Eureka简介

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spring Cloud Netflix技术栈中,Eureka作为服务注册中心对整个微服务架构起着最核心的整合作用,因此对Eureka还是有很大的必要进行深入研究。

本文主要分为四部分,一是对项目构建的简要说明;二是对程序入口点的定位,帮助大家找到阅读源码的起点;三是对Eureka实现机制的分析;四是与使用Zookeeper相比Eureka作为注册服务的区别。

1. 源码

1.1 源码获取、构建

我们需要分别下载 Eureka 官方源码和 Spring Cloud Netflix 适配 Eureka 的代码。可以在 https://github.com/Netflix/eureka 下载到原生 Eureka 代码,在 https://github.com/spring-cloud/spring-cloud-netflix/tree/v1.2.2.RELEASE 下载Spring Cloud针对于Eureka的Spring Cloud适配。

在构建 Eureka 官方源码时一定要使用项目里自带的gradlew而不要自行下载gradle(首先要科学上网), 因为gradle早已更新到3.X版本,而Eureka用的是2.1.0版本构建的项目,新版本构建时会报错。Spring Cloud Netflix构建起来很简单,执行 mvn clean package,耐心等待即可。(我机器上是12分钟)

1.2 程序构成

Eureka:
1. 是纯正的 servlet 应用,需构建成war包部署
2. 使用了 Jersey 框架实现自身的 RESTful HTTP接口
3. peer之间的同步与服务的注册全部通过 HTTP 协议实现
4. 定时任务(发送心跳、定时清理过期服务、节点同步等)通过 JDK 自带的 Timer 实现
5. 内存缓存使用Google的guava包实现

1.3 代码结构

模块概览:
e5

eureka-core 模块包含了功能的核心实现:
1. com.netflix.eureka.cluster – 与peer节点复制(replication)相关的功能
2. com.netflix.eureka.lease – 即”租约”, 用来控制注册信息的生命周期(添加、清除、续约)
3. com.netflix.eureka.registry – 存储、查询服务注册信息
4. com.netflix.eureka.resources – RESTful风格中的”R”, 即资源。相当于SpringMVC中的Controller
5. com.netflix.eureka.transport – 发送HTTP请求的客户端,如发送心跳
6. com.netflix.eureka.aws – 与amazon AWS服务相关的类

eureka-client模块:
Eureka客户端,微服务通过该客户端与Eureka进行通讯,屏蔽了通讯细节

eureka-server模块:
包含了 servlet 应用的基本配置,如 web.xml。构建成功后在该模块下会生成可部署的war包。

2. 代码入口

2.1 作为纯Servlet应用的入口

由于是Servlet应用,所以Eureka需要通过servlet的相关监听器 ServletContextListener 嵌入到 Servlet 的生命周期中。EurekaBootStrap 类实现了该接口,在servlet标准的contextInitialized()方法中完成了初始化工作:

@Override
    public void contextInitialized(ServletContextEvent event) {
        try {
            // 读取配置信息
            initEurekaEnvironment(); 
            // 初始化Eureka Client(用来与其它节点进行同步)
            // 初始化server
            initEurekaServerContext(); 
            ServletContext sc = event.getServletContext();
            sc.setAttribute(EurekaServerContext.class.getName(), serverContext);
        } catch (Throwable e) {
            logger.error("Cannot bootstrap eureka server :", e);
            throw new RuntimeException("Cannot bootstrap eureka server :", e);
        }
    }10

2.2 与Spring Cloud结合的胶水代码

Eureka是一个纯正的Servlet应用,而Spring Boot使用的是嵌入式Tomcat, 因此就需要一定的胶水代码让Eureka跑在Embedded Tomcat中。这部分工作是在 EurekaServerBootstrap 中完成的。与上面提到的EurekaBootStrap相比,它的代码几乎是直接将原生代码copy过来的,虽然它并没有继承 ServletContextListener, 但是相应的生命周期方法都还在,然后添加了@Configuration注解使之能被Spring容器感知:

e6
原生的 EurekaBootStrap 类实现了标准的ServletContextListener接口

e7
Spring Cloud的EurekaServerBootstrap类没有实现servlet接口,但是保留了接口方法的完整实现

我们可以推测,框架一定是在某处调用了这些方法,然后才是执行原生Eureka的启动逻辑。EurekaServerInitializerConfiguration类证实了我们的推测。该类实现了 ServletContextAware(拿到了tomcat的ServletContext对象)、SmartLifecycle(Spring容器初始化该bean时会调用相应生命周期方法):

@Configuration
@CommonsLog
public class EurekaServerInitializerConfiguration
        implements ServletContextAware, SmartLifecycle, Ordered {
}
start() 方法中可以看到
eurekaServerBootstrap.contextInitialized(EurekaServerInitializerConfiguration.this.servletContext);
  • 的调用,也就是说,在Spring容器初始化该组件时,Spring调用其生命周期方法start()从而触发了Eureka的启动。
    @Override
    public void start() {
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    eurekaServerBootstrap.contextInitialized(EurekaServerInitializerConfiguration.this.servletContext); // 调用 servlet 接口方法手工触发启动
                    log.info("Started Eureka Server");
                    // ... ...
                }
                catch (Exception ex) {
                    // Help!
                    log.error("Could not initialize Eureka servlet context", ex);
                }
            }
        }).start();
    }

2.3 其它几个重要的代码入口

了解以上入口信息后,我们就可以根据自己的需要自行研读相关的代码了。这里再提示几个代码入口:
1. com.netflix.appinfo.InstanceInfo类封装了服务注册所需的全部信息
2. Eureka Client探测本机IP是通过org.springframework.cloud.commons.util.InetUtils工具类实现的
3. com.netflix.eureka.resources.ApplicationResource类相当于Spring MVC中的控制器,是服务的注册、查询功能的代码入口点

3. 可能会被坑的几处原理

3.1 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。

首先,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);
  • 1
  • 1

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:

String payLoad = responseCache.get(cacheKey); // 从cache中拿响应数据
if (payLoad != null) {
       logger.debug("Found: {}", appName);
       return Response.ok(payLoad).build();
} else {
       logger.debug("Not Found: {}", appName);
       return Response.status(Status.NOT_FOUND).build();
}
  • 上面的代码中,responseCache引用的是ResponseCache类型,该类型是一个接口,其get()方法首先会去缓存中查询数据,如果没有则生成数据返回(即真正去查询注册列表),且缓存的有效时间为30s。也就是说,客户端拿到Eureka的响应并不一定是即时的,大部分时候只是缓存信息。

其次,Eureka Client对已经获取到的注册信息也做了30s缓存。即服务通过eureka客户端第一次查询到可用服务地址后会将结果缓存,下次再调用时就不会真正向Eureka发起HTTP请求了。

**再次, 负载均衡组件Ribbon也有30s缓存。**Ribbon会从上面提到的Eureka Client获取服务列表,然后将结果缓存30s。

最后,如果你并不是在Spring Cloud环境下使用这些组件(Eureka, Ribbon),你的服务启动后并不会马上向Eureka注册,而是需要等到第一次发送心跳请求时才会注册。心跳请求的发送间隔也是30s。(Spring Cloud对此做了修改,服务启动后会马上注册)

以上这四个30秒正是官方wiki上写服务注册最长需要2分钟的原因。

3.2 服务注册信息不会被二次传播

如果Eureka A的peer指向了B, B的peer指向了C,那么当服务向A注册时,B中会有该服务的注册信息,但是C中没有。也就是说,如果你希望只要向一台Eureka注册其它所有实例都能得到注册信息,那么就必须把其它所有节点都配置到当前Eureka的peer属性中。这一逻辑是在PeerAwareInstanceRegistryImpl#replicateToPeers()方法中实现的:

private void replicateToPeers(Action action, String appName, String id,
                                  InstanceInfo info /* optional */,
                                  InstanceStatus newStatus /* optional */, boolean isReplication) {
        Stopwatch tracer = action.getTimer().start();
        try {
            if (isReplication) {
                numberOfReplicationsLastMin.increment();
            }
            // 如果这条注册信息是其它Eureka同步过的则不会再继续传播给自己的peer节点
            if (peerEurekaNodes == Collections.EMPTY_LIST || isReplication) {
                return;
            }
            for (final PeerEurekaNode node : peerEurekaNodes.getPeerEurekaNodes()) {
                // 不要向自己发同步请求
                if (peerEurekaNodes.isThisMyUrl(node.getServiceUrl())) {
                    continue;
                }
                replicateInstanceActionsToPeers(action, appName, id, info, newStatus, node);
            }
        } finally {
            tracer.stop();
        }
    }

3.3 多网卡环境下的IP选择问题

如果服务部署的机器上安装了多块网卡,它们分别对应IP地址A, B, C,此时:
Eureka会选择IP合法(标准ipv4地址)、索引值最小(eth0, eth1中eth0优先)且不在忽略列表中(可在application.properites中配置忽略哪些网卡)的网卡地址作为服务IP。
这个坑的详细分析见:http://blog.csdn.net/neosmith/article/details/53126924

4. 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。

5. 总结

Eureka作为单纯的服务注册中心来说要比zookeeper更加“专业”,因为注册服务更重要的是可用性,我们可以接受短期内达不到一致性的状况。不过Eureka目前1.X版本的实现是基于servlet的Java web应用,它的极限性能肯定会受到影响。期待正在开发之中的2.X版本能够从servlet中独立出来成为单独可部署执行的服务。

 

来源: https://www.cnblogs.com/wangdaijun/p/6851027.html



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