微服務技術棧:常見註冊中心組件,對比分析

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一、註冊中心簡介

1、基礎概念

在分佈式架構的系統中註冊中心這個概念就已經被提出了,最經典的就是Zookeeper中間件。

微服務架構中,註冊中心是最核心的基礎服務之一,註冊中心可以看做是微服務架構中的通信中心,當一個服務去請求另一個服務時,通過註冊中心可以獲取該服務的狀態,地址等核心信息。

服務註冊主要關係到三大角色:服務提供者、服務消費者、註冊中心。

2、流程和原理

基礎流程

  • 服務啟動時,將自身的網絡地址等信息註冊到註冊中心,註冊中心記錄服務註冊數據。
  • 服務消費者從註冊中心獲取服務提供者的地址,並通過地址和基於特定的方式調用服務提供者的接口。
  • 各個服務與註冊中心使用一定機制通信。如果註冊中心與服務長時間無法通信,就會註銷該實例,這也稱為服務下線,當服務重新連接之後,會基於一定的策略在線上線。
  • 服務地址相關信息發生變化時,會重新註冊到註冊中心。這樣,服務消費者就無需手工維護提供者的相關配置。

核心功能

通過上面的基本流程,不難發現一個註冊中心需要具備哪些核心功能:

  • 服務發現

服務發現是指服務在啟動后,註冊到註冊中心,服務方提供自身的元數據,比如IP地址、端口、運行狀況指標的Uri 、主頁地址等信息。

  • 服務記錄

記錄註冊中心的服務的信息,例如服務名稱、IP地址、端口等。服務消費方基於查詢獲取可用的服務實例列表。

  • 動態管理服務

註冊中心基於特定的機制定時測試已註冊的服務,例如:默認的情況下會每隔30秒發送一次心跳來進行服務續約。通過服務續約來告知Server該Client仍然可用。正常情況下,如果Server在90 秒內沒有收到Client 的心跳,Server會將Client 實例從註冊列表中刪除。

二、基礎組件對比

1、Zookeeper組件

1.1基礎描述

ZooKeeper是非常經典的服務註冊中心中間件,在國內環境下,由於受到Dubbo框架的影響,大部分情況下認為Zookeeper是RPC服務框架下註冊中心最好選擇,隨着Dubbo框架的不斷開發優化,和各種註冊中心組件的誕生,即使是RPC框架,現在的註冊中心也逐步放棄了ZooKeeper。在常用的開發集群環境中,ZooKeeper依然起到十分重要的作用,Java體系中,大部分的集群環境都是依賴ZooKeeper管理服務的各個節點。

1.2組件特點

從Zookeeper的數據結構特點看,並不是基於服務註冊而設計的,ZooKeeper提供的命名空間與文件系統的名稱空間非常相似,在數據結構上高度抽象為K-V格式,十分通用,說到這裏不得不提一下Redis,也可以作為註冊中心使用,只是用的不多。

ZooKeeper組件支持節點短暫存在,只要創建znode的會話處於活動狀態,這些znode就會存在,會話結束時,將刪除znode。Dubbo框架正是基於這個特點,服務啟動往Zookeeper註冊的就是臨時節點,需要定時發心跳到Zookeeper來續約節點,並允許服務下線時,將Zookeeper上相應的節點刪除,同時Zookeeper使用ZAB協議雖然保證了數據的強一致性。

2、Eureka組件

2.1基礎描述

SpringCloud框架生態中最原生的深度結合組件,Eureka是Netflix開發的服務發現框架,基於REST的服務,主要用於服務註冊,管理,負載均衡和服務故障轉移。但是官方聲明在Eureka2.0版本停止維護,不建議使用。

2.2組件特點

Eureka包含兩個組件:EurekaServer和EurekaClient。

EurekaServer提供服務註冊服務,各個節點啟動后,會在EurekaServer中進行註冊,這樣EurekaServer中的服務註冊表中將會存儲所有可用服務節點的信息,服務節點的信息可以在界面中直觀的看到。Eureka允許在註冊服務的時候,自定義實現檢查自身狀態的是否健康的方法,這在服務實例能夠保持心跳上報的場景下,是一種比較好的體驗。

EurekaClient是一個java客戶端,用於簡化與EurekaServer的交互,客戶端同時也就是一個內置的、使用輪詢(round-robin)負載算法的負載均衡器。

3、Consul組件

3.1基礎描述

Consul是用於服務發現和配置的工具。Consul是分佈式的,高度可用的,並且具有極高的可伸縮性,而且開發使用都很簡便。它提供了一個功能齊全的控制面板,主要特點是:服務發現、健康檢查、鍵值存儲、安全服務通信、多數據中心、ServiceMesh。Consul在設計上把很多分佈式服務治理上要用到的功能都包含在內了。

3.2組件特點

Consul提供多個數據中心的支持,基於Fabio做負載均衡,每個數據中心內,都有客戶端和服務端的混合構成。預計有三到五台服務端。可以在失敗和性能的可用性之間取得良好的平衡。數據中心中的所有節點都參与八卦協議。這意味着有一個八卦池,其中包含給定數據中心的所有節點。這有幾個目的:首先,不需要為客戶端配置服務器的地址;發現是自動完成的。其次,檢測節點故障的工作不是放在服務器上,而是分佈式的。這使得故障檢測比天真的心跳方案更具可擴展性。第三,它被用作消息傳遞層,用於在諸如領導者選舉等重要事件發生時進行通知。

4、Nacos組件

4.1基礎描述

Nacos致力於發現、配置和管理微服務。Nacos提供了一組簡單易用的特性集,幫助您實現動態服務發現、服務配置管理、服務及流量管理。Nacos更敏捷和容易地構建、交付和管理微服務平台。 Nacos 是構建以“服務”為中心的現代應用架構(例如微服務範式、雲原生範式)的服務基礎設施。Nacos支持作為RPC註冊中心,例如:支持Dubbo框架;也具備微服務註冊中心的能力,例如:SpringCloud框架。

4.2組件特點

Nacos在經過多年生產經驗后提煉出的數據模型,則是一種服務-集群-實例的三層模型。如上文所說,這樣基本可以滿足服務在所有場景下的數據存儲和管理,數據模型雖然相對複雜,但是並不強制使用數據結構的風格,大多數應用場景下,和Eureka數據模型是類似的。

Nacos提供數據邏輯隔離模型,用戶賬號可以新建多個命名空間,每個命名空間對應一個客戶端實例,這個命名空間對應的註冊中心物理集群是可以根據規則進行路由的,這樣可以讓註冊中心內部的升級和遷移對用戶是無感知的。

三、組件選擇

如下註冊中心對比圖。

綜合上述幾種註冊中心對比,再從現在SpringCloud框架流行趨勢看,個人推薦後續微服務架構體系選擇Nacos組件,大致原因如下,社區活躍,經過大規模業務驗證,不但可以作為微服務註冊中心,也支持作RPC框架Dubbo的註冊中心,且有完善的中文文檔,總結下來就一句話:通用中間件,省時;文檔詳細,省心。

四、源代碼地址

GitHub·地址
https://github.com/cicadasmile/husky-spring-cloud
GitEE·地址
https://gitee.com/cicadasmile/husky-spring-cloud

推薦文章:微服務基礎系列

序號 文章標題
01 微服務基礎:Eureka組件,管理服務註冊發現
02 微服務基礎:Ribbon和Feign組件,實現請求負載均衡
03 微服務基礎:Hystrix組件,實現服務熔斷
04 微服務基礎:Turbine組件,實現微服務集群監控
05 微服務基礎:Zuul組件,實現路由網關控制
06 微服務基礎:Config組件,實現配置統一管理
07 微服務基礎:Zipkin組件,實現請求鏈路追蹤
08 微服務基礎:與Dubbo框架、Boot框架對比分析
09 微服務基礎:Nacos組件,服務和配置管理
10 微服務基礎:Sentinel組件,服務限流和降級
11 微服務應用:分庫分表模式下,數據庫擴容方案
12 微服務應用:Shard-Jdbc分庫分表,擴容方案實現

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