【SpringCloud】Eureka入门与原理

为了开发效率高效和业务逻辑清晰，越来越多的项目采用分布式系统。分布式最重要的就是注册中心了。Eureka是SpringCloud原生提供的注册中心，来look一波吧。

超光速入门

服务端

引入依赖：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId>
    <version>Greenwich.SR1</version>
</dependency>

给启动类加上注解@EnableEurekaServer

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

配置一下yml文件：

#端口号
server:
  port: 8331
#Eureka实例名，集群中根据这里相互识别
eureka:
  instance:
    hostname: eureka
  #客户端
  client:
    #是否开启注册服务，作为注册中心，就不注册了
    register-with-eureka: false
    #是否拉取服务列表，这里我只提供服务给别的服务。
    fetch-registry: false
    #注册中心地址
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:8331/eureka/

启动项目EurekaApplication ，浏览器访问http://localhost:8331/，Euerka 服务器搭建成功了。

现在还没有东西注册进来。

客户端

引入依赖：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId>
    <version>Greenwich.SR1</version>
</dependency>

这回启动类注解变了，@EnableDiscoveryClient

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

接下来是配置文件：

#端口号
server:
  port: 8332
#Eureka实例名，集群中根据这里相互识别
spring:
  application:
    name: first-service
eureka:
  #客户端
  client:
    #注册中心地址
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:8331/eureka/

然后启动项目，过一会儿，刷新页面：

注册中心有了刚才那个服务了。这个叫做first-service注册到注册中心，它既可以叫做生产者，也可以被叫做消费者，因为它可以为别的服务提供接口，也可以调用其他服务提供的接口。总之，无论是生产者还是消费者，它都被叫做Client，要用@EnableDiscoveryClient注解。我不小心点进去这个注解里面，发现还有个参数，boolean autoRegister() default true。这是是否项目已启动，该服务自动注册到注册中心。默认为自动。

除了@EnableDiscoveryClient这个注解以外，还可以使用另外一个注解@EnableEurekaClient。效果相同，如果是Eureka做注册中心的话，建议使用@EnableEurekaClient，如果是其他注册中心的话（例如阿里的nacos），建议使用@EnableDiscoveryClient。

原理

要想运行起来一个个微服务，形成分布式系统，作为注册中心和其中服务，应该实现一下需求：

1. 服务们可以顺利注册到注册中心。
2. 某服务可以通过注册中心知道注册中心有哪些服务可以使用，并且这一过程需要保证实时性。
3. 注册中心需要实时知道服务们是否还存活。

一个服务client注册到注册中心eureka，该client的信息会被存在一个Map中，实现了第一步。同时，client会拉取一份名单，名单里面有其他注册服务的信息，并且为了保证实时性，每30s会再从注册中心那边拉取一份名单信息，实现了第二步。为了确保注册中心实时知道哪些服务还存活着，需要每个client，每隔一段时间（默认30s）向注册中心发送一个心跳，告诉注册中心，我还在，注册中心那份名单拿上还会记录着这个client还可以用，实现了第三步。

先看一眼注册中心，也就是服务端Service，有个启动引导类EurekaBootStrap，其中有个方法：

@Override
public void contextInitialized(ServletContextEvent event) {
    try {
        initEurekaEnvironment();
        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);
    }
}

这方法是初始化Eureka方法的，现在我特别想知道注册中心是用什么数据结构存下客户端client信息的，所以我得去找注册中心为客户端client提供的注册接口，于是乎，点进initEurekaServerContext()这个方法看看，有个PeerAwareInstanceRegistry这个接口，再点进去看看，发现了

void register(InstanceInfo info, boolean isReplication);

看下它的实现类

@Override
public void register(final InstanceInfo info, final boolean isReplication) {
    int leaseDuration = Lease.DEFAULT_DURATION_IN_SECS;
    if (info.getLeaseInfo() != null && info.getLeaseInfo().getDurationInSecs() > 0) {
        leaseDuration = info.getLeaseInfo().getDurationInSecs();
    }
    super.register(info, leaseDuration, isReplication);
    replicateToPeers(Action.Register, info.getAppName(), info.getId(), info, null, isReplication);
}

replicateToPeers() 这个方法用于注册中心是集群的情况，主要是注册完之后，同步该服务给其他eureka节点。

public void register(InstanceInfo registrant, int leaseDuration, boolean isReplication) {
    try {
        read.lock();
        Map<String, Lease<InstanceInfo>> gMap = registry.get(registrant.getAppName());
        REGISTER.increment(isReplication);
        if (gMap == null) {
            final ConcurrentHashMap<String, Lease<InstanceInfo>> gNewMap = new ConcurrentHashMap<String, Lease<InstanceInfo>>();
            gMap = registry.putIfAbsent(registrant.getAppName(), gNewMap);
            if (gMap == null) {
                gMap = gNewMap;
            }
        }
        Lease<InstanceInfo> existingLease = gMap.get(registrant.getId());
        ... 仿佛有好多代码...
    } finally {
        read.unlock();
    }
}

目测 registry 应该就是储存着所有的服务，点一下看其结构。

private final ConcurrentHashMap<String, Map<String, Lease<InstanceInfo>>> registry
        = new ConcurrentHashMap<String, Map<String, Lease<InstanceInfo>>>();

最外层是线程安全的ConcurrentHashMap，key值是registrant.getAppName()，也就是实例中的应用名称 first-service。 里面又是一个ConcurrentHashMap（代码里面是Map接口，但其实肯定是ConcurrentHashMap，你可以看gNewMap 对象怎么new的）。里面这个key是registrant.getId()实例id，value 是Lease，这里面存着服务实例和过期时间什么的。ok，具体注册，今天找到地方，先不看了。

关于client端，需要定时拉取服务名单，定时发送注册中心一个心跳。所以用了两个定时器。

在DiscoveryClient 类中，有个initScheduledTasks() 这个方法，是初始化那两个定时器的，简略代码如下：

private void initScheduledTasks() {
    if (clientConfig.shouldFetchRegistry()) {
        // registry cache refresh timer
        int registryFetchIntervalSeconds = clientConfig.getRegistryFetchIntervalSeconds();
        int expBackOffBound = clientConfig.getCacheRefreshExecutorExponentialBackOffBound();
        scheduler.schedule(
                new TimedSupervisorTask(
                        "cacheRefresh",
                        scheduler,
                        cacheRefreshExecutor,
                        registryFetchIntervalSeconds,
                        TimeUnit.SECONDS,
                        expBackOffBound,
                        new CacheRefreshThread()
                ),
                registryFetchIntervalSeconds, TimeUnit.SECONDS);
    }

    if (clientConfig.shouldRegisterWithEureka()) {
        int renewalIntervalInSecs = instanceInfo.getLeaseInfo().getRenewalIntervalInSecs();
        int expBackOffBound = clientConfig.getHeartbeatExecutorExponentialBackOffBound();
        logger.info("Starting heartbeat executor: " + "renew interval is: {}", renewalIntervalInSecs);

        // Heartbeat timer
        scheduler.schedule(
                new TimedSupervisorTask(
                        "heartbeat",
                        scheduler,
                        heartbeatExecutor,
                        renewalIntervalInSecs,
                        TimeUnit.SECONDS,
                        expBackOffBound,
                        new HeartbeatThread()
                ),
                renewalIntervalInSecs, TimeUnit.SECONDS);

    } else {
        logger.info("Not registering with Eureka server per configuration");
    }

小结

SpringBoot让集成Eureka非常的简单，本篇提供了快速入门的示例。今后还要考虑到注册中心集群的问题。当然，现在还有更好用的注册中心，阿里的nacos，不仅有注册中心的功能，同时还继承了配置中心的功能。了解Eureka工作原理，有助于帮助我们更好的理解分布式系统中的注册中心，为了将来学习了解其他注册中心提供理论基础。