摘要：背景基于負載均衡的服務調用基于負載均衡的服務相互調用指的是通過基于等負載均衡軟件來構建一個負載均衡服務，所有的服務調用都通過負載均衡器從負載均衡的這種模式下其實有兩個主要的問題一是中心化，整個系統(tǒng)都基于負載均衡器，負載均衡就相當于整個業(yè)

背景 基于負載均衡的服務調用

基于負載均衡的服務相互調用指的是通過基于Lvs、Haproxy、Nginx等負載均衡軟件來構建一個負載均衡服務，所有的服務調用都通過負載均衡器

從負載均衡的這種模式下其實有兩個主要的問題： 一是中心化，整個系統(tǒng)都基于負載均衡器，負載均衡就相當于整個業(yè)務的中心，雖然我們可以通過一些高可用手段來保證，但其實內部流量通常是巨大的，很容易出現性能瓶頸 二是增加了一次TCP交互

當然也有很多好處，比如可以做一些負載均衡、長鏈接維護、分布式跟蹤等，這不是本文重點

基于注冊中心的服務調用

所有的服務都啟動后都通過注冊中心來注冊自己，同時把注冊中心里面的服務信息拉回本地，后續(xù)調用，就直接檢查本地的服務和節(jié)點信息來進行服務節(jié)點的調用

注冊中心中的注冊表

每個服務節(jié)點都會來注冊中心進行服務注冊，那數據如何在服務端進行保存呢，其實就是注冊表，其實等同于windows 里面的注冊表，每個服務都來注冊，把自己的信息上報上來，然后注冊中心吧注冊表，返回給client端，那服務之間就知道要調用服務的節(jié)點啦

注冊中心事件隊列

微服務注冊注冊中心通常會大量的服務注冊， 那不能每次客戶端來請求的時候，服務端都返回全量的數據，在數據傳輸的設計中，通常會有一種增量同步，其實在注冊中心中也類似 注冊中心通過將最近的服務變更事件保存在一個事件隊列中，后續(xù)每次客戶端拉取只返回增量數據，這樣服務端的忘了壓力就會小很多

注冊中心hashcode

增量數據有一個問題就是，如果客戶端錯過啦某些事件，比如事件隊列滿了，則客戶端與注冊中心的注冊表就會不一致， 所以eureka里面引入了一個hashcode的概念，通過比對hashcode是否相同， 如果不同則客戶端需要重新全量拉取

代碼實現 系統(tǒng)架構

系統(tǒng)整體上分為兩個端：客戶端(Client)和注冊中心(Server) Server: 提供服務注冊和獲取注冊表的接口, 同時本地把保存服務和節(jié)點的對應信息，變更事件寫入eventQueue Client: 調用server接口進行服務注冊， 同時調用注冊表拉取接口進行注冊表拉取，保存懂啊LocalRegistry

應用與節(jié)點信息

Server端的服務注冊表里面的服務和節(jié)點的信息，我通過Application和lease來維護 Application: 代表一個應用，里面會包含服務對應的節(jié)點信息 Lease: 維護一個節(jié)點的信息，比如心跳信息

服務端注冊表 注冊表結構體

服務端注冊表結構體Registry主要包含三部分信息： lock(讀寫鎖)、apps(應用對應信息)、eventQueue(事件隊列) Lock: 注冊中心是典型的讀多寫少的應用，server端注冊表可能同時提供給N個服務進行讀取，所以這里采用讀寫鎖 apps: 保存應用對應的信息， 其實后面寫完發(fā)現，沒必要使用，只使用基礎的map就可以搞定 eventQueue: 每次注冊表變更都寫入事件到里面

// Registry 注冊表
type Registry struct {
	lock       sync.RWMutex
	apps       sync.Map
	duration   time.Duration
	eventQueue *EventQueue
}

注冊表服務注冊

注冊流程主要分為下面幾部分：

從注冊表獲取對應的應用Application

調用Application的add接口添加節(jié)點

為節(jié)點創(chuàng)建一個Lease

保存節(jié)點信息到Application.Node里

將事件寫入到eventQueue

// Registr 注冊服務
func (r *Registry) Registr(name, node string) bool {
	r.lock.Lock()
	defer r.lock.Unlock()
	app := r.getApp(name)
	if app == nil {
		app = NewApplication(name)
		r.apps.Store(name, app)
	}

	if lease, ok := app.add(node, r.duration); ok {
		r.eventQueue.Push(&Event{lease: lease, action: ADD})
		return true
	}
	return false
}

注冊表拉取

全量拉取通過all接口拉取全量的返回的是服務對應的節(jié)點切片 增量拉取通過details接口返回增量的變更事件和服務端注冊表的hashcode

// all 全量拉取
func (r *Registry) all() map[string][]string {
	r.lock.RLock()
	defer r.lock.RUnlock()
	apps := make(map[string][]string)
	r.apps.Range(func(k, v interface{}) bool {
		name, app := k.(string), v.(*Application)
		nodes := []string{}
		for key := range app.Node {
			nodes = append(nodes, key)
		}
		apps[name] = nodes
		return true
	})
	return apps
}
// details 增量拉取
func (r *Registry) details() []*Event {
	r.lock.RLock()
	defer r.lock.RUnlock()
	events := []*Event{}
	for {
		event := r.eventQueue.Pop()
		if event == nil {
			break
		}
		events = append(events, event)
	}
	return events
}

hashcode

hashcode是一個一致性的保證，eureka里面主要是通過拼接所有的服務名稱和節(jié)點的個數來生成的一個字符串，這里我們也采用這種方式，

func (r *Registry) hashCode() string {
	r.lock.RLock()
	defer r.lock.RUnlock()
	hashCodes := []string{}
	r.apps.Range(func(_, value interface{}) bool {
		app := value.(*Application)
		hashCodes = append(hashCodes, app.HashCode())
		return true
	})
	sort.Sort(sort.StringSlice(hashCodes))
	return strings.Join(hashCodes, "|")
}

客戶端注冊表 數據結構

客戶端本地注冊表其實就比較簡單了，只需要存儲服務和節(jié)點的對應信息即可

// LocalRegistry 本地注冊表
type LocalRegistry struct {
	lock sync.RWMutex
	apps map[string][]string
}

客戶端邏輯架構

啟動流程: 啟動時客戶端首先調用注冊接口進行自我注冊，然后調用poll拉取全量注冊表

func (c *Client) start() {
	c.wg.Add(1)
	c.registr()
	c.poll()
	go c.loop()
}

主循環(huán)

func (c *Client) loop() {
	timer := time.NewTimer(time.Second)
	for {
            // 從服務的拉取增量事件，details內部會直接應用，然后返回服務端返回的注冊表的hashcode
		respHashCode := c.details()
		localHashCode := c.registry.hashCode()

            // 如果發(fā)現本地和服務的的注冊表的hashcode不同，則全量拉取
		if respHashCode != localHashCode {
			fmt.Printf("client app %s node %s poll hashcode: %s
", c.App, c.Name, respHashCode)
			c.poll()
		}
		select {
		case <-timer.C:
			timer.Reset(time.Second)
		case <-c.done:
			c.wg.Done()
			return
		}
	}
}

驗證邏輯

func main() {
        // 生成服務端
	server := NewServer("aliyun", time.Second)

        // 注冊兩個test服務的節(jié)點
	clientOne := NewClient("test", "1.1.1.1:9090", server)
	clientOne.start()
	clientTwo := NewClient("test", "1.1.1.2:9090", server)
	clientTwo.start()

    // 注冊兩個hello服務的節(jié)點
	clientThree := NewClient("hello", "1.1.1.3:9090", server)
	clientThree.start()
	clientFour := NewClient("hello", "1.1.1.4:9090", server)
	clientFour.start()

	time.Sleep(time.Second * 3)
        // 驗證每個服務節(jié)點的注冊表的hashcode是否一致
	println(clientOne.details())
	println(clientTwo.details())
	println(clientThree.details())
	println(clientFour.details())
	println(clientTwo.details() == clientOne.details())
	println(clientThree.details() == clientFour.details())
	println(clientOne.details() == clientFour.details())

	clientOne.stop()
	clientTwo.stop()
	clientThree.stop()
	clientFour.stop()
}

通過結果我們可以看出，節(jié)點增量拉取了注冊表，同時如果發(fā)現與本地的hashcode不同就進行全量拉取，并最終達成一致

lr event add 1.1.1.3:9090 hello
lr event add 1.1.1.4:9090 hello
lr event add client app hello node 1.1.1.4:9090 poll hashcode: hello_2|test_2
1.1.1.1:9090 test
lr event add 1.1.1.2:9090 test
client app test node 1.1.1.1:9090 poll hashcode: hello_2|test_2
client app test node 1.1.1.2:9090 poll hashcode: hello_2|test_2
client app hello node 1.1.1.3:9090 poll hashcode: hello_2|test_2
hello_2|test_2
hello_2|test_2
hello_2|test_2
hello_2|test_2
true
true
true

總結

微服務注冊中心注冊表的這種實現機制，到這基本上就明白了，注冊中心 通過增量、全量、hashcode三種機制來保證客戶端與注冊中心的注冊表的同步

其實一個工業(yè)級的注冊中心還是很麻煩的，比如注冊表中那個事件隊列，我現在的實現只有一個節(jié)點能獲取增量，其他的都會通過hashcode來觸發(fā)全量拉取，后續(xù)文章里面會相信介紹下，這塊緩存和定時器來實現增量數據的打包

其實在go里面大家注冊中心都是基于etcd、consul直接watch去做的，基本上可以完成eureka服務的8/9十的功能，但是當需要與公司現有的java做集成，可能就需要eureaka這種注冊中心了

未完待續(xù) 關注公共號: 布衣碼農

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