[大数据]03_Consul服务注册与发现、Ribbon负载均衡服务调用

4、Consul服务注册与发现

4.1 Consul简介

4.1.1 是什么

https://www.consul.io/intro/index.html

• Consul 是一套开源的分布式服务发现和配置管理系统，由 HashiCorp 公司用 Go 语言开发。

• 提供了微服务系统中的服务治理、配置中心、控制总线等功能。这些功能中的每一个都可以根据需要单独使用，也可以一起使用以构建全方位的服务网格，总之Consul提供了一种完整的服务网格解决方案。

• 它具有很多优点。包括： 基于 raft 协议，比较简洁； 支持健康检查, 同时支持 HTTP 和 DNS 协议 支持跨数据中心的 WAN 集群 提供图形界面 跨平台，支持 Linux、Mac、Windows

4.1.2 能干嘛

4.1.3 去哪下

https://www.consul.io/downloads.html

4.1.4 怎么玩

https://www.springcloud.cc/spring-cloud-consul.html

4.2 安装并运行Consul

4.2.1 官网安装说明

https://learn.hashicorp.com/consul/getting-started/install.html

4.2.2 下载完成后只有一个consul.exe文件，

硬盘路径下双击运行，查看版本号信息

4.2.3 使用开发模式启动

• consul agent -dev
• 通过以下地址可以访问Consul的首页：http://localhost:8500
• 结果页面
  

4.3 服务提供者

• 新建Module支付服务provider8006
  cloud-providerconsul-payment8006
• POM

<!--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>

• YML

###consul服务端口号
server:
  port: 8006

spring:
  application:
    name: consul-provider-payment
####consul注册中心地址
  cloud:
    consul:
      host: localhost
      port: 8500
      discovery:
        #hostname: 127.0.0.1
        service-name: ${spring.application.name}

• 主启动类
  @EnableDiscoveryClient
• 业务类Controller
• 验证测试
  http://localhost:8006/payment/consul
  

4.4 服务消费者

• 新建Module消费服务order80
  cloud-consumerconsul-order80
• POM

<!--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>

• YML

###consul服务端口号
server:
  port: 80

spring:
  application:
    name: cloud-consumer-order
####consul注册中心地址
  cloud:
    consul:
      host: localhost
      port: 8500
      discovery:
        #hostname: 127.0.0.1
        service-name: ${spring.application.name}

• 主启动类
  @EnableDiscoveryClient //该注解用于向使用consul或者zookeeper作为注册中心时注册服务
• 配置Bean

@Configuration
public class ApplicationContextBean
{
    @Bean
    @LoadBalanced
    public RestTemplate getRestTemplate()
    {
        return new RestTemplate();
    }
}

• Controller
• 验证测试
  
• 访问测试地址
  http://localhost/consumer/payment/consul

4.5 三个注册中心异同点

4.5.1 CAP

• 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

4.5.2 经典CAP图

CAP理论的核心是：一个分布式系统不可能同时很好的满足一致性，可用性和分区容错性这三个需求，因此，根据 CAP 原理将 NoSQL 数据库分成了满足 CA 原则、满足 CP 原则和满足 AP 原则三大类：

• CA - 单点集群，满足一致性，可用性的系统，通常在可扩展性上不太强大。
• CP - 满足一致性，分区容忍必的系统，通常性能不是特别高。
• AP - 满足可用性，分区容忍性的系统，通常可能对一致性要求低一些。
  
• AP(Eureka)
  AP架构
  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
  
• CP(Zookeeper/Consul)
  CP架构
  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
  

5、Ribbon负载均衡服务调用

5.1 概述

5.1.1 是什么

• Spring Cloud Ribbon是基于Netflix Ribbon实现的一套客户端 负载均衡的工具。

• 简单的说，Ribbon是Netflix发布的开源项目，主要功能是提供客户端的软件负载均衡算法和服务调用。Ribbon客户端组件提供一系列完善的配置项如连接超时，重试等。简单的说，就是在配置文件中列出Load Balancer（简称LB）后面所有的机器，Ribbon会自动的帮助你基于某种规则（如简单轮询，随机连接等）去连接这些机器。我们很容易使用Ribbon实现自定义的负载均衡算法。

5.1.2 官网资料

https://github.com/Netflix/ribbon/wiki/Getting-Started

• Ribbon目前也进入维护模式

5.1.3 能干吗

• LB（负载均衡）

LB负载均衡(Load Balance)是什么

• 简单的说就是将用户的请求平摊的分配到多个服务上，从而达到系统的HA（高可用）。
  常见的负载均衡有软件Nginx，LVS，硬件 F5等。

Ribbon本地负载均衡客户端 VS Nginx服务端负载均衡区别

• Nginx是服务器负载均衡，客户端所有请求都会交给nginx，然后由nginx实现转发请求。即负载均衡是由服务端实现的。
• Ribbon本地负载均衡，在调用微服务接口时候，会在注册中心上获取注册信息服务列表之后缓存到JVM本地，从而在本地实现RPC远程服务调用技术。

1. 集中式LB
   即在服务的消费方和提供方之间使用独立的LB设施(可以是硬件，如F5, 也可以是软件，如nginx), 由该设施负责把访问请求通过某种策略转发至服务的提供方；

2. 进程内LB
   将LB逻辑集成到消费方，消费方从服务注册中心获知有哪些地址可用，然后自己再从这些地址中选择出一个合适的服务器。
   Ribbon就属于进程内LB，它只是一个类库，集成于消费方进程，消费方通过它来获取到服务提供方的地址。
   负载均衡+RestTemplate调用

5.2 Ribbon负载均衡演示

5.2.1 架构说明

Ribbon在工作时分成两步

• 第一步先选择 EurekaServer ,它优先选择在同一个区域内负载较少的server.
• 第二步再根据用户指定的策略，在从server取到的服务注册列表中选择一个地址。
  其中Ribbon提供了多种策略：比如轮询、随机和根据响应时间加权。
  总结：
  Ribbon其实就是一个软负载均衡的客户端组件，
  他可以和其他所需请求的客户端结合使用，和eureka结合只是其中的一个实例。

5.2.2 二说RestTemplate的使用

• 官网
  https://docs.spring.io/spring-framework/docs/5.2.2.RELEASE/javadoc-api/org/springframework/web/client/RestTemplate.html
  
• getForObject方法/getForEntity方法
  
• postForObject/postForEntity
  
• GET请求方法

• POST请求方法
  

5.3 Ribbon核心组件IRule

5.3.1 IRule：根据特定算法中从服务列表中选取一个要访问的服务

1. com.netflix.loadbalancer.RoundRobinRule
   轮询
2. com.netflix.loadbalancer.RandomRule
   随机
3. com.netflix.loadbalancer.RetryRule
   先按照RoundRobinRule的策略获取服务，如果获取服务失败则在指定时间内会进行重试，获取可用的服务
4. WeightedResponseTimeRule
   对RoundRobinRule的扩展，响应速度越快的实例选择权重越大，越容易被选择
5. BestAvailableRule
   会先过滤掉由于多次访问故障而处于断路器跳闸状态的服务，然后选择一个并发量最小的服务
6. AvailabilityFilteringRule
   先过滤掉故障实例，再选择并发较小的实例
7. ZoneAvoidanceRule
   默认规则,复合判断server所在区域的性能和server的可用性选择服务器

5.3.2 如何替换

5.4 Ribbon负载均衡算法

5.4.1 原理

5.4.2 RoundRobinRule源码

5.4.3 手写