【字少图多剖析微服务】深入理解Eureka核心原理

Eureka整体设计

Eureka是一个经典的注册中心，通过http接收客户端的服务发现和服务注册请求，使用内存注册表保存客户端注册上来的实例信息。

Eureka服务端接收的是http请求，通过ApplicationResource接收服务注册请求，通过ApplicationsResource接收服务发现请求，这两个类相当于Spring MVC中的Controller，Eureka使用的不是Spring MVC，而是Jersey，我们直接把他们当成Controller即可。

然后Eureka用一个内存实例注册表PeerAwareInstanceRegistry保存服务提供者注册上来的实例信息，当ApplicationResource接收到服务注册请求时，会把服务实例信息存入PeerAwareInstanceRegistry；当ApplicationsResource接收到服务发现请求时，会从PeerAwareInstanceRegistry拉取服务实例信息返回给客户端

public class ApplicationsResource {private final PeerAwareInstanceRegistry registry;...
}

public class ApplicationResource {private final PeerAwareInstanceRegistry registry;...
}

Eureka服务端启动

Eureka服务端启动时会初始化PeerAwareInstanceRegistry接口的实现类以及其他核心类，除了初始化PeerAwareInstanceRegistry等一些核心类之外，还会做两件事：

1. 从集群中的其他Eureka拉取服务实例列表，注册到自己本地的服务注册表
2. 开启服务剔除定时任务，定时扫描超过一定期限没有续约的服务实例，把它剔除出内存注册表

初始化PeerAwareInstanceRegistry的代码在EurekaServerAutoConfiguration中，通过@Bean往Spring容器注册一个InstanceRegistry对象，这个InstanceRegistry就是peerAwareInstanceRegistry的实现类。

	@Beanpublic PeerAwareInstanceRegistry peerAwareInstanceRegistry(ServerCodecs serverCodecs) {...return new InstanceRegistry(...);}

EurekaServerAutoConfiguration还会通过@Import注解导入一个EurekaServerInitializerConfiguration，这个EurekaServerInitializerConfiguration的start()方法会触发集群同步和启动服务剔除定时任务。

	@Overridepublic void start() {new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {try {// EurekaServerAutoConfiguration导入的EurekaServerBootstrap// 启动Eureka服务eurekaServerBootstrap.contextInitialized(EurekaServerInitializerConfiguration.this.servletContext);...}catch (...) {...}}}).start();}

	public void contextInitialized(ServletContext context) {try {//初始化Eureka运行环境initEurekaEnvironment();//初始化Eureka服务上下文initEurekaServerContext();...}catch (...) {...}}

重点是initEurekaServerContext()方法：

protected void initEurekaServerContext() throws Exception {...// 集群同步（从集群中的其他Eureka实例拉取服务实例列表）int registryCount = this.registry.syncUp();// 启动服务提测定时任务this.registry.openForTraffic(this.applicationInfoManager, registryCount);...}

Eureka三级缓存

Eureka处理服务发现请求时，其实并不是直接读取内存注册表的，而是读的缓存。Eureka除了内存注册表以外，还有两个缓存，一个是读写缓存readWriteCacheMap，一个是只读缓存readOnlyCacheMap。内存注册表、readWriteCacheMap、readOnlyCacheMap三个组成了Eureka的三级缓存。其中readWriteCacheMap和readOnlyCacheMap被包装在一个ResponseCache对象中。整个三级缓存的结果就是这样：

public class PeerAwareInstanceRegistryImpl extends AbstractInstanceRegistry implements PeerAwareInstanceRegistry {...
}

public abstract class AbstractInstanceRegistry implements InstanceRegistry {...protected volatile ResponseCache responseCache;...

当ApplicationsResource接收到服务发现请求时：

1. 先从只读缓存中取
2. 如果只读缓存中没有，则从读写缓存获取并且回写只读缓存
3. 如果读写缓存中也没有，则从内存注册表中获取并回写到读写缓存。

Eureka会开启一个定时任务，每隔30s从读写缓存同步数据到只读缓存。

ResponseCacheImpl#getValue：

    Value getValue(final Key key, boolean useReadOnlyCache) {Value payload = null;try {if (useReadOnlyCache) {// 从只读缓存取final Value currentPayload = readOnlyCacheMap.get(key);if (currentPayload != null) {payload = currentPayload;} else {// 只读缓存没有，则从读写缓存取，回写只读缓存payload = readWriteCacheMap.get(key);readOnlyCacheMap.put(key, payload);}} else {payload = readWriteCacheMap.get(key);}} catch (...) {...}return payload;}

readWriteCacheMap的类型是LoadingCache，LoadingCache是Guava库提供的一个本地缓存实现。当LoadingCache缓存缺失时，LoadingCache会触发CacheLoader的load方法，加载数据到缓存中，此时就会从内存注册表中加载数据到readWriteCacheMap中。关于LoadingCache的使用、作用、原理等知识，可以参考讲解Guava缓存相关的资料。

当ApplicationResource接收到服务注册请求时，会把服务实例信息写入内存注册表，并失效掉读写缓存，然后把新注册上来的实例信息异步同步到集群中的其他Eureka节点。

PeerAwareInstanceRegistryImpl#register

    @Overridepublic void register(final InstanceInfo info, final boolean isReplication) {...super.register(info, leaseDuration, isReplication);// 同步到集群中的其他Eureka节点replicateToPeers(Action.Register, info.getAppName(), info.getId(), info, null, isReplication);}

AbstractInstanceRegistry#register：

    public void register(InstanceInfo registrant, ...) {try {...// 失效读写缓存invalidateCache(registrant.getAppName(), registrant.getVIPAddress(), registrant.getSecureVipAddress());...} finally {...}}private void invalidateCache(String appName, @Nullable String vipAddress, @Nullable String secureVipAddress) {// invalidate cacheresponseCache.invalidate(appName, vipAddress, secureVipAddress);}

Eureka客户端启动

Eureka的客户端启动时会创建一个DiscoveryClient对象，它是Eureka的客户端对象，它会创建两个定时任务，一个异步延时任务。

两个定时任务：

1. 定时拉取服务实例列表（服务发现）
2. 定时发送心跳（服务续约）

一个延时任务：服务注册。

DiscoveryClient的构造方法：

    @InjectDiscoveryClient(...) {...initScheduledTasks();...}

DiscoveryClient#initScheduledTasks

    private void initScheduledTasks() {if (clientConfig.shouldFetchRegistry()) {...// 开启服务发现定时任务scheduler.schedule(new TimedSupervisorTask(...new CacheRefreshThread()),registryFetchIntervalSeconds, TimeUnit.SECONDS);}if (clientConfig.shouldRegisterWithEureka()) {...// 开启服务续约（定时发送心跳）定时任务scheduler.schedule(new TimedSupervisorTask(...new HeartbeatThread()),renewalIntervalInSecs, TimeUnit.SECONDS);instanceInfoReplicator = new InstanceInfoReplicator(...);...// 服务注册instanceInfoReplicator.start(...);} else {...}}

它们都是通过Jersey客户端向Eureka服务端发起http请求。

其中服务发现的定时任务在首次拉取是会全量拉取，后续会进行增量拉取。增量拉取返回的服务实例列表会合并到Eureka客户端的本地缓存中，然后根据本地缓存的服务实例列表计算一个hashCode，与Eureka服务端返回的hashCode进行比较，如果不一致，还要再进行一次全量拉取。

以上就是Eureka全部的核心原理，下面放一张源码图，对源码有兴趣的可以跟一跟，没有兴趣的可以直接忽略。