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微服务架构之服务注册与发现(一)

一、服务注册中心的由来

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假如没有服务注册中心，我们会干些什么事情呢？

在传统行业的项目架构中以下的方案最为常见了：

这种架构开发、部署都是最简单的，一般适用于中小企业访问量并不是太多的情况下，各个系统服务一台机器就搞定了。系统之间的调用也是拿到对方的IP+PORT直接连接。

接下来可能因为应用B开始访问量大了，单台机器已经不能满足我们的需求，于是一些反向代理工具应运而出，其中比较常见的有Apache、Nigix，架构演变为：

相比之前的应用B的单台机器访问，这种nginx代理的方式减轻了服务器的压力，但是可能会出现Nginx挂了，那么整个服务也不可用，于是又来了这么一套架构：

这样看方案算是完美了吧。然后事情并不是想象的那么一帆风顺，这还只是应用A调用一个应用B，如果应用A调用的可能是应用B、C、D、E...，这种完全就不知道他后面到底还想干嘛，这种架构看似可以，但是绝对会累死运维的（nginx的配置将会非常混乱，直接导致运维不干了）。

服务注册中心干些什么事情呢？

上面提到的那种靠人力（主要是运维干的事情）比较繁琐，还不好维护，有这么几点不方便：应用服务的地址变了、双十一搞活动服务器新增等等。那么我们可以有这么的一种架构：

服务注册中心主要是维护各个应用服务的ip+port列表，并保持与各应用服务的通讯，在一定时间间隔内进行心跳检测，如果心跳不能到达则对服务IP列表进行剔除，并同时通知给其它应用服务进行更新。同样要是有新增的服务进来，应用服务会向注册中心进行注册，服务注册中心将通知给其它应用进行更新。每个应用都有需要调用对应应用服务的地址列表，这样在进行调用时只要处理客户负载杂均衡即可。

二、微服务注册中心

1.Zookeeper

ZooKeeper是一个分布式的，开放源码的分布式应用程序协调服务，是Google的Chubby一个开源的实现，是Hadoop和Hbase的重要组件。它是一个为分布式应用提供一致性服务的软件，提供的功能包括：配置维护、域名服务、分布式同步、组服务等。

上面的话直接摘抄百度百科的内容，国内很多公司做分布式开发最初的选型大部分都是采用dubbo框架。dubbo框架注册中心主要使用zookeeper。zookeeper服务端与客户端的底层通讯为netty。zookeeper采用CAP理论中的CP，一般集群部署最少需要3台机器。

2.Euraka

先来看一下euraka的架构图：

Register：服务注册

当Eureka客户端向Eureka Server注册时，它提供自身的元数据，比如IP地址、端口，运行状况指示符URL，主页等。

Renew：服务续约

Eureka客户会每隔30秒发送一次心跳来续约。 通过续约来告知Eureka Server该Eureka客户仍然存在，没有出现问题。 正常情况下，如果Eureka Server在90秒没有收到Eureka客户的续约，它会将实例从其注册表中删除。 建议不要更改续约间隔。

Fetch Registries：获取注册列表信息

Eureka客户端从服务器获取注册表信息，并将其缓存在本地。客户端会使用该信息查找其他服务，从而进行远程调用。该注册列表信息定期（每30秒钟）更新一次。每次返回注册列表信息可能与Eureka客户端的缓存信息不同， Eureka客户端自动处理。如果由于某种原因导致注册列表信息不能及时匹配，Eureka客户端则会重新获取整个注册表信息。 Eureka服务器缓存注册列表信息，整个注册表以及每个应用程序的信息进行了压缩，压缩内容和没有压缩的内容完全相同。Eureka客户端和Eureka 服务器可以使用JSON / XML格式进行通讯。在默认的情况下Eureka客户端使用压缩JSON格式来获取注册列表的信息。

Cancel：服务下线

Eureka客户端在程序关闭时向Eureka服务器发送取消请求。 发送请求后，该客户端实例信息将从服务器的实例注册表中删除。该下线请求不会自动完成，它需要调用以下内容：

DiscoveryManager.getInstance().shutdownComponent()；

Eviction 服务剔除

在默认的情况下，当Eureka客户端连续90秒没有向Eureka服务器发送服务续约，即心跳，Eureka服务器会将该服务实例从服务注册列表删除，即服务剔除。

自我保护机制：

既然Eureka Server会定时剔除超时没有续约的服务，那就有可能出现一种场景，网络一段时间内发生了 异常，所有的服务都没能够进行续约，Eureka Server就把所有的服务都剔除了，这样显然不太合理。所以，就有了 自我保护机制，当短时间内，统计续约失败的比例，如果达到一定阈值，则会触发自我保护的机制，在该机制下， Eureka Server不会剔除任何的微服务，等到正常后，再退出自我保护机制。自我保护开关(eureka.server.enableself-preservation: false)

3.Consul

consul推荐的架构图：

Consul不像Euraka的部署那么简单，他是go语言开发的，需要运维单独部署，有提供java的客户端连接，采用的是CAP的CP。

4.Nacos

Euraka是Spring Cloud Netflix早期版本中推荐使用的，后来euraka1.0版本不再维护，euraka2.0已经闭源，导致很多新项目基于Spring Cloud Netflix 开发的选型变迁为Consul.

Nacos是阿里开源的服务注册中心，它可以与spring cloud aliaba集成使用。

Nacos的官方介绍：

Nacos 致力于帮助您发现、配置和管理微服务。Nacos 提供了一组简单易用的特性集，帮助您实现动态服务发现、服务配置管理、服务及流量管理。

Nacos 帮助您更敏捷和容易地构建、交付和管理微服务平台。 Nacos 是构建以“服务”为中心的现代应用架构(例如微服务范式、云原生范式)的服务基础设施。

Nacos 地图

Nacos 生态图

如 Nacos 全景图所示，Nacos 无缝支持一些主流的开源生态，例如

Spring Cloud

Apache Dubbo and Dubbo Mesh TODO

Kubernetes and CNCF TODO

三、服务注册与发现技术选型

以下是来自网上的一个分享：

除了上述的几种以外，笔者更推荐使用Nacos作为服务注册中心。

推荐理由：

Nacos服务注册表结构Mapnamespace, Mapgroup::serviceName, Service采用多层次Map结构，控制的颗粒度更细，支持金丝雀模式发布，心跳同步机制也更快速，服务更新更及时。

GO 微服务GO-Micro -（2）Consul 基本认知

作用：基于GO语言开发，用于实现分布式系统的服务发现与配置的等管理。

特性：

开发模式的下，一般我们的都是基于客户端的自注册的模式进行，意思就是服务启动的时候，把服务的信息都提交到的我们的注册中心上。

当我们的Consumerl消费者请求Prodcuer的是，会先从Consul获取到存贮Producter的数据（地址IP 和端口等）的临时表，从这个临时表里面任选一个Producr是的IP和Port,进行服务的请求

分布式架构的注册中心，该怎么选？

互联网架构下，大部分系统已经转型分布式。其中服务注册发现中心，分布式服务中非常重要的组成部分。按需选择合适的注册中心，也变的尤为重要。

Eureka是SpringCloud全家桶中非常重要的一个组件，主要是实现服务的注册和发现。Eureka做到了CAP理论中的AP，强调服务的高可用性。实现中分Eureka Server和Eureka Client两部分。

Eureka客户端会向Eureka注册中心注册为服务，并通过心跳来更新它的服务租约。同时也可以从服务端查询当前注册的服务信息并把他们缓存到本地并周期性的刷新服务状态。若服务集群出现分区故障时，Eureka会转入自动保护模式，允许分区故障的节点继续提供服务；若分区故障恢复，集群中其他分区会把他们的状态再次同步回来。

SpringCloud对其做了非常好的集成封装，是官方推荐的注册中心。

Zookeeper是大数据Hadoop中的一个分布式调度组件，强调数据一致性和扩展性，可用于服务的注册和发现。她是dubbo中默认的服务注册中心，也是目前使用最广泛的分布式服务发现组件。注重CAP理论中的CP。

Consul是一个高可用的分布式服务注册中心，由HashiCorp公司推出，Golang实现的开源共享的服务工具。Consul在分布式服务注册与发现方面有自己的特色，解决方案更加“一站式”，不再需要依赖其他工具。

1、通过HTTP接口和DNS协议调用API存储键值对，使服务注册和服务发现更容易；

2、支持 健康 检查，可以快速的告警在集群中的操作

3、支持key/value存储动态配置

4、支持任意数量的区域

ETCD是一个高可用的分布式键值数据库，可用于共享配置、服务的注册和发现。ETCD采用Raft一致性算法，基于Go语言实现。ETCD作为后起之秀，又非常大的优势。

1、基于HTTP+JSON的API，使用简单；

2、可选SSL客户认证机制，更安全；

3、单个实例支持每秒千次写操作，快速。

4、采用Raft一致性算法保证分布式。