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[Java知识库]其他服务注册与发现

一、Zookeeper 服务注册与发现

1.1 Zookeeper 安装

直接去官网下载：
Zookeeper-3.7.0

然后解压：

//解压
tar -zxvf zookeeper-3.7.0-bin.tar.gz 
//移动到应用目录
sudo mv apache-zookeeper-3.7.0-bin /usr/local/ 
// 更改默认配置文件名称
cd /usr/local/apache-zookeeper-3.7.0-bin/conf
mv zoo_sample.cfg zoo.cfg

启动 Zookeeper Server：

cd /usr/local/apache-zookeeper-3.7.0-bin/bin
./zkServer.sh start

连接客户端：

./zkCli.sh

停止 Server：

./zkServer stop

1.2 注册中心 Zookeeper

Zookeeper 是一个分布式协调工具，可以实现注册中心功能。在安装好 Zookeeper 后，执行 ./zkServer start，将注册中心启动。

1.3 搭建服务提供者 cloud-provider-payment8004

1.3.1 新建 cloud-provider-payment8004 子模块

1.3.2 修改 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 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <parent>
        <groupId>com.atguigu.springcloud</groupId>
        <artifactId>cloud2020</artifactId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>

    <artifactId>cloud-provider-payment8004</artifactId>
    <dependencies>
        <!-- SpringBoot 整合 Web 组件 -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <!-- 引入自己定义的 api 通用包，可以使用 Payment 支付 Entity -->
            <groupId>com.atguigu.springcloud</groupId>
            <artifactId>cloud-api-commons</artifactId>
            <version>${project.version}</version>
        </dependency>  <!-- SpringBoot 整合 zookeeper 客户端 -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-zookeeper-discovery</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
            <scope>runtime</scope>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

1.3.3 配置 application.yml

# 8004 表示注册到 Zookeeper 服务器的支付服务提供者端口号
server:
  port: 8004

# 服务别名——Zookeeper注册到注册中心的名称
spring:
  application:
    name: cloud-provider-payment
  cloud:
    zookeeper:
      connect-string: localhost:2181

1.3.4 配置主启动类

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class
PaymentMain8004 {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(PaymentMain8004.class, args);
    }

}

@EnableDiscoveryClient：使用 Consul 或者 Zookeeper作为注册中心时，可使用该注解向注册中心注册服务

1.3.5 controller

@RestController
public class PaymentController {

    @Value("${server.port}")
    private String serverPort;

    @RequestMapping("/payment/zk")
    public String payment(){
        return "springcloud with zookeeper: " + serverPort + "\t" + UUID.randomUUID().toString();
    }
}

1.3.6 测试

如果安装的 Zookeeper 版本过低，在启动时可能会如下错误：
在这里插入图片描述
这是由于 Zookeeper 的 jar 包版本冲突导致的，如下：

解决方案：
修改 pom.xml 文件，将自带的 zookeeper3.5.3 排除，重新引入符合自己安装的 Zookeeper 的版本 jar

 <!-- SpringBoot 整合 zookeeper 客户端  -->
<dependency> 
     <groupId>org.springframework.cloud</groupId> 
     <artifactId>spring-cloud-starter-zookeeper-discovery</artifactId> 
     <!-- 先排除自带的 zookeeper3.5.3-->
     <exclusions> 
         <exclusion> 
             <groupId>org.apache.zookeeper</groupId> 
             <artifactId>zookeeper</artifactId> 
         </exclusion> 
     </exclusions> 
 </dependency> 
 <!-- 添加 zookeeper3.4.9 版本 -->
 <dependency> 
     <groupId> org.apache.zookeeper </groupId> 
     <artifactId>zookeeper</artifactId> 
     <version>3.4.9</version> 
 </dependency>

我自己安装的 Zookeeper 版本为 3.7.0，没有遇到这个问题，建议还是使用高版本。

启动后，在浏览器中访问 http://localhost:8004/payment/zk
在这里插入图片描述
登录 Zookeeper 客户端，执行以下命令：

最终可以获得一串 Json 字符串：

{
  "name": "cloud-provider-payment",
  "id": "bba4b3ac-4175-4b49-b47c-c1c8e989be3c",
  "address": "IP地址",
  "port": 8004,
  "sslPort": null,
  "payload": {
    "@class": "org.springframework.cloud.zookeeper.discovery.ZookeeperInstance",
    "id": "application-1",
    "name": "cloud-provider-payment",
    "metadata": {
      
    }
  },
  "registrationTimeUTC": 1656235221350,
  "serviceType": "DYNAMIC",
  "uriSpec": {
    "parts": [
      {
        "value": "scheme",
        "variable": true
      },
      {
        "value": "://",
        "variable": false
      },
      {
        "value": "address",
        "variable": true
      },
      {
        "value": ":",
        "variable": false
      },
      {
        "value": "port",
        "variable": true
      }
    ]
  }
}

思考： Zookeeper 中的节点是临时节点还是持久节点？
临时节点。将 8004 服务关闭后，可以看到 Zookeeper 会将创建的节点删除。
在这里插入图片描述

1.4 服务消费者 cloud-consumerzk-order80

1.4.1 创建 cloud-consumerzk-order80 子模块

1.4.2 修改 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>

  <parent>
    <groupId>com.atguigu.springcloud</groupId>
    <artifactId>cloud2020</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
  </parent>

  <artifactId>cloud-consumerzk-order80</artifactId>
  <dependencies>
    <!-- SpringBoot 整合 Web 组件 -->
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
      <!-- 引入自己定义的 api 通用包，可以使用 Payment 支付 Entity -->
      <groupId>com.atguigu.springcloud</groupId>
      <artifactId>cloud-api-commons</artifactId>
      <version>${project.version}</version>
    </dependency>  <!-- SpringBoot 整合 zookeeper 客户端 -->
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
      <artifactId>spring-cloud-starter-zookeeper-discovery</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
      <scope>runtime</scope>
      <optional>true</optional>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>org.projectlombok</groupId>
      <artifactId>lombok</artifactId>
      <optional>true</optional>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
      <scope>test</scope>
    </dependency>
  </dependencies>
</project>

1.4.3 配置 application.yml

server:
  port: 80

spring:
  application:
    name: cloud-consumer-order
  cloud:
    # 注册到 Zookeeper 的地址
    zookeeper:
      connect-string: localhost:2181

1.4.4 配置主启动类

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class OrderZKMain80 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(OrderZKMain80.class, args);
    }
}

1.4.5 创建 ApplicationContextConfig，配置 RestTemplate

@Configuration
public class ApplicationContextConfig {

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

1.4.6 controller

@RestController
@Slf4j
public class OrderZKController {
    public static final String INVOKE_URL = "http://cloud-provider-payment";

    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    @GetMapping("/consumer/payment/zk")
    public String paymentInfo(){
        return restTemplate.getForObject(INVOKE_URL + "/payment/zk", String.class);
    }
}

1.4.7 测试

先启动 8004 服务提供者，再启动 80 服务消费者，然后进入 Zookeeper 客户端，查看节点创建情况：
在这里插入图片描述
浏览器访问 http://localhost/consumer/payment/zk，结果如下：

二、Consul 服务注册与发现

2.1 Consul 概述

Consul 是 HashiCorp 公司推出的开源工具，用于实现分布式系统的服务发现与配置。与其他分布式服务注册与发现的方案相比，Consul的方案更“一站式”，内置了服务注册与发现框架、分布式一致性协议实现、健康检查、Key/Value 存储、多数据中心方案，不再需要依赖其他工具（比如 Zookeeper 等）。使用起来也比较简单。Consul 使用 Go 语言编写，因此具有天然可移植性（支持 Linux、Windows 和 Mac OS X）；安装包仅包含一个可执行文件，方便部署，与 Docker 等轻量级容器可无缝配合。

Consul 的优势：

使用 Raft 算法来保持一致性，比复杂的 Paxos 算法更直接。相比较而言，Zookeeper 才用的是 Paxos，而 ETCD（另一种注册中心）使用的则是 Raft。
支持多数据中心，内外网的服务采用不同的端口进行监听。多数据中心集群可以避免单数据中心的单点故障，而其部署则需要考虑网络延迟、分片等情况。Zookeeper 和 ETCD 均不提供多数据中心功能的支持。
支持健康检查。ETCD 不提供此功能。
支持 HTTP 和 DNS 协议接口。Zookeeper 的集成较为复杂，ETCD 只支持 HTTP 协议。
官方提供 Web 管理界面，ETCD 无此功能。

特性：

服务发现
健康检查
Key/Value 存储
多数据中心

2.2 Consul 与 Eureka 的区别

（1）一致性
Consul 强一致性（CP）

服务注册相比于Eureka 会稍慢一些。因为 Consul 的 Raft 协议要求必须过半数的节点都写入成功才认为注册成功。
Leader 挂掉时，重新选举期间整个 Consul 不可用。保证了强一致性但牺牲了可用性。

Eureka 保证高可用和最终一致性（AP）

服务注册相对要快，因为不需要等注册信息 replicate（复制）到其他节点，也不保证注册信息是否 replicate 成功
当数据出现不一致时，虽然 A、B 上的注册信息不完全相同，但每个 Eureka 节点依然能够正常对外提供服务，这会出现查询服务信息时如果请求 A 查询不到，但请求 B 就能查询到。如此保证了可用性但牺牲了一致性。

（2）开发语言和使用
Eureka 就是个 servlet 程序，跑在 servlet 容器中。
Consul 则是 Go 语言编写而言，安装启动即可。

2.3 Consul 的下载与安装

这里我使用 Docker 安装的 Consul，安装步骤如下：

1、默认拉取最新版本的 Consul

docker pull consul

2、检查 Consul 是否拉取成功

docker images

3、启动 Consul

docker run -p 8500:8500/tcp consul agent -server -ui -bootstrap-expect=1 -client=0.0.0.0

启动成功后访问：http://IP:8500，可以看到 Consul 的管理界面

在这里插入图片描述

2.4 Consul 的基本使用

Consul 支持健康检查，并提供了 HTTP 和 DNS 调用的 API 接口完成服务注册、服务发现，以及 K/V 存储这些功能。接下来通过发送 HTTP 请求的形式来了解一下 Consul。

2.4.1 服务注册与发现

（1）注册服务
通过 postman 发送 put 请求到 http://localhost:8500/v1/catalog/register 可以完成服务注册

{
    "Datacenter": "dc1",
    "Node": "node01",
    "Address": "192.168.74.102",
    "Service": {
        "ID": "mysql-01",
        "Service": "mysql",
        "tags": ["master", "v1"],
        "Address": "192.168.74.102",
        "Port": 3306
    }
}

（2）服务查询
通过 postman 发送 get 请求到 http://localhost:8500/v1/catalog/services 查看所有的服务列表
在这里插入图片描述
通过 postman 发送 get 请求到 http://localhost:8500/v1/catalog/service/服务名 查看具体的服务详情

（3）服务删除
通过 postman 发送 delete 请求到 http://localhost:8500/v1/catalog/deregister 删除服务

{
    "Datacenter": "dc1",
    "Node": "mysql",
    "ServiceID": "mysql-01"
}

2.4.2 Consule 的 K/V 存储

可以参照 Consul 提供的 K/V 存储的 API 完成基于 Consul 的数据存储

含义	请求路径	请求方式
查看 Key	v1/kv/:key	GET
保存或更新	v1/kv/:key	PUT
删除	v1/kv/:key	DELETE

key 值中可以带/，可以看做是不同的目录结构
value 的值经过了 base64_encode，获取到数据后 base64_decode 才能获取到原始值。数据不能大于 512kb。
不同数据中心的 K/V 存储系统是独立的，使用 dc=? 参数指定

2.5 基于 Consul 的服务注册与发现

2.5.1 服务提供者

2.5.1.1 新建 consul-provide-payment8006 子模块

2.5.1.2 修改 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">
    <parent>
        <artifactId>cloud2020</artifactId>
        <groupId>com.atguigu.springcloud</groupId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <artifactId>consul-provide-payment8006</artifactId>

    <dependencies>
         <!--SpringCloud consul-server -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-consul-discovery</artifactId>
        </dependency>
        <!-- SpringBoot 整合 Web 组件 -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
         <dependency>
             <groupId>org.springframework.boot</groupId>
             <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
         </dependency>
        <!-- 日常通用 jar 包配置 -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
            <scope>runtime</scope>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>

</project>

2.5.1.3 配置 application.yml

server:
  port: 8006

spring:
  application:
    name: consul-provider-payment
  # consul 注册中心地址
  cloud:
    consul:
      host: localhost
      port: 8500
      discovery:
        service-name: ${spring.application.name}

2.5.1.4 配置主启动类

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class PaymentConsulMain8006 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(PaymentConsulMain8006.class, args);
    }
}

2.5.1.5 controller

@RestController
@Slf4j
public class PaymentController {

    @Value("${server.port}")
    private String serverPort;

    @RequestMapping("/payment/consul")
    public String payment(){
        return "springcloud with consul: " + serverPort + "\t" + UUID.randomUUID().toString();
    }
}

2.5.1.6 测试

服务启动后，访问 http://localhost:8005，可以看到服务已经注册进 Consul
在这里插入图片描述
访问 http://localhost:8006/payment/consul

2.5.2 服务消费者

2.5.2.1 新建 consul-consumer-order80 子模块

2.5.2.2 修改 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">
    <parent>
        <artifactId>cloud2020</artifactId>
        <groupId>com.atguigu.springcloud</groupId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <artifactId>consul-consumer-order80</artifactId>

    <dependencies>
        <!--SpringCloud consul-server -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-consul-discovery</artifactId>
        </dependency>
        <!-- SpringBoot 整合 Web 组件 -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
        </dependency>
        <!-- 日常通用 jar 包配置 -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
            <scope>runtime</scope>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>

</project>

2.5.2.3 配置 application.yml

server:
  port: 80

spring:
  application:
    name: consul-consumer-order
  # consul 注册中心地址
  cloud:
    consul:
      host: localhost
      port: 8500
      discovery:
        service-name: ${spring.application.name}

2.5.2.4 配置主启动类

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class OrderConsulMain80 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(OrderConsulMain80.class, args);
    }
}

2.5.2.5 配置 RestTemplate

@Configuration
public class ApplicationContextConfig {

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

2.5.2.6 controller

@RestController
@Slf4j
public class OrderController {

    private static final String INVOKE_URL = "http://consul-provider-payment";

    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    @GetMapping("/consumer/payment/consul")
    public String paymentInfo(){
        return restTemplate.getForObject(INVOKE_URL + "/payment/consul", String.class);
    }
}

2.5.2.7 测试

启动 80 服务：
在这里插入图片描述
访问 http://localhost/consumer/payment/consul

三、Eureka、Zookeeper 以及 Consul 的异同点

组件名	语言	CAP	服务健康检查	对外暴露接口	SpringCloud 集成
Eureka	Java	AP	可配支持	HTTP	已集成
Consul	Go	CP	支持	HTTP/DNS	已集成
Zookeeper	Java	CP	支持	客户端	已集成

CAP 理论：

C：Consistency（强一致性）
A：Availability（可用性）
P：Partition tolerance（分区容错性）

CAP 理论关注粒度是数据，而不是整体系统设计的策略。

AP（Eureka）：
当网络分区出现后，为了保证可用性，系统B 可以返回旧值，保证系统的可用性。
结论：违背了一致性C的要求，只满足可用性和分区容错，即AP
在这里插入图片描述
CP（Zookeeper/Consul）
当网络分区出现后，为了保证一致性，就必须拒接请求，否则无法保证一致性
结论：违背了可用性A的要求，只满足一致性和分区容错，即CP