Eureka 系列(02)Eureka 一致性协议
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Eureka 系列(02)Eureka 一致性协议
Eureka 是由 Netflix 基于 AP 模型的服务发现中间件,包括服务发现服务器和客户端的。相关文档推荐:一是 Spring Cloud Eureka 官网,二是 Eureka源码解析。
本系列源码分析基于 spring-cloud-starter-netflix-eureka-2.1.1.RELEASE 和 Eureka-1.9.8。
0. Spring Cloud 系列目录 - Eureka 篇
1. 服务发现方案对比
1.1 技术选型
表1:Spring Cloud 服务发现方案对比
技术选型 | CAP模型 | 适用规模(建议) | 控制台管理 | 社区活跃度 |
---|---|---|---|---|
Eureka | AP | <30k | 支持 | 低 |
Zookeeper | CP | <20k | 不支持 | 中 |
Consul | AP | <5k | 支持 | 高 |
Nacos | AP/CP | 100k+ | 支持 | 靠大家啦☺ |
注: 以上数据来源于 小马哥技术周报。
1.2 数据模型
表2:Spring Cloud 服务发现数据模型
框架 | 集群(框架) | 服务应用 | 服务集群 | 服务实例 | 租约管理 |
---|---|---|---|---|---|
Spring-Cloud | -- | (serviceId) | -- | ServiceInstance | -- |
Nacos | Server | Service | Cluster | Instance | -- |
Eureka | (serviceUrl) | Application(appName) | -- | InstanceInfo(id) | Lease |
不同的框架对应的数据结构不太一致,在此做一些约定:
- 服务器集群 Server:指的是 Eureka Server 本身的集群。用 Server 代替,也可能是 ServerList 之类,总之与 Server 或 Peer 或 Node 相关的都代表框架自身的集群。
- 服务 Service:代表一个应用,可能包含多个服务实例。
Service(服务)
或serviceId
或Application(应用)
或appName
。 - 集群 Cluster:一个 Service 可能包含多个 Cluster,Cluster 包含多个具体的实例。这是 Nacos 中的概念。
- 服务实例 ServiceInstance:代表注册的一个具体实例。
ServiceInstance(服务实例)
或InstanceInfo(实例id)
或Instance(实例)
。
2. Eureka 一致性协议
Eureka 和 Zookeeper 的最大区别: Eureka 是 AP 模型,Zookeeper 是 CP 模型。在出现脑裂等场景时,Eureka 可用性是每一位,也就是说出现脑裂时,每个分区仍可以独立提供服务,是去中心化的。更多 Eureka与ZooKeeper 的比较。
那 Eureka 是如何实现最终一致性的呢?
2.1 消息广播
Eureka Server 管理了全部的服务器列表(PeerEurekaNodes)
当 Eureka Server 收到客户端的注册、下线、心跳请求时,通过 PeerEurekaNode 向其余的服务器进行消息广播,如果广播失败则重试,直到任务过期后取消任务,此时这两台服务器之间数据会出现短暂的不一致。
注意: 虽然消息广播失败,但只要收到客户端的心跳,仍会向所有的服务器(包括失联的服务器)广播心跳任务。
如果网络恢复正常,收到了其它服务器广播的心跳任务,此时可能有三种情况:
- 一是脑裂很快恢复,一切正常;
- 二是该实例已经自动过期,则重新进行注册;
- 三是数据冲突,出现不一致的情况,则需要发起同步请求,其实也就是重新注册一次,同时踢除老的实例。
总之,通过集群之间的消息广播可以实现数据的最终一致性。
2.1.2 服务注册
- Spring Cloud Eureka 在应用启动时,会在 EurekaAutoServiceRegistration 这个类初始化的时候,主动去 Eureka Server 端注册。
- Eureka 在启动完成之后会启动一个 40 秒执行一次的定时任务,该任务会去监测自身的 IP 信息以及自身的配置信息是否发生改变,如果发生改变,则会重新发起注册。
- 续约返回 404 状态码时,会去重新注册
2.1.3 主动下线
Eureka 会在 spring 容器销毁的时候执行 shutDown 方法 ,该方法首先会将自身的状态改为 DOWN,接着发送cancle 命令至 Eureka Server 请求下掉自己的服务。
2.1.4 心跳续约与自动下线
健康检测,一般都是 TTL(Time To Live) 机制。eg: 客户端每 5s 发送心跳,服务端 15s 没收到心跳包,更新实例状态为不健康, 30s 未收到心跳包,从服务列表中删除。
Eureka Server 默认每 30s 发送心跳包,90s 未收心跳则删除。这个清理过期实例的线程,每 60s 执行一次。
2.2 崩溃恢复
2.2.1 重启
Spring Cloud Eureka 启动时,在初始化 EurekaServerBootstrap#initEurekaServerContext 时会调用 PeerAwareInstanceRegistryImpl#syncUp 从其它 Eureka 中同步数据。
2.2.2 脑裂
- 发生脑裂后:和 Eureka Server 同区的服务可以正常访问,而不同区的服务则自动过期。
- 脑裂恢复后:接收其它 Eureka Sever 发送过来的心跳请求,此时有三种情况:一是脑裂很快恢复,一切正常;二是该实例已经自动过期,则重新进行注册;三是数据冲突,出现不一致的情况,则需要发起同步请求。
3. 可靠性
3.1 高可用客户端(Client HA)
当有多个 Eureka Server 时,第一台宕机时会从下一台同步数据。注意:只有当第一台宕机时才会同步第二台,否则永远只会从第一台同步数据。
3.2 自我保护
如果每分钟的续约数小于阀值时 ,则开启自我保护机制,Eureka Server 将不会主动清除过期实例。
每天用心记录一点点。内容也许不重要,但习惯很重要!
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