判断节点是否可用
lastDirtyTimestamp表示节点信息最后一次更新的时间，用来Eureka Server节点之间的增量