你好，歡迎來到第 14 課時(shí)，本課時(shí)主要講解如何實(shí)現(xiàn)服務(wù)注冊(cè)與發(fā)現(xiàn)。

在分布式服務(wù)中， 服務(wù)注冊(cè)和發(fā)現(xiàn) 是一個(gè)特別重要的概念，為什么需要服務(wù)注冊(cè)和發(fā)現(xiàn)？常用的服務(wù)發(fā)現(xiàn)組件有哪些？服務(wù)注冊(cè)和發(fā)現(xiàn)對(duì)一致性有哪些要求呢?下面我們就來學(xué)習(xí)服務(wù)發(fā)現(xiàn)相關(guān)的知識(shí)。

為什么需要服務(wù)注冊(cè)和發(fā)現(xiàn)

分布式系統(tǒng)下微服務(wù)架構(gòu)的一個(gè)重要特性就是可以快速上線或下線，從而可以讓服務(wù)進(jìn)行水平擴(kuò)展，以保證服務(wù)的可用性。

假設(shè)有一個(gè)電商會(huì)員服務(wù)，隨著業(yè)務(wù)發(fā)展，服務(wù)器負(fù)載越來越高，需要新增服務(wù)器。如果沒有服務(wù)注冊(cè)與發(fā)現(xiàn)，就要把新的服務(wù)器地址配置到所有依賴會(huì)員模塊的服務(wù)，并相繼重啟它們，這顯然是不合理的。

服務(wù)注冊(cè)與發(fā)現(xiàn)就是保證當(dāng)服務(wù)上下線發(fā)生變更時(shí)，服務(wù)消費(fèi)者和服務(wù)提供者能夠保持正常通信。

有了服務(wù)注冊(cè)和發(fā)現(xiàn)機(jī)制，消費(fèi)者不需要知道具體服務(wù)提供者的真實(shí)物理地址就可以進(jìn)行調(diào)用，也無須知道具體有多少個(gè)服務(wù)者可用；而服務(wù)提供者只需要注冊(cè)到注冊(cè)中心，就可以對(duì)外提供服務(wù)，在對(duì)外服務(wù)時(shí)不需要知道具體是哪些服務(wù)調(diào)用了自己。

服務(wù)注冊(cè)和發(fā)現(xiàn)原理

服務(wù)注冊(cè)和發(fā)現(xiàn)的基本流程如下圖所示：

首先，在服務(wù)啟動(dòng)時(shí)，服務(wù)提供者會(huì)向注冊(cè)中心注冊(cè)服務(wù)，暴露自己的地址和端口等，注冊(cè)中心會(huì)更新服務(wù)列表。服務(wù)消費(fèi)者啟動(dòng)時(shí)會(huì)向注冊(cè)中心請(qǐng)求可用的服務(wù)地址，并且在本地緩存一份提供者列表，這樣在注冊(cè)中心宕機(jī)時(shí)仍然可以正常調(diào)用服務(wù)。

如果提供者集群發(fā)生變更，注冊(cè)中心會(huì)將變更推送給服務(wù)消費(fèi)者，更新可用的服務(wù)地址列表。

典型服務(wù)發(fā)現(xiàn)組件的選型

在目前的微服務(wù)解決方案中，有三種典型的服務(wù)發(fā)現(xiàn)組件，分別是 ZooKeeper、Eureka 和 Nacos。

ZooKeeper

ZooKeeper 主要應(yīng)用在 Dubbo 的注冊(cè)中心實(shí)現(xiàn)，由于 Dubbo 在國內(nèi)的流行，Dubbo + ZooKeeper 的典型服務(wù)化方案，使得 ZooKeeper 成為注冊(cè)中心的經(jīng)典解決方案。

ZooKeeper 是一個(gè)樹形結(jié)構(gòu)的目錄服務(wù)，支持變更推送。使用 ZooKeeper 實(shí)現(xiàn)服務(wù)注冊(cè)，就是應(yīng)用了這種目錄結(jié)構(gòu)。

服務(wù)提供者在啟動(dòng)的時(shí)候，會(huì)在 ZooKeeper 上注冊(cè)服務(wù)。以 com.dubbo.DemoService 為例，注冊(cè)服務(wù)，其實(shí)就是在 ZooKeeper 的 /dubbo/com.dubbo.DemoService/providers 節(jié)點(diǎn)下創(chuàng)建一個(gè)子節(jié)點(diǎn)，并寫入自己的 URL 地址，這就代表了 com.dubbo.DemoService 這個(gè)服務(wù)的一個(gè)提供者。

服務(wù)消費(fèi)者在啟動(dòng)的時(shí)候，會(huì)向 ZooKeeper 注冊(cè)中心訂閱服務(wù)列表，就是讀取并訂閱 ZooKeeper 上 /dubbo/com.dubbo.DemoService/providers 節(jié)點(diǎn)下的所有子節(jié)點(diǎn)，并解析出所有提供者的 URL 地址來作為該服務(wù)地址列表。

Eureka

在 Spring Cloud 中，提供了 Eureka 來實(shí)現(xiàn)服務(wù)發(fā)現(xiàn)功能。Eureka 采用的是 Server 和 Client 的模式進(jìn)行設(shè)計(jì)，Eureka Server 扮演了服務(wù)注冊(cè)中心的角色，為 Client 提供服務(wù)注冊(cè)和發(fā)現(xiàn)的功能。

Eureka Client 通過客戶端注冊(cè)的方式暴露服務(wù)，通過注解等方式嵌入到服務(wù)提供者的代碼中，當(dāng)服務(wù)啟動(dòng)時(shí)，服務(wù)發(fā)現(xiàn)組件會(huì)向注冊(cè)中心注冊(cè)自身提供的服務(wù)，并周期性地發(fā)送心跳來更新服務(wù)。

如果連續(xù)多次心跳不能夠發(fā)現(xiàn)服務(wù)，那么 Eureka Server 就會(huì)將這個(gè)服務(wù)節(jié)點(diǎn)從服務(wù)注冊(cè)表中移除，各個(gè)服務(wù)之間會(huì)通過注冊(cè)中心的注冊(cè)信息來實(shí)現(xiàn)調(diào)用。

Euerka 在 Spring Cloud 中廣泛應(yīng)用，目前社區(qū)中集成的是 1.0 版本，在后續(xù)的版本更新中，Netflix 宣布 Euerka 2.0 閉源，于是開源社區(qū)中也出現(xiàn)了許多新的服務(wù)發(fā)現(xiàn)組件，比如 Spring Cloud Alibaba Nacos。

Nacos

Nacos 是阿里巴巴推出來的一個(gè)開源項(xiàng)目，提供了服務(wù)注冊(cè)和發(fā)現(xiàn)功能，使用 Nacos 可以方便地集成 Spring Cloud 框架。如果正在使用 Eureka 或者 Consul，可以通過少量的代碼就能遷移到 Nacos 上。

Nacos 的應(yīng)用和 Eureka 類似，獨(dú)立于系統(tǒng)架構(gòu)，需要部署 Nacos Server。除了服務(wù)注冊(cè)和發(fā)現(xiàn)之外，Nacos 還提供了配置管理、元數(shù)據(jù)管理和流量管理等功能，并且提供了一個(gè)可視化的控制臺(tái)管理界面。

關(guān)于 Nacos 的更多應(yīng)用，可以在 Nacos 官網(wǎng) 找到相關(guān)的文檔。

一致性對(duì)比

在討論分布式系統(tǒng)時(shí)，一致性是一個(gè)繞不開的話題，在服務(wù)發(fā)現(xiàn)中也是一樣。CP 模型優(yōu)先保證一致性，可能導(dǎo)致注冊(cè)中心可用性降低，AP 模型優(yōu)先保證可用性，可能出現(xiàn)服務(wù)錯(cuò)誤。

為了保證微服務(wù)的高可用，避免單點(diǎn)故障，注冊(cè)中心一般是通過集群的方式來對(duì)外服務(wù)，比如 ZooKeeper 集群。

ZooKeeper 核心算法是 Zab，實(shí)現(xiàn)的是 CP 一致性，所以 ZooKeeper 作為服務(wù)發(fā)現(xiàn)解決方案，在使用 ZooKeeper 獲取服務(wù)列表時(shí)，如果 ZooKeeper 正在選主，或者 ZooKeeper 集群中半數(shù)以上機(jī)器不可用時(shí)，那么將無法獲得數(shù)據(jù)。

在 Spring Cloud Eureka 中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)都是平等的，幾個(gè)節(jié)點(diǎn)掛掉不影響正常節(jié)點(diǎn)的工作，剩余的節(jié)點(diǎn)依然可以提供注冊(cè)和查詢服務(wù)。只要有一臺(tái) Eureka 還在，就能保證注冊(cè)服務(wù)可用，只不過查到的信息可能不是最新的版本，不保證一致性。

Spring Cloud Nacos 在 1.0.0 版本正式支持 AP 和 CP 兩種一致性協(xié)議，可以動(dòng)態(tài)切換，感興趣的同學(xué)可以去了解一下。

對(duì)于服務(wù)注冊(cè)和發(fā)現(xiàn)場景來說，一般認(rèn)為，可用性比數(shù)據(jù)一致性更加重要。針對(duì)同一個(gè)服務(wù)，即使注冊(cè)中心的不同節(jié)點(diǎn)保存的服務(wù)提供者信息不相同，會(huì)出現(xiàn)部分提供者地址不存在等，不會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的服務(wù)不可用。對(duì)于服務(wù)消費(fèi)者來說，能消費(fèi)才是最重要的，拿到可能不正確的服務(wù)實(shí)例信息后嘗試消費(fèi)，也要比因?yàn)闊o法獲取實(shí)例信息而拒絕服務(wù)好。

總結(jié)

這一課時(shí)主要分析了服務(wù)注冊(cè)和發(fā)現(xiàn)的基本流程、幾種典型的服務(wù)發(fā)現(xiàn)組件，以及在不同服務(wù)發(fā)現(xiàn)組件中，是如何實(shí)現(xiàn)一致性的。

你可以結(jié)合實(shí)際工作思考一下，目前公司里的服務(wù)發(fā)現(xiàn)是如何實(shí)現(xiàn)的，是自研還是使用開源組件，以及為什么選擇這種服務(wù)注冊(cè)和發(fā)現(xiàn)方式？