Go:微服务注册与发现的原理与实现
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· 2021-09-22
什么是服务注册发现?
对于搞微服务的同学来说,服务注册、服务发现的概念应该不会太陌生。
简单来说,当服务A需要依赖服务B时,我们就需要告诉服务A,哪里可以调用到服务B,这就是服务注册发现要解决的问题。
![](https://filescdn.proginn.com/2f7fc4487ee22d60597270ce4c6a9493/d33869c7d5229db1b51b4e5b8fb3ef83.webp)
Service B
把自己注册到Service Registry
叫做 服务注册Service A
从Service Registry
发现Service B
的节点信息叫做 服务发现
服务注册
服务注册是针对服务端的,服务启动后需要注册,分为几个部分:
启动注册 定时续期 退出撤销
启动注册
当一个服务节点起来之后,需要把自己注册到 Service Registry
上,便于其它节点来发现自己。注册需要在服务启动完成并可以接受请求时才会去注册自己,并且会设置有效期,防止进程异常退出后依然被访问。
定时续期
定时续期相当于 keep alive
,定期告诉 Service Registry
自己还在,能够继续服务。
退出撤销
当进程退出时,我们应该主动去撤销注册信息,便于调用方及时将请求分发到别的节点。同时,go-zero 通过自适应的负载均衡来保证即使节点退出没有主动注销,也能及时摘除该节点。
服务发现
服务发现是针对调用端的,一般分为两类问题:
存量获取 增量侦听
还有一个常见的工程问题是
应对服务发现故障
当服务发现服务(比如 etcd, consul, nacos等)出现问题的时候,我们不要去修改已经获取到的 endpoints 列表,从而可以更好的确保 etcd 等宕机后所依赖的服务依然可以正常交互。
存量获取
![](https://filescdn.proginn.com/2798262b2e1fd26a93c6d389822c05ef/945ab343c09e62ac258edae12b4795dc.webp)
当 Service A
启动时,需要从 Service Registry
获取 Service B
的已有节点列表:Service B1
, Service B2
, Service B3
,然后根据自己的负载均衡算法来选择合适的节点发送请求。
增量侦听
上图已经有了 Service B1
, Service B2
, Service B3
,如果此时又启动了 Service B4
,那么我们就需要通知 Service A
有个新增的节点。如图:
![](https://filescdn.proginn.com/1032ed23ce7c96f033ecaeb798dc4f6e/b8d53e0b45bd6e28b8999637f8bf8c1a.webp)
应对服务发现故障
对于服务调用方来说,我们都会在内存里缓存一个可用节点列表。不管是使用 etcd
,consul
或者 nacos
等,我们都可能面临服务发现集群故障,以 etcd
为例,当遇到 etcd
故障时,我们就需要冻结 Service B
的节点信息而不去变更,此时一定不能去清空节点信息,一旦清空就无法获取了,而此时 Service B
的节点很可能都是正常的,并且 go-zero
会自动隔离和恢复故障节点。
![](https://filescdn.proginn.com/8d46b4eb835e5b33effad2d417eafc61/9487bc1239397690d8989327f435ea56.webp)
服务注册、服务发现的基本原理大致如此,当然实现起来还是比较复杂的,接下来我们一起看看 go-zero
里支持哪些服务发现的方式。
go-zero 之内置服务发现
go-zero
默认支持三种服务发现方式:
直连 基于 etcd 的服务发现 基于 kubernetes endpoints 的服务发现
直连
直连是最简单的方式,当我们的服务足够简单时,比如单机即可承载我们的业务,我们可以直接只用这种方式。
![](https://filescdn.proginn.com/49fdb29a566d623ecd2a918e10647cf7/a7d93008b38fa88efa04b99cea0e5114.webp)
在 rpc
的配置文件里直接指定 endpoints
即可,比如:
Rpc:
Endpoints:
- 192.168.0.111:3456
- 192.168.0.112:3456
zrpc
调用端就会分配负载到这两个节点上,其中一个节点有问题时 zrpc
会自动摘除,等节点恢复时会再次分配负载。
这个方法的缺点是不能动态增加节点,每次新增节点都需要修改调用方配置并重启。
基于 etcd 的服务发现
当我们的服务有一定规模之后,因为一个服务可能会被很多个服务依赖,我们就需要能够动态增减节点,而无需修改很多的调用方配置并重启。
常见的服务发现方案有 etcd
, consul
, nacos
等。
![](https://filescdn.proginn.com/49fa5cfe1f850ce80e48a8f4393c818e/c0af74d09f7f631eb5ace35067be970d.webp)
go-zero内置集成了基于 etcd
的服务发现方案,具体使用方法如下:
Rpc:
Etcd:
Hosts:
- 192.168.0.111:2379
- 192.168.0.112:2379
- 192.168.0.113:2379
Key: user.rpc
Hosts
是etcd
集群地址Key
是服务注册上去的key
基于 Kubernetes Endpoints 的服务发现
如果我们的服务都是部署在 Kubernetes
集群上的话,Kubernetes
本身是通过自带的 etcd
管理集群状态的,所有的服务都会把自己的节点信息注册到 Endpoints
对象,我们可以直接给 deployment
权限去读取集群的 Endpoints
对象即可获得节点信息。
![](https://filescdn.proginn.com/d8d4f27cf351024ad01ea1c8115852a2/fd95f806d7f21548399bb33e5b2853cb.webp)
Service B
的每个Pod
启动时,会将自己注册到集群的Endpoints
里Service A
的每个Pod
启动时,可以从集群的Endpoints
里获取Service B
的节点信息当 Service B
的节点发生改变时,Service A
可以通过watch
集群的Endpoints
感知到
在这个机制工作之前,我们需要配置好当前 namespace
内 pod
对集群 Endpoints
访问权限,这里有三个概念:
ClusterRole 定义集群范围的权限角色,不受 namespace
控制ServiceAccount 定义 namespace
范围内的service account
ClusterRoleBinding 将定义好的 ClusterRole
和不同namespace
的ServiceAccount
进行绑定
具体的 Kubernetes
配置文件可以参考 这里,其中 namespace
按需修改。
注意:当启动时报没有权限获取 Endpoints
时记得检查这些配置有没落实 :)
zrpc
的基于 Kubernetes Endpoints
的服务发现使用方法如下:
Rpc:
Target: k8s://mynamespace/myservice:3456
其中:
mynamespace
:被调用的rpc
服务所在的namespace
myservice
:被调用的rpc
服务的名字3456
:被调用的rpc
服务的端口
在创建 deployment
配置文件时一定要加上 serviceAccountName
来指定使用哪个 ServiceAccount
,示例如下:
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: alpine-deployment
labels:
app: alpine
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: alpine
template:
metadata:
labels:
app: alpine
spec:
serviceAccountName: endpoints-reader
containers:
- name: alpine
image: alpine
command:
- sleep
- infinity
注意其中 serviceAccountName
指定该 deployment
创建出来的 pod
用哪个 ServiceAccount
。
server
和 client
都部署到 Kubernetes
集群里之后可以通过以下命令滚动重启所有 server
节点
kubectl rollout restart deploy -n adhoc server-deployment
利用如下命令查看 client
节点日志:
kubectl -n adhoc logs -f deploy/client-deployment --all-containers=true
可以看到我们的服务发现机制完美跟进了 server
节点的变化,并且在服务更新期间没有出现异常请求。
完整代码示例见 https://github.com/zeromicro/zero-examples/tree/main/discovery/k8s
下一篇文章我将讲解在 go-zero
里如何实现基于 consul
, nacos
等的服务注册发现,敬请期待!
项目地址
https://github.com/tal-tech/go-zero
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