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【服务治理】服务注册与发现

什么是服务注册与发现

我们先来看下什么是服务注册与服务发现?

服务注册,就是将提供某个服务的模块信息(通常是这个服务的ip和端口)注册到1个公共的组件上去(比如: zookeeper\consul)。

服务发现,就是新注册的这个服务模块能够及时的被其他调用者发现。不管是服务新增和服务删减都能实现自动发现。

你可以理解为:

//服务注册
NameServer->register(newServer); 

//服务发现
NameServer->getAllServer(); 
           

服务注册

用了服务注册和服务发现之后,我们的网络请求模块,发生了怎么的变化呢?先来看下,服务注册是怎么操作的。看下面的图:

【服务治理】服务注册与发现

每一个服务对应的机器或者实例在启动运行的时候,都去向名字服务集群注册自己,比如图中,User服务有6个docker实例,那么每个docker实例,启动后,都去把自己的信息注册到名字服务模块上去,同理Order服务也是一样。

对应的伪代码可以表示如下:

//给User服务申请1个独有的专属名字
UserNameServer = NameServer->apply('User');

//User服务下的6台docker实例启动后,都去注册自己
UserServer1 = {ip: 192.178.1.1, port: 3445}
UserNameServer->register(UserServer1);

......

UserServer6 = {ip: 192.178.1.6, port: 3445}
UserNameServer->register(UserServer6);

//给Order服务申请1个独有的专属名字
OrderNameServer = NameServer->apply('Order');

//开始注册
OrderServer1 = {ip: 192.178.1.1, port: 3446}
OrderNameServer->register(OrderServer1);

//给Search服务申请1个独有的专属名字
SearchNameServer = NameServer->apply('Search');

//开始注册
SearchServer1 = {ip: 192.178.1.1, port: 3447}
SearchNameServer->register(SearchServer1);
           

这样,每个服务的机器实例在启动后,就完成了注册的操作。注册的方式有很多的形式,不同的名字服务软件方式不一样,有HTTP接口形式,有RPC的方式,也有使用JSON格式的配置表的形式的。方式虽然不同,但是结果都是一样。

实例注册到名字服务上之后,接下来就是服务发现了。

服务发现

我们把每个服务的机器实例注册到了名字服务器上之后,接下来,我们如何去发现我们需要调用的服务的信息呢?这就是服务发现了。

我们看下,服务发现是怎么做的:

【服务治理】服务注册与发现

在上图中,Order服务想要获取User服务相关的信息,首先向注册集群中心发送请求获取,然后就能收到User服务相关的信息。

伪代码可以表示如下:

//服务发现,获取User服务的列表
list = NameServer->getAllServer('User'); 

//list的内容
[
    {
        "ip": "192.178.1.1",
        "port": 3445
    },
    {
        "ip": "192.178.1.2",
        "port": 3445
    },
    ......
    {
        "ip": "192.178.1.6",
        "port": 3445
    }
]

//服务发现,获取Goods服务的列表
list = NameServer->getAllServer('Goods');

//list的内容
[
    {
        "ip": "192.178.1.1",
        "port": 3788
    },
    {
        "ip": "192.178.1.2",
        "port": 3788
    },
    ......
    {
        "ip": "192.178.1.4",
        "port": 3788
    }
]
           

我们通过服务发现,就获得了User模块的所有的ip列表,然后,我们再用一定的负载均衡算法,或者干脆随机取1个ip,进行调用。

当然,也有些注册服务软件也提供了DNS解析功能或者负载均衡功能,它会直接返回给你一个可用的ip,你直接调用就可以了,不用自己去做选择。

这样,我们获取了服务的IP信息后,就可以进行调用了,如图所示:

【服务治理】服务注册与发现

和服务注册的方式一样,服务发现的方式,不同的名字服务软件的方式也会不一样,有的是得自己发送HTTP接口去轮训调用,如果发现有更新,就更新自己本地的配置文件。有的是可以通过实时的sub/pub的方式实现的自动发现服务,当我订阅的这个服务内容发生了更新,就实时更新自己的配置文件。也有的是通过RPC的方式。方式虽然不同,但是结果都是一样。

这样一来,我们就可以通过服务注册和发现的方式,维护各个服务IP列表的更新,各个模块只需要向名字服务中心去获取某个服务的IP就可以了,不用再写死IP。整个服务的维护也变得轻松了很多。彻底解放了双手!

健康检查

可能你会说,这样加了1个中间代理,饶了一个大圈子,感觉也挺费劲的,难道仅仅是为了解决新增服务,动态获取IP的问题吗?

当然不是!服务注册和服务发现,不仅仅解决了服务调用这种写死IP以及杂乱无章的管理的状态,更重要的一点是它还管理了服务器的存活状态,也就是健康检查。

很多名字服务软件都会提供健康检查功能。注册服务的这一组机器,当这个服务组的某台机器,如果出现宕机或者服务死掉的时候,就会标记这个实例的状态为故障,或者干脆剔除掉这台机器。这样一来,就实现了自动监控和管理。

健康检查有多重实现方式,比如有几秒就发一次健康检查心跳,如果返回的HTTP状态不是200,那么就判断这台服务不可用,对它进行标记。也可以执行一个shell脚本,看执行的返回结果,来标记状态等等。

【服务治理】服务注册与发现

上图中,用心跳发送的方式来检查健康状态,当有1台机器出现异常,这样我们获取服务的时候,就能知道服务的健康状态了。

比如伪代码如下:

//服务发现,获取User服务的列表
list = NameServer->getAllServer('User'); 

//list的内容
[
    {
        "ip": "192.178.1.1",
        "port": 3445,
        "status": "success"
    },
    {
        "ip": "192.178.1.2",
        "port": 3445,
        "status": "success"
    },
    ......
    {
        "ip": "192.178.1.6",
        "port": 3445
        "status": "error" //故障,出现错误
    }
]
           

我们通过判断列表里的status的状态是不是success来确认调用的服务是可用的。有些名字服务会提供DNS解析功能,直接就会把有问题的机器给去掉,你服务发现后的机器服务就是正常可用的。

同时,当服务不可用的时候,有些名字服务软件也会提供发送邮件或者消息功能,及时的提示你服务出现故障。这样一来,我们就通过健康检查功能,来帮我们及时的去规避问题,降低影响。

当出现故障的服务被修复后,服务重新启动后,健康检查会检查通过,然后这台机器就会被标记为健康,这样,服务发现,就又可以发现这台机器了。

这样,整个服务注册和服务发现,就实现了闭环。

市面上业界的解决方案

目前市面上已经有了服务注册和服务发现的解决方案,代表作是:zookeeper、consul、Eureka以及etcd,他们功能强大,安全稳定,高并发高可用,强一致性,目前市面上都是用这几个来实现自己的服务注册和发现的。

其中,consul 是后起之秀,源于它安装简单,功能强大,提供健康检查,web管理后台,支持多数据中心,暴露了方便的HTTP接口,使得它被更多的人所使用,唯一不足的是它不支持sub/pub订阅机制,所以服务发现,得使用者自己去HTTP轮训发现变更。

解决方案 CAP 协议
ZooKeeper CP Zab
Eureka AP 未公布
etcd CP Raft
Consul AP Raft
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来源

服务治理-服务发现

深入了解服务注册与发现

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