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

我就是我 2023-10-16 15:33 1阅读 0赞

#### 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

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## 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-server` 和 `eureka-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-client` 向 `eureka-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-client` 从 `eureka-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][Eureka]

1.  **服务注册阶段：**
    
     *  服务提供者启动时，通过 `eureka-client` 向 `eureka-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-client` 向 `eureka-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

<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：  
![28347753ce5a4d3ba7668d71dbf69622.png][]  
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 ###

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

1.  在 `user-service` 项目的`pom.xml`中引入`spring-cloud-starter-netflix-eureka-client`依赖

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

1.  在`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.  在 `order-service` 项目的`pom.xml`中引入`spring-cloud-starter-netflix-eureka-client`依赖

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

1.  在`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-service` 和 `order-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：  
![f1697dffdea44f1c8b5907afbbe90c71.png][]

### 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  
    ![6612be2463c0480ba62ade315d300e7f.png][]
2.  然后进行如下设置  
    ![3c30ca619db44c2a93061fbf84ccbeab.png][]  
    `-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。

![5389e887c83d4901b95bdbaa03b541fe.png][]

启动这两个实例，然后再次访问`http://localhost:10086/`：

![5fcb3c82fc984f428f788808cc30600f.png][]  
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 url
        String 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.  对 `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
        @Bean
        public 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：

![9dbbd64fb79b4cc4816009875b9798e6.png][]  
![b180790dc9ba4befb8d1b2b373cc5ce3.png][]

![39d7b3a1a7e2439aa4847ccb5bdd5ce5.png][]  
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。

[Eureka]: https://img-blog.csdnimg.cn/4dc57ff779ce4bb98e90c633da26116c.png
[28347753ce5a4d3ba7668d71dbf69622.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/28347753ce5a4d3ba7668d71dbf69622.png
[f1697dffdea44f1c8b5907afbbe90c71.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/f1697dffdea44f1c8b5907afbbe90c71.png
[6612be2463c0480ba62ade315d300e7f.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/6612be2463c0480ba62ade315d300e7f.png
[3c30ca619db44c2a93061fbf84ccbeab.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/3c30ca619db44c2a93061fbf84ccbeab.png
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[5fcb3c82fc984f428f788808cc30600f.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/5fcb3c82fc984f428f788808cc30600f.png
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[39d7b3a1a7e2439aa4847ccb5bdd5ce5.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/39d7b3a1a7e2439aa4847ccb5bdd5ce5.png