SpringCloud(二)--SpringCloud服务注册与发现

一. 引言

​ 前文简单介绍了SpringCloud的基本简介与特征，接下来介绍每个组成部分的功能以及经常使用的中间件。本文仅为学习所用，联系侵删。

二. SpringCloud概述

2.1 定义

​ Spring Cloud是一系列框架的有序集合，它巧妙地利用了Spring Boot的开发便利性来简化分布式系统基础设施的开发。在微服务架构中，许多复杂且繁琐的分布式系统问题，如服务发现注册、配置中心、消息总线、负载均衡、熔断机制以及数据监控等，通过Spring Cloud都可以以Spring Boot的开发风格进行快速实现，并做到一键启动和部署。这使得开发者能够更专注于业务逻辑的实现，而无需在底层技术上花费过多精力。

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三. SpringCloud核心组件与原理

3.1 服务注册与发现

3.1.1概念

​ 在微服务架构中，服务注册与发现是确保服务间正常通信的关键环节。服务提供者启动时，会将自己的网络地址、端口号等信息注册到注册中心，如Eureka、Consul或Zookeeper等。这些注册中心负责存储和维护服务的注册信息，并提供服务发现的功能。服务消费者通过注册中心查询所需服务的信息，包括服务的地址和端口等，从而实现服务的动态发现。

​ 服务注册与发现机制的实现，使得微服务架构中的服务能够动态地加入和退出系统，无需手动配置服务间的依赖关系。这大大提高了系统的可扩展性和可维护性。

3.1.2 常用中间件

​ 服务注册与发现通常通过Eureka，Zookeeper，Consul，Nacos等来实现。服务提供者将自己的信息注册到对应的服务端上，服务消费者从对应的服务端获取服务提供者的信息。

3.1.2.1 Eureka

​ Eureka是由Netflix开发并开源的服务发现框架，它主要用于定位运行在AWS域中的中间层服务，实现负载均衡和中间层服务故障转移。Spring Cloud将其集成在其子项目spring-cloud-netflix中，以实现Spring Cloud的服务发现功能。Eureka包含两个组件：Eureka Server和Eureka Client。

Eureka的主要功能和特点包括：
  1. 服务注册与发现：服务提供者在启动时向Eureka Server注册自己的信息，Eureka Server保存这些信息。服务消费者可以通过Eureka Server查询服务提供者的信息，实现动态服务发现。
  2. 客户端负载均衡：Eureka集成了Ribbon实现客户端负载均衡，减少服务间的耦合。
  3. 故障转移：Eureka可以发现服务的可用性，并在服务不可用时进行故障转移，保证系统的高可用性。
  4. 可扩展性：支持多种服务注册和发现策略，支持集群部署。
  5. 健康检查：Eureka有一个检测心跳的功能，服务提供者每30秒向Eureka Server发送心跳请求，报告健康状态。如果超时则会剔除掉这个服务的信息。
  6. 自我保护模式：Eureka Server提供了自我保护机制，当Eureka Server在短时间内丢失过多心跳时，会进入自我保护模式，不再剔除任何服务实例，以避免因网络问题导致的服务不可用。
  7. 心跳机制：服务提供方与Eureka之间通过“心跳”机制进行监控，当某个服务提供方出现问题，Eureka自然会把它从服务列表中剔除，这就实现了服务的自动注册、发现、状态监控。
  8. 集群部署：Eureka Server可以构建集群，不同Eureka Server之间会进行服务信息同步，用来保证服务信息的一致性。

​ Eureka是微服务架构中服务注册与发现的重要组件，它通过简化服务间的通信，提高了系统的可扩展性和可维护性。尽管Eureka 2.0已经停止维护，但它仍然被许多公司的微服务系统所使用。

服务提供者注册代码示例：

@SpringBootApplication  
@EnableEurekaClient  
public class ServiceProviderApplication {  
  
    public static void main(String[] args) {  
        SpringApplication.run(ServiceProviderApplication.class, args);  
    }  
}  
  
// application.yml配置Eureka Server地址  
eureka:  
  client:  
    serviceUrl:  
      defaultZone: http://localhost:8761/eureka/

服务消费者发现代码示例：

@RestController  
public class ServiceConsumerController {  
  
    @Autowired  
    private DiscoveryClient discoveryClient;  
  
    @GetMapping("/services")  
    public List<String> getServices() {  
        return discoveryClient.getServices();  
    }  
}  
  
// application.yml配置Eureka Server地址  
eureka:  
  client:  
    serviceUrl:  
      defaultZone: http://localhost:8761/eureka/
3.1.2.2 Nacos
Nacos的功能与特点

​ Nacos是一个开源的动态服务发现、配置管理和服务管理平台，主要用于构建云原生应用。以下是Nacos的一些核心功能和特点：

  1. 服务发现与管理：
    • Nacos支持基于DNS或RPC的服务发现，允许跨语言和跨平台的服务注册，并且客户端能够自动发现新注册的服务。
    • 提供对服务实例的健康状况监控，支持多种协议（如HTTP, TCP）的心跳检测，确保只有健康的实例参与服务调用。
    • 允许为每个服务实例附加额外的信息，如权重、版本等。
  2. 动态配置服务：
    • 提供集中化的配置管理，支持实时更新并推送到所有订阅的客户端。
    • 支持多环境配置，可以针对不同的环境（开发、测试、生产）设置不同的配置值。
    • 配置热更新，即配置发生变化时，不需要重启服务即可生效，实现无缝的配置更新。
  3. DNS服务：
    • 支持将服务名称解析为实际的IP地址，适用于微服务架构下的服务间通信。
    • 提供灵活的路由策略，可以根据需要设置负载均衡策略和其他路由规则。
  4. API和SDK支持：
    • 提供Java、Python、Go等多种语言的客户端库，方便不同技术栈的应用集成Nacos。
    • 通过RESTful风格的API，用户可以直接操作Nacos中的数据和服务。
  5. 可视化控制台：
    • 提供了一个Web控制台，便于管理员查看集群状态、管理服务实例、修改配置等。
    • 支持基于角色的访问控制（RBAC），可以精细控制用户的访问权限。
  6. 高可用性：
    • 支持在多个节点上部署以形成集群，保证系统的高可用性和容错能力。
    • 使用数据库或磁盘文件存储关键数据，即使服务器宕机也能恢复服务状态。
  7. 其他特性：
    • 与Spring Cloud生态系统良好集成，同时也支持其他主流的微服务框架。
    • 支持SSL/TLS加密传输，保护敏感信息的安全。

​ Nacos的这些功能使其成为构建微服务架构中不可或缺的一部分，特别是在大规模分布式系统中，它可以极大地简化服务治理和配置管理工作。

​ 一句话概括就是Nacos = SpringCloud注册中心 + SpringCloud配置中心

Nacos配置示例

服务提供者配置（application.yml）:

server:
  port: 8070
spring:
  application:
    name: nacos-provider
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 127.0.0.1:8848 # Nacos服务地址

服务消费者配置（application.yml）:

server:
  port: 8071
spring:
  application:
    name: nacos-consumer
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 127.0.0.1:8848 # Nacos服务地址

启动类注解:

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient //开启服务注册发现功能
public class NacosProviderApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(NacosProviderApplication.class, args);
    }
}

详情参考：https://blog.csdn.net/wuesr/article/details/119032757

3.1.2.3 Zookeeper
Zookeeper功能与特点

​ Zookeeper是一个开源的分布式协调服务，由Apache基金会维护。它最初是作为Hadoop和Hbase的一个组件开发的，用于管理集群中的配置信息、命名服务、分布式同步和群组服务等。以下是Zookeeper的一些关键特点：

  1. 数据模型：Zookeeper提供了一个树状的层次化命名空间，称为ZNode，类似于文件系统。每个ZNode都可以存储数据，但有1MB的数据大小限制。
  2. 通知机制：客户端可以对特定的ZNode设置Watcher，当ZNode发生变化时，客户端会收到通知，从而可以做出相应的业务调整。
  3. 一致性：Zookeeper保证了全局数据的一致性，即所有服务器保存的数据副本都是相同的。
  4. 顺序性：Zookeeper中的更新请求是顺序进行的，来自同一个客户端的更新请求会按照发送顺序依次执行。
  5. 原子性：数据更新是原子性的，要么成功，要么失败。
  6. 实时性：在一定时间范围内，客户端能够读取到最新的数据。

​ Zookeeper广泛应用于分布式系统中，用于实现数据发布/订阅、负载均衡、命名服务、分布式协调/通知、集群管理、Master选举、分布式锁和分布式队列等功能。

Zookeeper配置示例

Maven依赖:

<!-- zookeeper支持 -->
<dependency>
    <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
    <artifactId>zookeeper</artifactId>
    <version>3.6.4</version>
</dependency>
<!-- curator-recipes -->
<dependency>
    <groupId>org.apache.curator</groupId>
    <artifactId>curator-recipes</artifactId>
    <version>5.5.0</version>
</dependency>
<!-- curator-framework -->
<dependency>
    <groupId>org.apache.curator</groupId>
    <artifactId>curator-framework</artifactId>
    <version>5.5.0</version>
</dependency>

连接Zookeeper客户端:

RetryPolicy retryPolicy = new ExponentialBackoffRetry(1000, 5);
CuratorFramework client = CuratorFrameworkFactory.newClient(
    "ip:port",
    1000,
    60*1000,
    retryPolicy);
client.start();

详情参考：(https://blog.csdn.net/weixin_64105389/article/details/134180897)

3.1.2.4 Consul

Consul是由HashiCorp开发的开源工具，用于实现分布式系统的服务发现和配置。Consul的特点包括：

  1. 服务发现：Consul通过DNS或HTTP接口简化了服务的注册和发现过程，允许外部服务同样注册。
  2. 健康检查：Consul集成了健康检查功能，可以快速告警集群中的操作问题，并防止服务转发到故障的服务上。
  3. 键/值存储：Consul提供了一个动态配置存储系统，通过简单的HTTP接口可以在任何地方操作。
  4. 多数据中心支持：Consul无需复杂配置即可支持任意数量的数据中心。
  5. 安全性：Consul提供了ACL（访问控制列表）和TLS加密，以确保服务间通信的安全。

​ Consul的架构由服务器（SERVER）和客户端（CLIENT）节点组成，所有服务都可以注册到这些节点上，实现服务注册信息的共享。Consul的设计目标是对DevOps社区和应用程序开发人员友好，适合现代化、弹性基础架构的需求。

Consul配置示例
Maven依赖

首先，你需要在你的pom.xml文件中添加Consul客户端的依赖。这里使用的是consul-api和consul-session客户端库。

xml

<dependencies>
    <!-- Consul API -->
    <dependency>
        <groupId>com.orbitz.consul</groupId>
        <artifactId>consul-client</artifactId>
        <version>1.4.2</version>
    </dependency>
    <!-- Consul Session -->
    <dependency>
        <groupId>com.orbitz.consul</groupId>
        <artifactId>consul-session</artifactId>
        <version>1.4.2</version>
    </dependency>
</dependencies>
服务注册
import com.orbitz.consul.Consul;
import com.orbitz.consul.model.agent.ImmutableRegistration;
import com.orbitz.consul.model.agent.Registration;

public class ConsulServiceRegistration {

    public static void main(String[] args) {
        // 创建Consul实例，连接到本地Consul代理
        Consul consul = Consul.builder().build();

        // 构建服务注册信息
        Registration registration = ImmutableRegistration.	builder()
                .id("service-id") // 服务ID
                .name("my-service") // 服务名称
                .address("127.0.0.1") // 服务地址
                .port(8080) // 服务端口
                .check(Registration.RegCheck
                        .http("http://127.0.0.1:8080/health", "10s")) // 健康检查
                .build();

        // 注册服务
        consul.agentClient().register(registration);

        System.out.println("Service registered with Consul");
    }
}
服务注销
import com.orbitz.consul.Consul;
import com.orbitz.consul.model.agent.Deregistration;

public class ConsulServiceDeregistration {

    public static void main(String[] args) {
        // 创建Consul实例，连接到本地Consul代理
        Consul consul = Consul.builder().build();

        // 构建服务注销信息
        Deregistration deregistration = Deregistration
                .builder()
                .id("service-id") // 服务ID
                .build();

        // 注销服务
        consul.agentClient().deregister(deregistration);

        System.out.println("Service deregistered from Consul");
    }
}
服务发现
import com.orbitz.consul.Consul;
import com.orbitz.consul.model.catalog.CatalogService;

import java.util.List;

public class ConsulServiceDiscovery {

    public static void main(String[] args) {
        // 创建Consul实例，连接到本地Consul代理
        Consul consul = Consul.builder().build();

        // 获取所有服务
        List<CatalogService> services = consul.catalogClient().getServices().getResponse();

        // 打印服务名称
        for (CatalogService service : services) {
            System.out.println(service.getServiceName());
        }
    }
}
3.1.2.5 总结

img

参考资料：

eureka、consul、nacos三大产品对比 - ☆野生架构师☆ - 博客园

).getServices().getResponse();

    // 打印服务名称
    for (CatalogService service : services) {
        System.out.println(service.getServiceName());
    }
}

}


#### 3.1.2.5 总结

[外链图片转存中...(img-7K64nSwU-1735826422036)]



参考资料：

[eureka、consul、nacos三大产品对比 - ☆野生架构师☆ - 博客园](https://www.cnblogs.com/shumtn/p/13391470.html)

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