【Spring底层原理高级进阶】微服务 Spring Cloud 的注册发现机制：Eureka 的架构设计、服务注册与发现的实现原理，深入掌握 Ribbon 和 Feign 的用法 ️

2024-03-07 119

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简介： 【Spring底层原理高级进阶】微服务 Spring Cloud 的注册发现机制：Eureka 的架构设计、服务注册与发现的实现原理，深入掌握 Ribbon 和 Feign 的用法 ️

Spring Cloud的注册发现机制是为了解决微服务架构中服务实例的动态变化和通信的问题。以下是使用Spring Cloud注册发现机制本文重点讲解其使用方法及原理

Spring Cloud的注册发现机制

Eureka的架构设计

Eureka是Spring Cloud中的一个服务注册和发现组件，它采用了客户端-服务器的架构设计。

Eureka的核心概念

Eureka Server（注册中心）：它是服务注册中心，负责接收和存储服务实例的注册信息，并提供服务发现的功能。
Eureka Client（服务实例）：它是一个运行在各个服务实例中的客户端，用于将自身的服务注册到Eureka Server，并定期向Eureka Server发送心跳信息以保持注册状态。

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

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

Eureka Server的角色和功能

注册表：Eureka Server维护一个注册表，用于存储所有已注册的服务实例的信息，包括服务名称、主机地址、端口号等。

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

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.server.EnableEurekaServer;
 
@SpringBootApplication
@EnableEurekaServer
public class EurekaServerApplication {
 
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(EurekaServerApplication.class, args);
    }
}

服务注册：当服务实例启动时，它会向Eureka Server发送注册请求，将自己的信息注册到注册表中。

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
 
@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class ServiceProviderApplication {
 
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ServiceProviderApplication.class, args);
    }
}
 
@RestController
class UserController {
 
    @GetMapping("/users")
    public String getUsers() {
        return "User list";
    }
}

服务续约：服务实例会定期发送心跳信息给Eureka Server，以更新自身的注册状态，并防止被Eureka Server从注册表中注销。

# 心跳间隔（单位：秒）
eureka.instance.lease-renewal-interval-in-seconds=30
# 心跳超时时间（单位：秒）
eureka.instance.lease-expiration-duration-in-seconds=90

服务剔除：如果Eureka Server在一定时间内没有收到服务实例的心跳信息，它会将该服务实例从注册表中剔除。

# 剔除策略启用
eureka.server.eviction.enabled=true
# 剔除策略的时间间隔（单位：秒）
eureka.server.eviction.interval-time-in-ms=60000

eviction.enabled设置为true表示启用剔除策略，eviction.interval-time-in-ms表示剔除策略的时间间隔。如果在该时间间隔内没有收到服务实例的心跳信息，Eureka Server将自动将其从注册表中剔除。

通过以上示例代码和配置，可以实现服务注册、续约和剔除的功能，确保服务实例在Eureka Server上的动态注册和注销。

Eureka Client的角色和功能

服务注册：服务实例在启动时，会向Eureka Server发送注册请求，将自身的信息注册到Eureka Server的注册表中。

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
 
@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class ServiceConsumerApplication {
 
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ServiceConsumerApplication.class, args);
    }
}
 
@RestController
class UserController {
 
    private final RestTemplate restTemplate;
 
    public UserController(RestTemplate restTemplate) {
        this.restTemplate = restTemplate;
    }
 
    @GetMapping("/users")
    public String getUsers() {
        // 通过服务名进行服务发现和调用
        String url = "http://service-provider/users";
        return restTemplate.getForObject(url, String.class);
    }
}

在上述代码中，使用@EnableDiscoveryClient注解启用服务发现功能，并通过RestTemplate发起服务调用。

服务发现：服务实例通过向Eureka Server发送查询请求，获取其他服务实例的信息，以实现服务之间的通信。

Eureka Server可以以集群的方式部署，实现高可用性和负载均衡。在集群中，各个Eureka Server之间通过复制注册表信息来保持一致性。

服务调用：服务实例根据获取到的服务实例信息，利用负载均衡等技术选择合适的服务进行调用。

Eureka集群架构的设计和部署

Eureka Server可以以集群的方式部署，实现高可用性和负载均衡。在集群中，各个Eureka Server之间通过复制注册表信息来保持一致性。
在Eureka集群中，每个Eureka Server既是服务注册中心，又是服务发现的客户端，它们彼此相互注册，以实现相互的服务发现功能。

# Eureka Server 1
eureka.client.serviceUrl.defaultZone=http://server1:8761/eureka/
 
# Eureka Server 2
eureka.client.serviceUrl.defaultZone=http://server2:8762/eureka/

Ribbon的用法

Ribbon是Spring Cloud中的一个客户端负载均衡组件，它与Eureka结合使用可以实现服务间的负载均衡。以下是Ribbon的用法：

Ribbon的作用和特点：

Ribbon主要用于在客户端进行负载均衡，将请求分发到多个服务实例上，以提高系统的可用性和性能。
Ribbon支持多种负载均衡策略，如轮询、随机、加权等，可以根据需求选择合适的策略。
Ribbon与Eureka整合使用时，可以自动从Eureka Server获取可用的服务实例列表。

Ribbon的配置方式：

Ribbon可以通过配置文件或编程方式进行配置。

# application.yml
my-service:
  ribbon:
    eureka:
      enabled: true # 启用Eureka集成
    listOfServers: localhost:8081,localhost:8082 # 服务实例列表
    # 可选：设置负载均衡策略
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule

配置文件方式：可以在应用的配置文件中设置负载均衡策略和相关属性，如服务名、连接超时、重试次数等。
编程方式：可以通过编写代码来配置Ribbon的负载均衡策略和其他属性，以实现更灵活的配置。

自定义Ribbon配置：

可以通过自定义配置类来实现Ribbon的个性化配置，如定义特定的负载均衡策略和规则。
自定义配置类需要使用@Configuration注解，并实现IRule接口和其他相关接口，以对Ribbon进行定制化配置。

Feign的用法

Feign是Spring Cloud中的一个声明式的REST客户端，它简化了服务间的HTTP通信，并与Eureka集成实现了服务发现和负载均衡。以下是Feign的用法：

Feign的作用和特点：

Feign用于定义和实现对服务的接口调用，它将接口方法映射到HTTP请求，并通过服务发现和负载均衡来选择合适的服务实例进行调用。
Feign支持声明式的接口定义和注解配置，使得服务间的调用代码更加简洁和易于维护。

声明式REST客户端的使用：

首先需要定义一个接口，其中声明需要调用的服务方法，并使用@FeignClient注解指定服务名称。
在接口方法上使用@RequestMapping等注解来配置请求路径、参数等信息。
使用定义的接口方法进行服务调用时，Feign会自动根据注解配置生成相应的HTTP请求。

Feign的请求参数和路径变量处理：

Feign支持将请求参数通过@RequestParam注解传递，可以配置参数名称、默认值等属性。
路径变量可以通过@PathVariable注解传递，将参数动态地替换到请求路径中。

Feign的错误处理和重试机制：

Feign提供了对不同HTTP状态码的错误处理机制，可以通过定义ErrorDecoder来处理特定的错误响应。
可以配置Feign的重试机制，以提高请求的可靠性。可以设置重试次数、重试间隔等属性。

实际用法

添加依赖：

在Maven项目中，需要添加Spring Cloud Feign的依赖：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
</dependency>

创建Feign客户端接口：

import org.springframework.cloud.openfeign.FeignClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
 
@FeignClient(name = "service-provider")
public interface UserServiceClient {
 
    @GetMapping("/users")
    String getUsers();
}

在上述代码中，使用@FeignClient注解指定了服务提供者的名称，这里是service-provider。

创建使用Feign客户端的服务消费者

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.openfeign.EnableFeignClients;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
 
@SpringBootApplication
@EnableFeignClients
public class FeignConsumerApplication {
 
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(FeignConsumerApplication.class, args);
    }
}
 
@RestController
class UserController {
 
    private final UserServiceClient userServiceClient;
 
    public UserController(UserServiceClient userServiceClient) {
        this.userServiceClient = userServiceClient;
    }
 
    @GetMapping("/users")
    public String getUsers() {
        return userServiceClient.getUsers();
    }
}

在上述代码中，使用@EnableFeignClients注解启用Feign客户端，并通过自动注入的方式使用UserServiceClient进行服务调用。

配置Feign客户端：

在application.properties或application.yml文件中，配置Feign客户端的相关属性，例如：

# Feign客户端的服务地址
service-provider.ribbon.listOfServers=http://localhost:8080