一廓啊、概述

springcloud是一個非常優(yōu)秀的微服務(wù)框架避消，要管理眾多的服務(wù)给梅，就需要對這些服務(wù)進行治理刁憋，也就是我們說的服務(wù)治理,服務(wù)治理的作用就是在傳統(tǒng)的rpc遠程調(diào)用框架中杂彭，管理每個服務(wù)與每個服務(wù)之間的依賴關(guān)系当叭，可以實現(xiàn)服務(wù)調(diào)用、負載均衡盖灸、服務(wù)容錯蚁鳖、以及服務(wù)的注冊與發(fā)現(xiàn)。
? 如果微服務(wù)之間存在調(diào)用依賴赁炎，就需要得到目標(biāo)服務(wù)的服務(wù)地址醉箕，也就是微服務(wù)治理的服務(wù)發(fā)現(xiàn)。要完成服務(wù)發(fā)現(xiàn)徙垫，就需要將服務(wù)信息存儲到某個載體讥裤，載體本身即是微服務(wù)治理的服務(wù)注冊中心，而存儲到載體的動作即是服務(wù)注冊姻报。
? springcloud支持的注冊中心有Eureka己英、Zookeeper、Consul吴旋、Nacos

1.1 eureka

Spring Cloud Netflix 在設(shè)計 Eureka 時就緊遵AP原則,Eureka Server 也可以運行多個實例來構(gòu)建集群，解決單點問題贯城，但不同于 ZooKeeper 的選舉 leader 的過程熊楼，Eureka Server 采用的是Peer to Peer 對等通信。這是一種去中心化的架構(gòu)冤狡，無 master/slave 之分孙蒙，每一個 Peer 都是對等的。在這種架構(gòu)風(fēng)格中悲雳，節(jié)點通過彼此互相注冊來提高可用性挎峦，每個節(jié)點需要添加一個或多個有效的 serviceUrl 指向其他節(jié)點。每個節(jié)點都可被視為其他節(jié)點的副本合瓢。

在集群環(huán)境中如果某臺 Eureka Server 宕機坦胶，Eureka Client 的請求會自動切換到新的 Eureka Server 節(jié)點上，當(dāng)宕機的服務(wù)器重新恢復(fù)后晴楔，Eureka 會再次將其納入到服務(wù)器集群管理之中顿苇。當(dāng)節(jié)點開始接受客戶端請求時，所有的操作都會在節(jié)點間進行復(fù)制（replicate To Peer）操作税弃，將請求復(fù)制到該 Eureka Server 當(dāng)前所知的其它所有節(jié)點中纪岁。

Eureka的集群中，只要有一臺Eureka還在则果，就能保證注冊服務(wù)可用（保證可用性）幔翰，只不過查到的信息可能不是最新的（不保證強一致性）。除此之外西壮，Eureka還有一種自我保護機制遗增，如果在15分鐘內(nèi)超過85%的節(jié)點都沒有正常的心跳，那么Eureka就認為客戶端與注冊中心出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)故障款青，此時會出現(xiàn)以下幾種情況:

• Eureka不再從注冊表中移除因為長時間沒有收到心跳而過期的服務(wù)做修；
• Eureka仍然能夠接受新服務(wù)注冊和查詢請求，但是不會被同步到其它節(jié)點上（即保證當(dāng)前節(jié)點依然可用）抡草；
• 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定時饰及，當(dāng)前實例新注冊的信息會被同步到其它節(jié)點中；

因此渠牲，Eureka可以很好的應(yīng)對因網(wǎng)絡(luò)故障導(dǎo)致部分節(jié)點失去聯(lián)系的情況旋炒，而不會像zookeeper那樣使得整個注冊服務(wù)癱瘓

Eureka保證高可用(A)和最終一致性：

• 服務(wù)注冊相對要快，因為不需要等注冊信息replicate到其他節(jié)點签杈，也不保證注冊信息是否replicate成功
• 當(dāng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)不一致時，雖然A, B上的注冊信息不完全相同，但每個Eureka節(jié)點依然能夠正常對外提供服務(wù)答姥，這會出現(xiàn)查詢服務(wù)信息時如果請求A查不到铣除，但請求B就能查到。如此保證了可用性但犧牲了一致性鹦付。

1.2 zookeeper

與 Eureka 有所不同尚粘，Apache Zookeeper 在設(shè)計時就緊遵CP原則，即任何時候?qū)?Zookeeper 的訪問請求能得到一致的數(shù)據(jù)結(jié)果敲长，同時系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)分割具備容錯性郎嫁，但是 Zookeeper 不能保證每次服務(wù)請求都是可達的。從 Zookeeper 的實際應(yīng)用情況來看祈噪，在使用 Zookeeper 獲取服務(wù)列表時泽铛，如果此時的 Zookeeper 集群中的 Leader 宕機了，該集群就要進行 Leader 的選舉辑鲤，又或者 Zookeeper 集群中半數(shù)以上服務(wù)器節(jié)點不可用（例如有三個節(jié)點盔腔，如果節(jié)點一檢測到節(jié)點三掛了 ，節(jié)點二也檢測到節(jié)點三掛了月褥，那這個節(jié)點才算是真的掛了）弛随，那么將無法處理該請求。所以說宁赤，Zookeeper 不能保證服務(wù)可用性舀透。

1.3 consul

Consul 是 HashiCorp 公司推出的開源工具，用于實現(xiàn)分布式系統(tǒng)的服務(wù)發(fā)現(xiàn)與配置决左。Consul 使用 Go 語言編寫愕够，因此具有天然可移植性（支持Linux、windows和Mac OS X）哆窿。Consul 內(nèi)置了服務(wù)注冊與發(fā)現(xiàn)框架链烈、分布一致性協(xié)議實現(xiàn)、健康檢查挚躯、Key/Value 存儲强衡、多數(shù)據(jù)中心方案，不再需要依賴其他工具（比如 ZooKeeper 等）码荔，使用起來也較為簡單漩勤。
Consul 遵循CAP原理中的CP原則，保證了強一致性和分區(qū)容錯性缩搅，且使用的是Raft算法越败，比zookeeper使用的Paxos算法更加簡單。雖然保證了強一致性硼瓣，但是可用性就相應(yīng)下降了究飞，例如服務(wù)注冊的時間會稍長一些置谦，因為 Consul 的 raft 協(xié)議要求必須過半數(shù)的節(jié)點都寫入成功才認為注冊成功 ；在leader掛掉了之后亿傅，重新選舉出leader之前會導(dǎo)致Consul 服務(wù)不可用媒峡。

Consul強一致性(C)帶來的是：

• 服務(wù)注冊相比Eureka會稍慢一些。因為Consul的raft協(xié)議要求必須過半數(shù)的節(jié)點都寫入成功才認為注冊成功

• Leader掛掉時葵擎，重新選舉期間整個consul不可用谅阿。保證了強一致性但犧牲了可用性。

1.4 Nacos

Nacos是阿里開源的酬滤，Nacos 支持基于 DNS 和基于 RPC 的服務(wù)發(fā)現(xiàn)签餐。Nacos除了服務(wù)的注冊發(fā)現(xiàn)之外，還支持動態(tài)配置服務(wù)盯串。動態(tài)配置服務(wù)可以讓您以中心化氯檐、外部化和動態(tài)化的方式管理所有環(huán)境的應(yīng)用配置和服務(wù)配置。動態(tài)配置消除了配置變更時重新部署應(yīng)用和服務(wù)的需要嘴脾，讓配置管理變得更加高效和敏捷男摧。配置中心化管理讓實現(xiàn)無狀態(tài)服務(wù)變得更簡單，讓服務(wù)按需彈性擴展變得更容易译打。 一句話概括就是Nacos = 注冊中心 + 配置中心耗拓。

二、功能異同

這四個組件雖然都實現(xiàn)了注冊中心的功能奏司，但是他們的功能和實現(xiàn)方式都有不同的地方乔询，也各有各的優(yōu)點,單從注冊中心方面來比價四個注冊中心(如果不了解CAP定理可先閱讀下一章節(jié)):

2.1 基本實現(xiàn)不同

eureka就是個servlet程序，跑在servlet容器中; Consul則是go編寫而成韵洋。

2.2 功能支持度不同

三竿刁、CAP定理

cap定理

CAP原則又稱CAP定理，指的是在一個分布式系統(tǒng)中搪缨，一致性（Consistency）食拜、可用性（Availability）、分區(qū)容錯性（Partition tolerance）副编。CAP 原則指的是负甸，這三個要素最多只能同時實現(xiàn)兩點，不可能三者兼顧痹届。參考 阮一峰博客呻待。

• Consistency 一致性:所有數(shù)據(jù)備份，在同一時刻是否同樣的值队腐。（等同于所有節(jié)點訪問同一份最新的數(shù)據(jù)副本）
• Availability 可用性:在集群中一部分節(jié)點故障后蚕捉，集群整體是否還能響應(yīng)客戶端的讀寫請求。（對數(shù)據(jù)更新具備高可用性）
• Partition Tolerance 容錯性:以實際效果而言柴淘，分區(qū)相當(dāng)于對通信的時限要求迫淹。系統(tǒng)如果不能在時限內(nèi)達成數(shù)據(jù)一致性秘通，就意味著發(fā)生了分區(qū)的情況，必須就當(dāng)前操作在C和A之間做出選擇千绪。

CAP原則的精髓就是要么AP充易，要么CP梗脾，要么AC荸型，但是不存在CAP。如果在某個分布式系統(tǒng)中數(shù)據(jù)無副本炸茧， 那么系統(tǒng)必然滿足強一致性條件瑞妇， 因為只有獨一數(shù)據(jù)，不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致的情況梭冠，此時C和P兩要素具備辕狰，但是如果系統(tǒng)發(fā)生了網(wǎng)絡(luò)分區(qū)狀況或者宕機，必然導(dǎo)致某些數(shù)據(jù)不可以訪問控漠，此時可用性條件就不能被滿足蔓倍，即在此情況下獲得了CP系統(tǒng)，但是CAP不可同時滿足盐捷。

因此在進行分布式架構(gòu)設(shè)計時偶翅，必須做出取舍。當(dāng)前一般是通過分布式緩存中各節(jié)點的最終一致性來提高系統(tǒng)的性能碉渡，通過使用多節(jié)點之間的數(shù)據(jù)異步復(fù)制技術(shù)來實現(xiàn)集群化的數(shù)據(jù)一致性聚谁。通常使用類似 memcached 之類的 NOSQL 作為實現(xiàn)手段。雖然 memcached 也可以是分布式集群環(huán)境的滞诺，但是對于一份數(shù)據(jù)來說形导，它總是存儲在某一臺 memcached 服務(wù)器上。如果發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障或是服務(wù)器死機习霹，則存儲在這臺服務(wù)器上的所有數(shù)據(jù)都將不可訪問朵耕。由于數(shù)據(jù)是存儲在內(nèi)存中的，重啟服務(wù)器淋叶，將導(dǎo)致數(shù)據(jù)全部丟失阎曹。當(dāng)然也可以自己實現(xiàn)一套機制，用來在分布式 memcached 之間進行數(shù)據(jù)的同步和持久化爸吮，但是實現(xiàn)難度是非常大的

CAP定理關(guān)注的粒度是數(shù)據(jù)芬膝，而不是整體的架構(gòu)。

例如形娇，根據(jù)CAP定理將NoSql數(shù)據(jù)分成了滿足CA原則锰霜、滿足CP原則和滿足AP原則的三大類:

• CA-單點集群，滿足一致性可用性的系統(tǒng)桐早，擴展能力不強
• CP-滿足一致性和容錯性系統(tǒng)癣缅，性能不高
• AP-滿足可用性厨剪、容錯性的系統(tǒng)，對一致性要求低一些友存。

四祷膳、參考文檔

• 注冊中心ZooKeeper、Eureka屡立、Consul 直晨、Nacos對比

• 阮一峰 cap定理