第三节：Spring Cloud 核心组件（一）

tech2024-12-22 18

此博客用于个人学习，来源于网上，对知识点进行一个整理。

1. Eureka 注册中心：

微服务项目需要解决的第一问题，服务的管理。

问题分析：

在刚才的案例中，itcast-service-provider 对外提供服务，需要对外暴露自己的地址。而 consumer（调用者）需要记录服务提供者的地址。将来地址出现变更，还需要及时更新。这在服务较少的时候并不觉得有什么，但是在现在日益复杂的互联网环境，一个项目肯定会拆分出十几，甚至数十个微服务。此时如果还人为管理地址，不仅开发困难，将来测试、发布上线都会非常麻烦，这与 DevOps 的思想是背道而驰的。

Eureka做什么？

Eureka 就好比是滴滴，负责管理、记录服务提供者的信息。服务调用者无需自己寻找服务，而是把自己的需求告诉 Eureka，然后 Eureka 会把符合你需求的服务告诉你。同时，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。

1.1 基本架构：

Eureka：就是服务注册中心（可以是一个集群），对外暴露自己的地址。提供者：启动后向 Eureka 注册自己信息（地址，提供什么服务）。消费者：向 Eureka 订阅服务，Eureka 会将对应服务的所有提供者地址列表发送给消费者，并且定期更新。心跳(续约)：提供者定期通过 http 方式向 Eureka 刷新自己的状态。

1.2 搭建步骤：

1.2.1 搭建 EurekaServer：

使用 spring 提供的快速搭建工具，选择依赖：EurekaServer（服务注册中心依赖），Eureka Discovery（服务提供方和服务消费方）。因为，对于 eureka 来说：服务提供方和服务消费方都属于客户端。

pom.xml：

编写 application.yml 配置：

server: port: 10086 # 端口 spring: application: name: eureka-server # 应用名称，会在Eureka中显示 eureka: client: service-url: # EurekaServer的地址，现在是自己的地址，如果是集群，需要加上其它Server的地址。 defaultZone: http://127.0.0.1:${server.port}/eureka

修改引导类，在类上添加 @EnableEurekaServer 注解：

@SpringBootApplication @EnableEurekaServer // 声明当前springboot应用是一个eureka服务中心 public class ItcastEurekaApplication { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(ItcastEurekaApplication.class, args); } }

1.2.2 注册到 Eureka：

注册服务，就是在服务上添加 Eureka 的客户端依赖，客户端代码会自动把服务注册到 EurekaServer 中。修改 itcast-service-provider 工程：

在 pom.xml 中，添加 springcloud 的相关依赖。在 application.yml 中，添加 springcloud 的相关依赖。在引导类上添加注解，把服务注入到 eureka 注册中心。

pom.xml：参照 itcast-eureka，先添加 SpringCloud 依赖，还有 Eureka 客户端的依赖。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"> <modelVersion>4.0.0</modelVersion> <groupId>cn.itcast.service</groupId> <artifactId>itcast-service-provider</artifactId> <version>0.0.1-SNAPSHOT</version> <packaging>jar</packaging> <name>itcast-service-provider</name> <description>Demo project for Spring Boot</description> <parent> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId> <version>2.0.6.RELEASE</version> <relativePath/>  </parent> <properties> <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding> <project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding> <java.version>1.8</java.version> </properties> <dependencies> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-jdbc</artifactId> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId> </dependency> <dependency> <groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId> <artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId> <version>1.3.2</version> </dependency> <dependency> <groupId>mysql</groupId> <artifactId>mysql-connector-java</artifactId> <scope>runtime</scope> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId> <scope>test</scope> </dependency> <dependency> <groupId>tk.mybatis</groupId> <artifactId>mapper-spring-boot-starter</artifactId> <version>2.0.4</version> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework.cloud</groupId> <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId> </dependency> </dependencies> <build> <plugins> <plugin> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId> </plugin> </plugins> </build> <dependencyManagement> <dependencies> <dependency> <groupId>org.springframework.cloud</groupId> <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId> <version>Finchley.SR1</version> <type>pom</type> <scope>import</scope> </dependency> </dependencies> </dependencyManagement> </project>

application.yml：

server: port: 8081 spring: datasource: url: jdbc:mysql://localhost:3306/test username: root password: root driverClassName: com.mysql.jdbc.Driver application: name: service-provider # 应用名称，注册到eureka后的服务名称 mybatis: type-aliases-package: cn.itcast.service.pojo eureka: client: service-url: # EurekaServer地址 defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka

注意：添加了 spring.application.name 属性来指定应用名称，将来会作为应用的 id 使用。

引导类：通过添加 @EnableDiscoveryClient 来开启Eureka客户端功能。

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

1.2.3 从 Eureka 获取服务：

接下来修改 itcast-service-consumer，尝试从 EurekaServer 获取服务。方法与消费者类似，只需要在项目中添加 EurekaClient 依赖，就可以通过服务名称来获取信息了。

pom.xml：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"> <modelVersion>4.0.0</modelVersion> <groupId>cn.itcast.service</groupId> <artifactId>itcast-service-consumer</artifactId> <version>0.0.1-SNAPSHOT</version> <packaging>jar</packaging> <name>itcast-service-consumer</name> <description>Demo project for Spring Boot</description> <parent> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId> <version>2.0.6.RELEASE</version> <relativePath/>  </parent> <properties> <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding> <project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding> <java.version>1.8</java.version> </properties> <dependencies> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId> <scope>test</scope> </dependency>  <dependency> <groupId>org.springframework.cloud</groupId> <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId> </dependency> </dependencies> <build> <plugins> <plugin> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId> </plugin> </plugins> </build>  <dependencyManagement> <dependencies> <dependency> <groupId>org.springframework.cloud</groupId> <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId> <version>Finchley.SR2</version> <type>pom</type> <scope>import</scope> </dependency> </dependencies> </dependencyManagement> </project>

修改配置文件：

server: port: 80 spring: application: name: service-consumer eureka: client: service-url: defaultZone: http://localhost:10086/eureka

在启动类开启 Eureka 客户端：

@SpringBootApplication @EnableDiscoveryClient // 开启Eureka客户端 public class ItcastServiceConsumerApplication { @Bean public RestTemplate restTemplate(){ return new RestTemplate(); } public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(ItcastServiceConsumerApplication.class, args); } }

修改 UserController 代码，用 DiscoveryClient 类的方法，根据服务名称，获取服务实例：

@Controller @RequestMapping("consumer/user") public class UserController { @Autowired private RestTemplate restTemplate; @Autowired private DiscoveryClient discoveryClient; // eureka客户端，可以获取到eureka中服务的信息 @GetMapping @ResponseBody public User queryUserById(@RequestParam("id") Long id){ // 根据服务名称，获取服务实例。有可能是集群，所以是service实例集合 List<ServiceInstance> instances = discoveryClient.getInstances("service-provider"); // 因为只有一个Service-provider。所以获取第一个实例 ServiceInstance instance = instances.get(0); // 获取ip和端口信息，拼接成服务地址 String baseUrl = "http://" + instance.getHost() + ":" + instance.getPort() + "/user/" + id; User user = this.restTemplate.getForObject(baseUrl, User.class); return user; } }

1.3 Eureka 的原理及配置：

1.3.1 基础架构：

Eureka架构中的三个核心角色：

服务注册中心

Eureka的服务端应用，提供服务注册和发现功能，就是刚刚我们建立的 itcast-eureka。

服务提供者

提供服务的应用，可以是 SpringBoot 应用，也可以是其它任意技术实现，只要对外提供的是 Rest 风格服务即可。本例中就是我们实现的 itcast-service-provider。

服务消费者

消费应用从注册中心获取服务列表，从而得知每个服务方的信息，知道去哪里调用服务方。本例中就是我们实现的 itcast-service-consumer。

1.3.2 高可用的 Eureka Server：

Eureka Server 即服务的注册中心，在刚才的案例中，我们只有一个 EurekaServer，事实上 EurekaServer 也可以是一个集群，形成高可用的 Eureka 中心。

服务同步：

多个 Eureka Server 之间也会互相注册为服务，当服务提供者注册到 Eureka Server 集群中的某个节点时，该节点会把服务的信息同步给集群中的每个节点，从而实现数据同步。因此，无论客户端访问到 Eureka Server 集群中的任意一个节点，都可以获取到完整的服务列表信息。

动手搭建高可用的 EurekaServer：

假设要运行两个EurekaServer的集群，端口分别为：10086和10087。

1）启动第一个 eurekaServer，我们修改原来的 EurekaServer 配置：

server: port: 10086 # 端口 spring: application: name: eureka-server # 应用名称，会在Eureka中显示 eureka: client: service-url: # 配置其他Eureka服务的地址，而不是自己，比如10087 defaultZone: http://127.0.0.1:10087/eureka

2）启动第二个 eurekaServer，再次修改 itcast-eureka 的配置：

server: port: 10087 # 端口 spring: application: name: eureka-server # 应用名称，会在Eureka中显示 eureka: client: service-url: # 配置其他Eureka服务的地址，而不是自己，比如10087 defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka

3）客户端注册服务到集群：

因为 EurekaServer 不止一个，因此注册服务的时候，service-url 参数需要变化：

eureka: client: service-url: # EurekaServer地址,多个地址以','隔开 defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka,http://127.0.0.1:10087/eureka

所谓的高可用注册中心，其实就是把 EurekaServer 自己也作为一个服务进行注册，这样多个 EurekaServer 之间就能互相发现对方，从而形成集群。

1.3.3 服务提供者：

服务提供者要向 EurekaServer 注册服务，并且完成服务续约等工作。

服务注册：

服务提供者在启动时，会检测配置属性中的：eureka.client.register-with-eureka=true 参数是否正确，事实上默认就是 true。如果值确实为 true，则会向 EurekaServer 发起一个 Rest 请求，并携带自己的元数据信息，Eureka Server 会把这些信息保存到一个双层 Map 结构中。

第一层 Map 的 Key 就是服务 id，一般是配置中的 spring.application.name 属性。第二层 Map 的 key 是服务的实例id。一般 host+ serviceId + port，例如：locahost:service-provider:8081。值则是服务的实例对象，也就是说一个服务，可以同时启动多个不同实例，形成集群。

服务续约：

在注册服务完成以后，服务提供者会维持一个心跳（定时向EurekaServer发起Rest请求），告诉EurekaServer：“我还活着”。这个我们称为服务的续约（renew）；

有两个重要参数可以修改服务续约的行为：

eureka: instance: lease-expiration-duration-in-seconds: 90 lease-renewal-interval-in-seconds: 30 lease-renewal-interval-in-seconds：服务续约(renew)的间隔，默认为30秒lease-expiration-duration-in-seconds：服务失效时间，默认值90秒

也就是说，默认情况下每个30秒服务会向注册中心发送一次心跳，证明自己还活着。如果超过90秒没有发送心跳，EurekaServer 就会认为该服务宕机，会从服务列表中移除，这两个值在生产环境不要修改，默认即可。但是在开发时，这个值有点太长了，经常我们关掉一个服务，会发现Eureka依然认为服务在活着。所以我们在开发阶段可以适当调小。

1.3.4 服务消费者：

获取服务列表：

当服务消费者启动时，会检测 eureka.client.fetch-registry=true 参数的值，如果为 true，则会拉取 Eureka Server 服务的列表只读备份，然后缓存在本地。并且每隔30秒会重新获取并更新数据。我们可以通过下面的参数来修改。

eureka: client: registry-fetch-interval-seconds: 5

为了开发环境下，能够快速得到服务的最新状态，我们可以将其设置小一点。

1.3.5 失效剔除和自我保护：

服务下线：

当服务进行正常关闭操作时，它会触发一个服务下线的 REST 请求给 Eureka Server，告诉服务注册中心：“我要下线了”。服务中心接受到请求之后，将该服务置为下线状态。

失效剔除：

有些时候，我们的服务提供方并不一定会正常下线，可能因为内存溢出、网络故障等原因导致服务无法正常工作。Eureka Server 需要将这样的服务剔除出服务列表。因此它会开启一个定时任务，每隔60秒对所有失效的服务（超过90秒未响应）进行剔除。

可以通过 eureka.server.eviction-interval-timer-in-ms 参数对其进行修改，单位是毫秒，生产环境不要修改。这个会对我们开发带来极大的不变，你对服务重启，隔了60秒 Eureka 才反应过来。开发阶段可以适当调整，比如：10秒。

自我保护：

我们关停一个服务，就会在Eureka面板看到一条警告：

这是触发了 Eureka 的自我保护机制。当一个服务未按时进行心跳续约时，Eureka 会统计最近15分钟心跳失败的服务实例的比例是否超过了85%。在生产环境下，因为网络延迟等原因，心跳失败实例的比例很有可能超标，但是此时就把服务剔除列表并不妥当，因为服务可能没有宕机。Eureka 就会把当前实例的注册信息保护起来，不予剔除。生产环境下这很有效，保证了大多数服务依然可用。

但是这给我们的开发带来了麻烦，因此开发阶段我们都会关闭自我保护模式：（itcast-eureka）

eureka: server: enable-self-preservation: false # 关闭自我保护模式（缺省为打开） eviction-interval-timer-in-ms: 1000 # 扫描失效服务的间隔时间（缺省为60*1000ms）

2.负载均衡 Ribbon：

启动了一个 itcast-service-provider，然后通过 DiscoveryClient 来获取服务实例信息，然后获取 ip 和端口来访问。但是实际环境中，我们往往会开启很多个 itcast-service-provider 的集群。此时我们获取的服务列表中就会有多个，到底该访问哪一个呢？

一般这种情况下我们就需要编写负载均衡算法，在多个实例列表中进行选择。

2.1 启动两个服务实例：

首先参照 itcast-eureka 启动两个 ItcastServiceProviderApplication 实例，一个8081，一个8082。

2.2 开启负载均衡：

因为 Eureka 中已经集成了 Ribbon，所以我们无需引入新的依赖，直接修改代码。

修改 itcast-service-consumer 的引导类，在 RestTemplate 的配置方法上添加 @LoadBalanced 注解：

@Bean @LoadBalanced public RestTemplate restTemplate() { return new RestTemplate(); }

修改调用方式，不再手动获取ip和端口，而是直接通过服务名称调用：

@Controller @RequestMapping("consumer/user") public class UserController { @Autowired private RestTemplate restTemplate; //@Autowired //private DiscoveryClient discoveryClient; // 注入discoveryClient，通过该客户端获取服务列表 @GetMapping @ResponseBody public User queryUserById(@RequestParam("id") Long id){ // 通过client获取服务提供方的服务列表，这里我们只有一个 // ServiceInstance instance = discoveryClient.getInstances("service-provider").get(0); String baseUrl = "http://service-provider/user/" + id; User user = this.restTemplate.getForObject(baseUrl, User.class); return user; } }

2.3 负载均衡策略：

Ribbon 默认的负载均衡策略是简单的轮询，在源码中我们看到拦截中是使用 RibbonLoadBalanceClient 来进行负载均衡的，其中有一个 choose 方法，找到 choose 方法的接口方法，是这样介绍的：

可以看出默认的策略是轮询的方式，但是可以也可以修改这种策略。

SpringBoot 也帮我们提供了修改负载均衡规则的配置入口，在 itcast-service-consumer 的 application.yml 中添加如下配置：

server: port: 80 spring: application: name: service-consumer eureka: client: service-url: defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka service-provider: ribbon: NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule

格式是：{服务名称}.ribbon.NFLoadBalancerRuleClassName，值就是 IRule 的实现类。

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