@yanbo-ai 2015-07-20T15:32:41.000000Z 字数 3964 阅读 4261

运行在 Docker 上的微服务 - 服务发现与注册

Docker Microservice RESTful etcd

Author: Andy Ai
Weibo: NinetyH
GitHub: https://github.com/aiyanbo/docker-restful-demo

在上一节中，我们学习了如何在 Docker 上构建一个 RESTful 风格的微服务。接下来，我们将学习如何把运行在 Docker 上的微服务暴露在服务中心上，以便客户端的调用。

etcd

etcd 是一个分布式，一致性的 k-v 存储系统，用于共享配置和服务发现。其特性是:

简单: 可使用 curl 访问的用户 API(HTTP+JSON)
安全: 可选的SSL客户端证书认证
快速: 单实例每秒 1000 次写操作
可靠: 使用Raft保证一致性

etcd 使用 go 语言实现，并通过 Raft 一致性算法处理日志复制以保证强一致性。

在这个章节中，我们使用 etcd 作为服务注册中心。

架构

注册 & 服务发现
1. etcd registry 做为服务中心，提供注册与服务发现。
2. 资源服务在准备完毕之后将服务实例注册到服务中心。
3. 客户端到服务注册中心根据服务名称获取资源服务的地址。
4. 客户端获取资源服务的地址后，调用资源服务。
5. 资源服务在关闭时需要将服务实例在服务中心进行注销操作。

服务注册 & 发现

Step0. 启动 etcd

etcd 提供了 Docker Image, 我们将使用 Docker 运行一个 etcd:

docker run -d -p 4001:4001 coreos/etcd:v0.4.6 -name myetcd

测试 etcd 服务:

$ boot2docker ip
192.168.59.103
$ curl http://192.168.59.103:4001/v2/keys/
{"action":"get","node":{"key":"/","dir":true}}

Step1. 在 pom.xml 加入 etcd 客户端

<properties>
    <etcd4j.version>2.7.0</etcd4j.version>
</properties>
<dependency>
    <groupId>org.mousio</groupId>
    <artifactId>etcd4j</artifactId>
    <version>${etcd4j.version}</version>
</dependency>

Step2. 微服务启动完成时注册到服务中心

在这里，我们将使用到 etcd 的 put 接口:

curl http://192.168.59.103:4001/v2/keys/registry/stacks/v1/$instance_id -XPUT -d value="$instance_address"

你可以在 etc api docs 里面查看更多的接口使用。

调用 mousio.etcd4j.EtcdClient 向 etcd 注册服务:

final String instanceId = UUID.randomUUID().toString();
final String serviceInstanceKey = "registry/stacks/v1/" + instanceId;
final EtcdClient etcd = new EtcdClient(UriBuilder.fromUri("http://192.168.59.103/").port(4001).build());
etcd.put(serviceInstanceKey, "http://" + host + ":9998/").send();

Note:
注册到服务中的key有以下几个部分组成：
1. registry: 服务中心 Root
2. stacks: 服务名称
3. v1: 服务的版本
4. instanceId: 服务的实例 ID

Step3. 查看服务中心里的服务

$ curl http://192.168.59.103:4001/v2/keys/registry/stacks/v1

如果服务成功注册，你可以看到像下面这样的结果:

{
  "action": "get",
  "node": {
    "key": "/registry/stacks/v1",
    "dir": true,
    "nodes": [
      {
        "key": "/registry/stacks/v1/ee07bf3e-e9d3-4d04-8bb9-48fc38f16384",
        "value": "http://172.17.0.5:9998/",
        "modifiedIndex": 26,
        "createdIndex": 26
      }
    ],
    "modifiedIndex": 26,
    "createdIndex": 26
  }
}

Step4. 微服务关闭时注销实例

资源服务实例在关闭时应该在服务中心进行注销操作，否则客户端就会拿到一个不可用的服务。

有一种简单的方式是在程序的 Runtime.shutdownHook 里面添加一个注销线程，像下面这样:

Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread() {
    @Override
    public void run() {
        try {
            etcd.delete(serviceInstanceKey).send();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
});

暴露公共 IP

上面我们已经成功地使用 etcd 为我们的服务进行了注册跟暴露，但是我们实例在暴露自己的位置的时候却是 "value": "http://172.17.0.5:9998/"。它暴露的是 docker 内部的一个 ip，不是公共 ip 会还是会导致客户端不能访问服务。这时我们可以使用 docker 的环境变量来解决这个问题。

在 docker 中，我们需要使用 ENV 来定义一个环境变量。

# host 的默认值为　0.0.0.0
ENV host 0.0.0.0

在程序中，我们要使用 System.getenv("host") 来读取 docker 的环境变量。
在 docker 运行中，我们使用 -e 来覆盖 Dockerfile 中 host 的环境变量值。

docker run -d -p 9998:9998 -e "host=192.168.59.103" docker-restful-demo

高阶

在 JVM 中，调用 shutdown hooks 有以下几种情况:
1. 程序正常终止，最后的 non-daemon 线程退出。
2. 调用 System.exit 方法退出。
3. 响应用户的终止。例如，输入 Ctrl + C；使用 kill 命令杀死 JVM 进程(kill -9 不会)；系统的全局事件：用户的注销，操作系统的 shutdown。

最底层的 java.lang.Shutdown 只运行 10 个 shutdown hook，但是使用 java.lang.Runtime.addShutdownHook 添加的的 shutdown hook 经过 java.lang.ApplicationShutdownHooks 包装后并没有限制。java.lang.ApplicationShutdownHooks 是 java.lang.Shutdown 的一个子 shutdown hook。

在程序被上面的几种方法正常关闭下，JVM 会顺利的执行 shutdown hooks。但是在非正常情况下，例如：kill -9；系统突然断电并不会调用 shutdown hooks。那么这样就会导致资源服务已经不能提供服务了，但是由于这些原因没有在服务中心注销，同样地会让客户端拿到一个不可用的地址列表。资源服务器的网络中断也会有同样的问题。

我们可以使用一种很通用的方法解决这个问题：发送心跳包。具体的步骤为:

使用 etcd 的 TTL 接口设置key 的存活时间为 5s。

curl http://192.168.59.103:4001/v2/keys/registry/stacks/v1/$instance_id -XPUT -d value="$instance_address" -d ttl=5
{
  "action": "get",
  "node": {
    "key": "/registry/stacks/v1/72f9a7ba-f100-4638-a502-1541fc7d08f1",
    "value": "http://192.168.113.86:9998/",
    "expiration": "2015-06-30T07:20:47.485980615Z",
    "ttl": 5,
    "modifiedIndex": 45,
    "createdIndex": 45
  }
}

每 5s 将服务实例的信息重新注册到 etcd。

etcd.put(serviceInstanceKey, "http://" + host + ":9998/").ttl(5).send();

Note
5s 视自己系统的情况而定。

参考资料

https://github.com/coreos/etcd
http://java.dzone.com/articles/know-jvm-series-2-shutdown
http://www.infoq.com/cn/news/2014/07/etcd-cluster-discovery
https://coreos.com/docs/cluster-management/setup/cluster-discovery/
http://blog.gopheracademy.com/advent-2013/day-06-service-discovery-with-etcd/
http://stackoverflow.com/questions/2541597/how-to-gracefully-handle-the-sigkill-signal-in-java

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