SpringCloud真不难—Eureka注册中心、Ribbon负载均衡、Nacos注册中心(二)

简介: SpringCloud真不难—Eureka注册中心、Ribbon负载均衡、Nacos注册中心(二)

Eureka注册中心


假如我们的服务提供者user-service部署了多个实例,如图:

微信图片_20220528145303.png

大家思考几个问题:


  • order-service在发起远程调用的时候,该如何得知user-service实例的ip地址和端口?


  • 有多个user-service实例地址,order-service调用时该如何选择?


  • order-service如何得知某个user-service实例是否依然健康,是不是已经宕机?


Eureka的结构和作用


这些问题都需要利用SpringCloud中的注册中心来解决,其中最广为人知的注册中心就是Eureka,其结构如下:

微信图片_20220528145458.png

回答之前的各个问题。


问题1:order-service如何得知user-service实例地址?


获取地址信息的流程如下:


  • user-service服务实例启动后,将自己的信息注册到eureka-server(Eureka服务端)。这个叫服务注册


  • eureka-server保存服务名称到服务实例地址列表的映射关系


  • order-service根据服务名称,拉取实例地址列表。这个叫服务发现或服务拉取


问题2:order-service如何从多个user-service实例中选择具体的实例?


  • order-service从实例列表中利用负载均衡算法选中一个实例地址


  • 向该实例地址发起远程调用

问题3:order-service如何得知某个user-service实例是否依然健康,是不是已经宕机?


  • user-service会每隔一段时间(默认30秒)向eureka-server发起请求,报告自己状态,称为心跳


  • 当超过一定时间没有发送心跳时,eureka-server会认为微服务实例故障,将该实例从服务列表中剔除


  • order-service拉取服务时,就能将故障实例排除了


注意:一个微服务,既可以是服务提供者,又可以是服务消费者,因此eureka将服务注册、服务发现等功能统一封装到了eureka-client端


因此,接下来我们动手实践的步骤包括:

微信图片_20220528145508.png

搭建Eureka-server


首先大家注册中心服务端:eureka-server,这必须是一个独立的微服务


创建eureka-server服务


在cloud-demo父工程下,创建一个子模块:微信图片_20220528145751.png

填写模块信息:微信图片_20220528145756.png

然后填写服务信息:微信图片_20220528145845.png

引入eureka依赖


引入SpringCloud为eureka提供的starter依赖:

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

编写启动类


给eureka-server服务编写一个启动类,一定要添加一个@EnableEurekaServer注解,开启eureka的注册中心功能:

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

编写配置文件


编写一个application.yml文件,内容如下:

server:
  port: 10086
spring:
  application:
    name: eureka-server
eureka:
  client:
    service-url: 
      defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka

启动服务


启动微服务,然后在浏览器访问:http://127.0.0.1:10086

看到下面结果应该是成功了:微信图片_20220528150041.png

服务注册


下面,我们将user-service注册到eureka-server中去。


引入依赖

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


配置文件


在user-service中,修改application.yml文件,添加服务名称、eureka地址:

1.spring:
  application:
    name: userservice
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka


启动多个user-service实例


为了演示一个服务有多个实例的场景,我们添加一个SpringBoot的启动配置,再启动一个user-service。

首先,复制原来的user-service启动配置:微信图片_20220528150251.png

然后,在弹出的窗口中,填写信息:微信图片_20220528150256.png

现在,SpringBoot窗口会出现两个user-service启动配置:微信图片_20220528150342.png

不过,第一个是8081端口,第二个是8082端口。

启动两个user-service实例:微信图片_20220528150348.png

查看eureka-server管理页面:微信图片_20220528150439.png

服务发现


下面,我们将order-service的逻辑修改:向eureka-server拉取user-service的信息,实现服务发现。


引入依赖


之前说过,服务发现、服务注册统一都封装在eureka-client依赖,因此这一步与服务注册时一致。


在order-service的pom文件中,引入下面的eureka-client依赖:

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

配置文件


服务发现也需要知道eureka地址,因此第二步与服务注册一致,都是配置eureka信息:

在order-service中,修改application.yml文件,添加服务名称、eureka地址:

spring:
  application:
    name: orderservice
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka

 服务拉取和负载均衡


最后,我们要去eureka-server中拉取user-service服务的实例列表,并且实现负载均衡。


不过这些动作不用我们去做,只需要添加一些注解即可。


在order-service的OrderApplication中,给RestTemplate这个Bean添加一个@LoadBalanced注解:微信图片_20220528150717.png

修改order-service服务中的cn.itcast.order.service包下的OrderService类中的queryOrderById方法。修改访问的url路径,用服务名代替ip、端口:微信图片_20220528150724.png

Ribbon负载均衡


上一节中,我们添加了@LoadBalanced注解,即可实现负载均衡功能,这是什么原理呢?


负载均衡原理


SpringCloud底层其实是利用了一个名为Ribbon的组件,来实现负载均衡功能的。

微信图片_20220528150915.png

那么我们发出的请求明明是http://userservice/user/1,怎么变成了http://localhost:8081的呢?


源码追踪


为什么我们只输入了service名称就可以访问了呢?之前还要获取ip和端口。


显然有人帮我们根据service名称,获取到了服务实例的ip和端口。它就是LoadBalancerInterceptor,这个类会在对RestTemplate的请求进行拦截,然后从Eureka根据服务id获取服务列表,随后利用负载均衡算法得到真实的服务地址信息,替换服务id。


我们进行源码跟踪:


LoadBalancerIntercepor

微信图片_20220528150921.png

可以看到这里的intercept方法,拦截了用户的HttpRequest请求,然后做了几件事:


  • request.getURI():获取请求uri,本例中就是 http://user-service/user/8


  • originalUri.getHost():获取uri路径的主机名,其实就是服务id,user-service


  • this.loadBalancer.execute():处理服务id,和用户请求。


这里的this.loadBalancer是LoadBalancerClient类型,我们继续跟入。


LoadBalancerClient


继续跟入execute方法:微信图片_20220528151114.png

代码是这样的:


  • getLoadBalancer(serviceId):根据服务id获取ILoadBalancer,而ILoadBalancer会拿着服务id去eureka中获取服务列表并保存起来。


  • getServer(loadBalancer):利用内置的负载均衡算法,从服务列表中选择一个。本例中,可以看到获取了8082端口的服务


放行后,再次访问并跟踪,发现获取的是8081:

微信图片_20220528151206.png

果然实现了负载均衡。  


负载均衡策略IRule


在刚才的代码中,可以看到获取服务使通过一个getServer方法来做负载均衡:微信图片_20220528151246.png

我们继续跟入:微信图片_20220528151322.png

继续跟踪源码chooseServer方法,发现这么一段代码:微信图片_20220528151357.png

我们看看这个rule是谁:微信图片_20220528151433.png

这里的rule默认值是一个RoundRobinRule,看类的介绍:

微信图片_20220528151501.png这不就是轮询的意思嘛。

到这里,整个负载均衡的流程我们就清楚了。


总结


SpringCloudRibbon的底层采用了一个拦截器,拦截了RestTemplate发出的请求,对地址做了修改。用一幅图来总结一下:微信图片_20220528151532.png

基本流程如下:


拦截我们的RestTemplate请求http://userservice/user/1


RibbonLoadBalancerClient会从请求url中获取服务名称,也就是user-service


DynamicServerListLoadBalancer根据user-service到eureka拉取服务列表


eureka返回列表,localhost:8081、localhost:8082


IRule利用内置负载均衡规则,从列表中选择一个,例如localhost:8081


RibbonLoadBalancerClient修改请求地址,用localhost:8081替代userservice,得到http://localhost:8081/user/1,发起真实请求


负载均衡策略


负载均衡策略


负载均衡的规则都定义在IRule接口中,而IRule有很多不同的实现类:微信图片_20220528151538.png

不同规则的含义如下:image.png

默认的实现就是ZoneAvoidanceRule,是一种轮询方案


自定义负载均衡策略


通过定义IRule实现可以修改负载均衡规则,有两种方式:

代码方式:在order-service中的OrderApplication类中,定义一个新的IRule:

@Bean
public IRule randomRule(){
    return new RandomRule();
}

配置文件方式:在order-service的application.yml文件中,添加新的配置也可以修改规则:

1.userservice: # 给某个微服务配置负载均衡规则,这里是userservice服务
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule # 负载均衡规则 

注意,一般用默认的负载均衡规则,不做修改。


饥饿加载


Ribbon默认是采用懒加载,即第一次访问时才会去创建LoadBalanceClient,请求时间会很长。

而饥饿加载则会在项目启动时创建,降低第一次访问的耗时,通过下面配置开启饥饿加载:

ribbon:
  eager-load:
    enabled: true
    clients: userservice


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