本文作者通過ZooKeeper與Eureka作為 Service發(fā)現(xiàn)服務(wù)(注：WebServices 體系中的UDDI就是個發(fā)現(xiàn)服務(wù))的優(yōu)劣對比赘被，分享了Knewton在云計算平臺部署服務(wù)的經(jīng)驗是整。本文雖然略顯偏激，但是看得出Knewton在云平臺方面是非常有經(jīng)驗的民假，這篇文章從實踐角度出發(fā)分別從云平臺特點浮入、CAP原理以及運維三個方面對比了ZooKeeper與Eureka兩個系統(tǒng)作為發(fā)布服務(wù)的優(yōu)劣，并提出了在云平臺構(gòu)建發(fā)現(xiàn)服務(wù)的方法論羊异。

背景
　　很多公司選擇使用 ZooKeeper作為Service發(fā)現(xiàn)服務(wù)(Service Discovery)事秀，但是在構(gòu)建 Knewton(Knewton 是一個提供個性化教育平臺的公司、學(xué)校和出版商可以通過Knewton平臺為學(xué)生提供自適應(yīng)的學(xué)習(xí)材料)平臺時野舶，我們發(fā)現(xiàn)這是個根本性的錯誤易迹。在這邊文章 中，我們將用我們在實踐中遇到的問題來說明平道，為什么使用ZooKeeper做Service發(fā)現(xiàn)服務(wù)是個錯誤睹欲。
　　請留意服務(wù)部署環(huán)境
　　讓我們從頭開始梳理。我們在部署服務(wù)的時候，應(yīng)該首先考慮服務(wù)部署的平臺(平臺環(huán)境)窘疮，然后才能考慮平臺上跑的軟件 系統(tǒng)或者如何在選定的平臺上自己構(gòu)建一套系統(tǒng)袋哼。例如，對于云部署平臺來說闸衫，平臺在硬件層面的伸縮(注：作者應(yīng)該指的是系統(tǒng)的冗余性設(shè)計涛贯，即系統(tǒng)遇到單點失 效問題，能夠快速切換到其他節(jié)點完成任務(wù))與如何應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)故障是首先要考慮的蔚出。當(dāng)你的服務(wù)運行在大量服務(wù)器構(gòu)建的集群之上時(注：原話為大量可替換設(shè) 備)弟翘，則肯定會出現(xiàn)單點故障的問題。對于knewton來說，我們雖然是部署在AWS上的，但是在過往的運維中及舍，我們也遇到過形形色色的故障;所以，你應(yīng) 該把系統(tǒng)設(shè)計成“故障開放型”(expecting failure)的滚躯。其實有很多同樣使用AWS的 公司跟我們遇到了(同時有很多 書是介紹這方面的)相似的問題。你必須能夠提前預(yù)料到平臺可能會出現(xiàn)的問題如：意外故障(注：原文為box failure嘿歌，只能意會到作者指的是意外彈出的錯誤提示框)掸掏，高延遲與 網(wǎng)絡(luò)分割問題(注：原文為network partitions。意思是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)交換機出故障會導(dǎo)致不同子網(wǎng)間通訊中斷)——同時我們要能構(gòu)建足夠彈性的系統(tǒng)來應(yīng)對它們的發(fā)生宙帝。
　　永遠不要期望你部署服務(wù)的平臺跟其他人是一樣的!當(dāng)然丧凤，如果你在獨自運維一個數(shù)據(jù)中心，你可能會花很多時間與錢來避免硬件故障與網(wǎng)絡(luò)分割問題步脓，這 是另一種情況了;但是在云計算平臺中愿待，如AWS，會產(chǎn)生不同的問題以及不同的解決方式靴患。當(dāng)你實際使用時你就會明白仍侥，但是，你最好提前應(yīng)對它們(注：指的是 上一節(jié)說的意外故障鸳君、高延遲與網(wǎng)絡(luò)分割問題)的發(fā)生农渊。
　　ZooKeeper作為發(fā)現(xiàn)服務(wù)的問題
　　ZooKeeper(注：ZooKeeper是著名Hadoop的一個子項目，旨在解決大規(guī)模分 布式應(yīng)用場景下或颊，服務(wù)協(xié)調(diào)同步(Coordinate Service)的問題;它可以為同在一個分布式系統(tǒng)中的其他服務(wù)提供：統(tǒng)一命名服務(wù)砸紊、配置管理、分布式鎖服務(wù)囱挑、集群管理等功能)是個偉大的開源項目醉顽，它 很成熟，有相當(dāng)大的社區(qū)來支持它的發(fā)展平挑，而且在生產(chǎn)環(huán)境得到了廣泛的使用;但是用它來做Service發(fā)現(xiàn)服務(wù)解決方案則是個錯誤游添。
　　在分布式系統(tǒng)領(lǐng)域有個著名的 CAP定理(C- 數(shù)據(jù)一致性;A-服務(wù)可用性;P-服務(wù)對網(wǎng)絡(luò)分區(qū)故障的容錯性，這三個特性在任何分布式系統(tǒng)中不能同時滿足石抡，最多同時滿足兩個);ZooKeeper是個 CP的，即任何時刻對ZooKeeper的訪問請求能得到一致的數(shù)據(jù)結(jié)果助泽，同時系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)分割具備容錯性;但是它不能保證每次服務(wù)請求的可用性(注：也就 是在極端環(huán)境下隐解，ZooKeeper可能會丟棄一些請求，消費者程序需要重新請求才能獲得結(jié)果)诫睬。但是別忘了煞茫，ZooKeeper是分布式協(xié)調(diào)服務(wù)，它的 職責(zé)是保證數(shù)據(jù)(注：配置數(shù)據(jù)摄凡，狀態(tài)數(shù)據(jù))在其管轄下的所有服務(wù)之間保持同步续徽、一致;所以就不難理解為什么ZooKeeper被設(shè)計成CP而不是AP特性 的了，如果是AP的亲澡，那么將會帶來恐怖的后果(注：ZooKeeper就像交叉路口的信號燈一樣钦扭，你能想象在交通要道突然信號燈失靈的情況嗎?)。而且床绪， 作為ZooKeeper的核心實現(xiàn)算法 Zab客情，就是解決了分布式系統(tǒng)下數(shù)據(jù)如何在多個服務(wù)之間保持同步問題的。
　　作為一個分布式協(xié)同服務(wù)癞己，ZooKeeper非常好膀斋，但是對于Service發(fā)現(xiàn)服務(wù)來說就不合適了;因為對于Service發(fā)現(xiàn)服務(wù)來說就算是 返回了包含不實的信息的結(jié)果也比什么都不返回要好;再者，對于Service發(fā)現(xiàn)服務(wù)而言痹雅，寧可返回某服務(wù)5分鐘之前在哪幾個服務(wù)器上可用的信息仰担，也不能 因為暫時的網(wǎng)絡(luò)故障而找不到可用的服務(wù)器，而不返回任何結(jié)果练慕。所以說惰匙，用ZooKeeper來做Service發(fā)現(xiàn)服務(wù)是肯定錯誤的，如果你這么用就慘 了!
　　而且更何況铃将，如果被用作Service發(fā)現(xiàn)服務(wù)项鬼，ZooKeeper本身并沒有正確的處理網(wǎng)絡(luò)分割的問題;而在云端，網(wǎng)絡(luò)分割問題跟其他類型的故障一樣的確會發(fā)生;所以最好提前對這個問題做好100%的準備劲阎。就像 Jepsen在 ZooKeeper網(wǎng)站上發(fā)布的博客中所說：在ZooKeeper中绘盟，如果在同一個網(wǎng)絡(luò)分區(qū)(partition)的節(jié)點數(shù)(nodes)數(shù)達不到 ZooKeeper選取Leader節(jié)點的“法定人數(shù)”時，它們就會從ZooKeeper中斷開，當(dāng)然同時也就不能提供Service發(fā)現(xiàn)服務(wù)了龄毡。
　　如果給ZooKeeper加上客戶端緩存(注：給ZooKeeper節(jié)點配上本地緩存)或者其他類似技術(shù)的話可以緩解ZooKeeper因為網(wǎng)絡(luò)故障造成節(jié)點同步信息錯誤的問題吠卷。 Pinterest與 Airbnb公 司就使用了這個方法來防止ZooKeeper故障發(fā)生。這種方式可以從表面上解決這個問題沦零，具體地說祭隔，當(dāng)部分或者所有節(jié)點跟ZooKeeper斷開的情況 下，每個節(jié)點還可以從本地緩存中獲取到數(shù)據(jù);但是路操，即便如此疾渴，ZooKeeper下所有節(jié)點不可能保證任何時候都能緩存所有的服務(wù)注冊信息。如果 ZooKeeper下所有節(jié)點都斷開了屯仗，或者集群中出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)分割的故障(注：由于交換機故障導(dǎo)致交換機底下的子網(wǎng)間不能互訪);那么ZooKeeper 會將它們都從自己管理范圍中剔除出去搞坝，外界就不能訪問到這些節(jié)點了，即便這些節(jié)點本身是“健康”的魁袜，可以正常提供服務(wù)的;所以導(dǎo)致到達這些節(jié)點的服務(wù)請求 被丟失了桩撮。(注：這也是為什么ZooKeeper不滿足CAP中A的原因)
　　更深層次的原因是，ZooKeeper是按照CP原則構(gòu)建的峰弹，也就是說它能保證每個節(jié)點的數(shù)據(jù)保持一致店量，而為ZooKeeper加上緩存的做法的 目的是為了讓ZooKeeper變得更加可靠(available);但是，ZooKeeper設(shè)計的本意是保持節(jié)點的數(shù)據(jù)一致鞠呈，也就是CP垫桂。所以，這樣 一來粟按，你可能既得不到一個數(shù)據(jù)一致的(CP)也得不到一個高可用的(AP)的Service發(fā)現(xiàn)服務(wù)了;因為诬滩，這相當(dāng)于你在一個已有的CP系統(tǒng)上強制栓了 一個AP的系統(tǒng)，這在本質(zhì)上就行不通的!一個Service發(fā)現(xiàn)服務(wù)應(yīng)該從一開始就被設(shè)計成高可用的才行!
　　如果拋開CAP原理不管灭将，正確的設(shè)置與維護ZooKeeper服務(wù)就非常的困難;錯誤會 經(jīng)常發(fā)生疼鸟， 導(dǎo)致很多工程被建立只是為了減輕維護ZooKeeper的難度。這些錯誤不僅存在與客戶端而且還存在于ZooKeeper服務(wù)器本身庙曙。Knewton平臺 很多故障就是由于ZooKeeper使用不當(dāng)而導(dǎo)致的空镜。那些看似簡單的操作，如：正確的重建觀察者(reestablishing watcher)捌朴、客戶端Session與異常的處理與在ZK窗口中管理內(nèi)存都是非常容易導(dǎo)致ZooKeeper出錯的吴攒。同時，我們確實也遇到過 ZooKeeper的一些經(jīng)典bug： ZooKeeper-1159 與 ZooKeeper-1576; 我們甚至在生產(chǎn)環(huán)境中遇到過ZooKeeper選舉Leader節(jié)點失敗的情況砂蔽。這些問題之所以會出現(xiàn)洼怔，在于ZooKeeper需要管理與保障所管轄服務(wù) 群的Session與網(wǎng)絡(luò)連接資源(注：這些資源的管理在分布式系統(tǒng)環(huán)境下是極其困難的);但是它不負責(zé)管理服務(wù)的發(fā)現(xiàn)，所以使用ZooKeeper當(dāng) Service發(fā)現(xiàn)服務(wù)得不償失左驾。
　　做出正確的選擇：Eureka的成功
　　我們把Service發(fā)現(xiàn)服務(wù)從ZooKeeper切換到了Eureka平臺镣隶，它是一個開 源的服務(wù)發(fā)現(xiàn)解決方案极谊，由Netflix公司開發(fā)。(注：Eureka由兩個組件組成：Eureka服務(wù)器和Eureka客戶端安岂。Eureka服務(wù)器用作 服務(wù)注冊服務(wù)器轻猖。Eureka客戶端是一個java客戶端，用來簡化與服務(wù)器的交互域那、作為輪詢負載均衡器咙边，并提供服務(wù)的故障切換支持。)Eureka一開 始就被設(shè)計成高可用與可伸縮的Service發(fā)現(xiàn)服務(wù)次员，這兩個特點也是Netflix公司開發(fā)所有平臺的兩個特色样眠。( 他們都在討論Eureka)。自從切換工作開始到現(xiàn)在翠肘，我們實現(xiàn)了在生產(chǎn)環(huán)境中所有依賴于Eureka的產(chǎn)品沒有下線維護的記錄。我們也被告知過辫秧，在云平臺做服務(wù)遷移注定要遇到失敗;但是我們從這個例子中得到的經(jīng)驗是束倍，一個優(yōu)秀的Service發(fā)現(xiàn)服務(wù)在其中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用!
　　首先，在Eureka平臺中盟戏，如果某臺服務(wù)器宕機绪妹，Eureka不會有類似于ZooKeeper的選舉leader的過程;客戶端請求會自動切換 到新的Eureka節(jié)點;當(dāng)宕機的服務(wù)器重新恢復(fù)后，Eureka會再次將其納入到服務(wù)器集群管理之中;而對于它來說柿究，所有要做的無非是同步一些新的服務(wù) 注冊信息而已邮旷。所以，再也不用擔(dān)心有“掉隊”的服務(wù)器恢復(fù)以后蝇摸，會從Eureka服務(wù)器集群中剔除出去的風(fēng)險了婶肩。Eureka甚至被設(shè)計用來應(yīng)付范圍更廣 的網(wǎng)絡(luò)分割故障，并實現(xiàn)“0”宕機維護需求貌夕。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)分割故障發(fā)生時律歼，每個Eureka節(jié)點，會持續(xù)的對外提供服務(wù)(注：ZooKeeper不會)：接收新 的服務(wù)注冊同時將它們提供給下游的服務(wù)發(fā)現(xiàn)請求啡专。這樣一來险毁，就可以實現(xiàn)在同一個子網(wǎng)中(same side of partition)，新發(fā)布的服務(wù)仍然可以被發(fā)現(xiàn)與訪問们童。
　　但是畔况，Eureka做到的不止這些。正常配置下慧库，Eureka內(nèi)置了心跳服務(wù)跷跪，用于淘汰一些“瀕死”的服務(wù)器;如果在Eureka中注冊的服務(wù)， 它的“心跳”變得遲緩時齐板，Eureka會將其整個剔除出管理范圍(這點有點像ZooKeeper的做法)域庇。這是個很好的功能嵌戈，但是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)分割故障發(fā)生時， 這也是非常危險的;因為听皿，那些因為網(wǎng)絡(luò)問題(注：心跳慢被剔除了)而被剔除出去的服務(wù)器本身是很”健康“的熟呛，只是因為網(wǎng)絡(luò)分割故障把Eureka集群分割 成了獨立的子網(wǎng)而不能互訪而已。
　　幸運的是尉姨，Netflix考慮到了這個缺陷庵朝。如果Eureka服務(wù)節(jié)點在短時間里丟失了大量的心跳連接(注：可能發(fā)生了網(wǎng)絡(luò)故障)，那么這個 Eureka節(jié)點會進入”自我保護模式“又厉，同時保留那些“心跳死亡“的服務(wù)注冊信息不過期九府。此時，這個Eureka節(jié)點對于新的服務(wù)還能提供注冊服務(wù)覆致，對 于”死亡“的仍然保留侄旬，以防還有客戶端向其發(fā)起請求。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)故障恢復(fù)后煌妈，這個Eureka節(jié)點會退出”自我保護模式“儡羔。所以Eureka的哲學(xué)是，同時保 留”好數(shù)據(jù)“與”壞數(shù)據(jù)“總比丟掉任何”好數(shù)據(jù)“要更好璧诵，所以這種模式在實踐中非常有效汰蜘。
　　最后，Eureka還有客戶端緩存功能(注：Eureka分為客戶端程序與服務(wù)器端程序兩個部分之宿，客戶端程序負責(zé)向外提供注冊與發(fā)現(xiàn)服務(wù)接口)族操。 所以即便Eureka集群中所有節(jié)點都失效，或者發(fā)生網(wǎng)絡(luò)分割故障導(dǎo)致客戶端不能訪問任何一臺Eureka服務(wù)器;Eureka服務(wù)的消費者仍然可以通過 Eureka客戶端緩存來獲取現(xiàn)有的服務(wù)注冊信息比被。甚至最極端的環(huán)境下色难，所有正常的Eureka節(jié)點都不對請求產(chǎn)生相應(yīng)，也沒有更好的服務(wù)器解決方案來解 決這種問題時;得益于Eureka的客戶端緩存技術(shù)等缀，消費者服務(wù)仍然可以通過Eureka客戶端查詢與獲取注冊服務(wù)信息莱预，這點很重要。
　　Eureka的構(gòu)架保證了它能夠成為Service發(fā)現(xiàn)服務(wù)项滑。它相對與ZooKeeper來說剔除了Leader節(jié)點的選取或者事務(wù)日志機制依沮，這 樣做有利于減少使用者維護的難度也保證了Eureka的在運行時的健壯性。而且Eureka就是為發(fā)現(xiàn)服務(wù)所設(shè)計的枪狂，它有獨立的客戶端程序庫危喉，同時提供心 跳服務(wù)、服務(wù)健康監(jiān)測州疾、自動發(fā)布服務(wù)與自動刷新緩存的功能辜限。但是，如果使用ZooKeeper你必須自己來實現(xiàn)這些功能严蓖。Eureka的所有庫都是開源 的薄嫡，所有人都能看到與使用這些源代碼氧急，這比那些只有一兩個人能看或者維護的客戶端庫要好。
　　維護Eureka服務(wù)器也非常的簡單毫深，比如吩坝，切換一個節(jié)點只需要在現(xiàn)有EIP下移除一個現(xiàn)有的節(jié)點然后添加一個新的就行。Eureka提供了一個 web-based的圖形化的運維界面哑蔫，在這個界面中可以查看Eureka所管理的注冊服務(wù)的運行狀態(tài)信息：是否健康钉寝，運行日志等。Eureka甚至提供 了Restful-API接口闸迷，方便第三方程序集成Eureka的功能嵌纲。
　　結(jié)論
　　關(guān)于Service發(fā)現(xiàn)服務(wù)通過本文我們想說明兩點：1、留意服務(wù)運行的硬件平臺;2腥沽、時刻關(guān)注你要解決的問題逮走，然后決定 使用什么平臺。Knewton就是從這兩個方面考慮使用Eureka替換ZooKeeper來作為service發(fā)現(xiàn)服務(wù)的今阳。云部署平臺是充滿不可靠性 的师溅，Eureka可以應(yīng)對這些缺陷;同時Service發(fā)現(xiàn)服務(wù)必須同時具備高可靠性與高彈性，Eureke就是我們想要的!