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Eureka 源码解析 —— Eureka-Server 集群同步
作者：空白诗007 | 2024-07-13 07:27:12
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Eureka 源码解析 —— Eureka-Server 集群同步
摘要: 原创出处 http://www.iocoder.cn/Eureka/server-cluster/ 「芋道源码」欢迎转载，保留摘要，谢谢！
本文主要基于 Eureka 1.8.X 版本
1. 概述
本文主要分享 Eureka-Server 集群同步注册信息。
Eureka-Server 集群如下图：
- Eureka-Server 集群不区分主从节点或者 Primary & Secondary 节点，所有节点相同角色( 也就是没有角色 )，完全对等。
- Eureka-Client 可以向任意 Eureka-Client 发起任意读写操作，Eureka-Server 将操作复制到另外的 Eureka-Server 以达到最终一致性。注意，Eureka-Server 是选择了 AP 的组件。
Eureka-Server 可以使用直接配置所有节点的服务地址，或者基于 DNS 配置。推荐阅读：《Spring Cloud构建微服务架构（六）高可用服务注册中心》 。
本文主要类在 com.netflix.eureka.cluster 包下。
OK，让我们开始愉快的遨游在代码的海洋。
推荐 Spring Cloud 书籍：
- 请支持正版。下载盗版，等于主动编写低级 BUG 。
- 程序猿DD —— 《Spring Cloud微服务实战》
- 周立 —— 《Spring Cloud与Docker微服务架构实战》
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ps ：注意，本文提到的同步，准确来说是复制( Replication )。
2. 集群节点初始化与更新
com.netflix.eureka.cluster.PeerEurekaNodes ，Eureka-Server 集群节点集合 。构造方法如下 ：
|
peerEurekaNodes,peerEurekaNodeUrls,taskExecutor属性，在构造方法中未设置和初始化，而是在PeerEurekaNodes#start()方法，设置和初始化，下文我们会解析这个方法。- Eureka-Server 在初始化时，调用
EurekaBootStrap#getPeerEurekaNodes(...)方法，创建 PeerEurekaNodes ，点击 链接 查看该方法的实现。
2.1 集群节点启动
调用 PeerEurekaNodes#start() 方法，集群节点启动，主要完成两个逻辑：
- 初始化集群节点信息
- 初始化固定周期( 默认：10 分钟，可配置 )更新集群节点信息的任务
代码如下：
|
- 第 15 行 && 第 21 行 ：调用
#updatePeerEurekaNodes()方法，更新集群节点信息。
2.2 更新集群节点信息
调用 #resolvePeerUrls() 方法，获得 Eureka-Server 集群服务地址数组，代码如下：
|
- 第 2 至 5 行 ：获得 Eureka-Server 集群服务地址数组。
EndpointUtils#getDiscoveryServiceUrls(...)方法，逻辑与 《Eureka 源码解析 —— EndPoint 与 解析器》「3.4 ConfigClusterResolver」 基本类似。EndpointUtils 正在逐步，猜测未来这里会替换。 - 第 7 至 15 行 ：移除自身节点，避免向自己同步。
调用 #updatePeerEurekaNodes() 方法，更新集群节点信息，主要完成两部分逻辑：
- 添加新增的集群节点
- 关闭删除的集群节点
代码如下：
|
- 第 7 至 9 行 ：计算新增的集群节点地址。
- 第 11 至 13 行 ：计算删除的集群节点地址。
- 第 19 至 34 行 ：关闭删除的集群节点。
第 36 至 43 行 ：添加新增的集群节点。调用
#createPeerEurekaNode(peerUrl)方法，创建集群节点，代码如下：1: protected PeerEurekaNode createPeerEurekaNode(String peerEurekaNodeUrl) {2: HttpReplicationClient replicationClient = JerseyReplicationClient.createReplicationClient(serverConfig, serverCodecs, peerEurekaNodeUrl);3: String targetHost = hostFromUrl(peerEurekaNodeUrl);4: if (targetHost == null) {5: targetHost = "host";6: }7: return new PeerEurekaNode(registry, targetHost, peerEurekaNodeUrl, replicationClient, serverConfig);8: }- 第 2 行 ：创建 Eureka-Server 集群通信客户端，在 《Eureka 源码解析 —— 网络通信》「4.2 JerseyReplicationClient」 有详细解析。
- 第 7 行 ：创建 PeerEurekaNode ，在 「2.3 PeerEurekaNode」 有详细解析。
2.3 集群节点
com.netflix.eureka.cluster.PeerEurekaNode ，单个集群节点。
点击 链接 查看构造方法
- 第 129 行 ：创建 ReplicationTaskProcessor 。在 「4.1.2 同步操作任务处理器」 详细解析
- 第 131 至 140 行 ：创建批量任务分发器，在 《Eureka 源码解析 —— 任务批处理》 有详细解析。
- 第 142 至 151 行 ：创建单任务分发器，用于 Eureka-Server 向亚马逊 AWS 的 ASG (
Autoscaling Group) 同步状态。暂时跳过。
3. 获取初始注册信息
Eureka-Server 启动时，调用 PeerAwareInstanceRegistryImpl#syncUp() 方法，从集群的一个 Eureka-Server 节点获取初始注册信息，代码如下：
|
- 第 7 至 15 行 ：未获取到注册信息，
sleep等待再次重试。 - 第 17 至 30 行 ：获取注册信息，若获取到，注册到自身节点。
- 第 22 行 ：判断应用实例是否能够注册到自身节点。主要用于亚马逊 AWS 环境下的判断，若非部署在亚马逊里，都返回
true。点击 链接 查看实现。 - 第 23 行 ：调用
#register()方法，注册应用实例到自身节点。在 《Eureka 源码解析 —— 应用实例注册发现（一）之注册》 有详细解析。
- 第 22 行 ：判断应用实例是否能够注册到自身节点。主要用于亚马逊 AWS 环境下的判断，若非部署在亚马逊里，都返回
若调用 #syncUp() 方法，未获取到应用实例，则 Eureka-Server 会有一段时间( 默认：5 分钟，可配 )不允许被 Eureka-Client 获取注册信息，避免影响 Eureka-Client 。
标记 Eureka-Server 启动时，未获取到应用实例，代码如下：
// PeerAwareInstanceRegistryImpl.javaprivate boolean peerInstancesTransferEmptyOnStartup = true;public void openForTraffic(ApplicationInfoManager applicationInfoManager, int count) {// ... 省略其他代码if (count > 0) {this.peerInstancesTransferEmptyOnStartup = false;}// ... 省略其他代码}
判断 Eureka-Server 是否允许被 Eureka-Client 获取注册信息，代码如下：
// PeerAwareInstanceRegistryImpl.javapublic boolean shouldAllowAccess(boolean remoteRegionRequired) {if ( this.peerInstancesTransferEmptyOnStartup) {// 设置启动时间this.startupTime = System.currentTimeMillis();if (!(System.currentTimeMillis() > this.startupTime + serverConfig.getWaitTimeInMsWhenSyncEmpty())) {return false;}}// ... 省略其他代码return true;}
4. 同步注册信息
Eureka-Server 集群同步注册信息如下图：
- Eureka-Server 接收到 Eureka-Client 的 Register、Heartbeat、Cancel、StatusUpdate、DeleteStatusOverride 操作，固定间隔( 默认值 ：500 毫秒，可配 )向 Eureka-Server 集群内其他节点同步( 准实时，非实时 )。
4.1 同步操作类型
com.netflix.eureka.registry.PeerAwareInstanceRegistryImpl.Action ，同步操作类型，代码如下：
|
- Register ，在 《Eureka 源码解析 —— 应用实例注册发现（一）之注册》 有详细解析
- Heartbeat ，在 《Eureka 源码解析 —— 应用实例注册发现（二）之续租》 有详细解析
- Cancel ，在 《Eureka 源码解析 —— 应用实例注册发现（三）之下线》 有详细解析
- StatusUpdate ，在 《Eureka 源码解析 —— 应用实例注册发现（八）之覆盖状态》 有详细解析
- DeleteStatusOverride ，在 《Eureka 源码解析 —— 应用实例注册发现（八）之覆盖状态》 有详细解析
4.2 发起 Eureka-Server 同步操作
Eureka-Server 在完成 Eureka-Client 发起的上述操作在自身节点的执行后，向集群内其他 Eureka-Server 发起同步操作。以 Register 操作举例子，代码如下：
|
- 最后一行，调用
#replicateToPeers(...)方法，传递对应的同步操作类型，发起同步操作。
#replicateToPeers(...) 方法，代码如下：
|
- 第 10 至 14 行 ：Eureka-Server 在处理上述操作( Action )，无论来自 Eureka-Client 发起请求，还是 Eureka-Server 发起同步，调用的内部方法相同，通过
isReplication=true参数，避免死循环同步。 - 第 16 至 22 行 ：循环集群内每个节点，调用
#replicateInstanceActionsToPeers(...)方法，发起同步操作。
#replicateInstanceActionsToPeers(...) 方法，代码如下：
|
- Cancel ：调用
PeerEurekaNode#cancel(...)方法，点击 链接 查看实现。 - Heartbeat ：调用
PeerEurekaNode#heartbeat(...)方法，点击 链接 查看实现。 - Register ：调用
PeerEurekaNode#register(...)方法，点击 链接 查看实现。 - StatusUpdate ：调用
PeerEurekaNode#statusUpdate(...)方法，点击 链接 查看实现。 - DeleteStatusOverride ：调用
PeerEurekaNode#deleteStatusOverride(...)方法，点击 链接 查看实现。 上面的每个方法实现，我们都会看到类似这么一段代码 ：
batchingDispatcher.process(taskId( "${action}", appName, id), // idnew InstanceReplicationTask(targetHost, Action.Cancel, appName, id) {@Overridepublic EurekaHttpResponse<Void> execute() {return replicationClient.doString(...);}@Overridepublic void handleFailure(int statusCode, Object responseEntity) throws Throwable {// do Something...}}, // ReplicationTask 子类expiryTime)#task(...)方法，生成同步操作任务编号。代码如下：private static String taskId(String requestType, String appName, String id) {return requestType + '#' + appName + '/' + id;}- 相同应用实例的相同同步操作使用相同任务编号。在 《Eureka 源码解析 —— 任务批处理》「2. 整体流程」 中，我们看到” 接收线程( Runner )合并任务，将相同任务编号的任务合并，只执行一次。 “，因此，相同应用实例的相同同步操作就能被合并，减少操作量。例如，Eureka-Server 同步某个应用实例的 Heartbeat 操作，接收同步的 Eureak-Server 挂了，一方面这个应用的这次操作会重试，另一方面，这个应用实例会发起新的 Heartbeat 操作，通过任务编号合并，接收同步的 Eureka-Server 恢复后，减少收到重复积压的任务。
- InstanceReplicationTask ，同步操作任务，在 「4.1.1 同步操作任务」 详细解析。
expiryTime，任务过期时间。
4.1.1 同步操作任务
com.netflix.eureka.cluster.ReplicationTask，同步任务抽象类- 点击 链接 查看 ReplicationTask 代码。
- 定义了
#getTaskName()抽象方法。 - 定义了
#execute()抽象方法，执行同步任务。 - 实现了
#handleSuccess()方法，处理成功执行同步结果。 - 实现了
#handleFailure(...)方法，处理失败执行同步结果。
com.netflix.eureka.cluster.InstanceReplicationTask，同步应用实例任务抽象类
- 点击 链接 查看 InstanceReplicationTask 代码。
- 实现了父类
#getTaskName()抽象方法。
com.netflix.eureka.cluster.AsgReplicationTask，亚马逊 AWS 使用，暂时跳过。
从上面 PeerEurekaNode#同步操作(...) 方法，全部实现了 InstanceReplicationTask 类的 #execute() 方法，部分重写了 #handleFailure(...) 方法。
4.1.2 同步操作任务处理器
com.netflix.eureka.cluster.InstanceReplicationTask ，实现 TaskProcessor 接口，同步操作任务处理器。
- TaskProcessor ，在 《Eureka 源码解析 —— 任务批处理》「10. 任务执行器【执行任务】」 有详细解析。
- 点击 链接 查看 InstanceReplicationTask 代码。
ReplicationTaskProcessor#process(task) ，处理单任务，用于 Eureka-Server 向亚马逊 AWS 的 ASG ( Autoscaling Group ) 同步状态，暂时跳过，感兴趣的同学可以点击 链接 查看方法代码。
ReplicationTaskProcessor#process(tasks) ，处理批量任务，用于 Eureka-Server 集群注册信息的同步操作任务，通过调用被同步的 Eureka-Server 的 peerreplication/batch/ 接口，一次性将批量( 多个 )的同步操作任务发起请求，代码如下：
|
- 第 4 行 ：创建批量提交同步操作任务的请求对象( ReplicationList ) 。比较易懂，咱就不啰嗦贴代码了。
- 第 7 行 ：调用
JerseyReplicationClient#submitBatchUpdates(...)方法，请求peerreplication/batch/接口，一次性将批量( 多个 )的同步操作任务发起请求。
JerseyReplicationClient#submitBatchUpdates(...)方法，点击 链接 查看方法。- ReplicationListResponse ，点击 链接 查看类。
- ReplicationInstanceResponse ，点击 链接 查看类。
- 第 9 至 31 行 ：处理批量提交同步操作任务的响应，在 「4.4 处理 Eureka-Server 同步结果」 详细解析。
4.3 接收 Eureka-Server 同步操作
com.netflix.eureka.resources.PeerReplicationResource ，同步操作任务 Resource ( Controller )。
peerreplication/batch/ 接口，映射 PeerReplicationResource#batchReplication(...) 方法，代码如下：
|
- 第 7 至 15 行 ：逐个处理单个同步操作任务，并将处理结果( ReplicationInstanceResponse ) 添加到 ReplicationListResponse 。
- 第 23 至 50 行 ：处理单个同步操作任务，返回处理结果( ReplicationInstanceResponse )。
- 第 24 至 25 行 ：创建 ApplicationResource , InstanceResource 。我们看到，实际该方法是把单个同步操作任务提交到其他 Resource ( Controller ) 处理，Eureka-Server 收到 Eureka-Client 请求响应的 Resource ( Controller ) 是相同的逻辑。
- Register ：点击 链接 查看
#handleRegister(...)方法。 - Heartbeat ：点击 链接 查看
#handleHeartbeat(...)方法。 - Cancel ：点击 链接 查看
#handleCancel(...)方法。 - StatusUpdate ：点击 链接 查看
#handleStatusUpdate(...)方法。 - DeleteStatusOverride ：点击 链接 查看
#handleDeleteStatusOverride(...)方法。
4.4 处理 Eureka-Server 同步结果
�� 想想就有小激动，终于写到这里了。
接 ReplicationTaskProcessor#process(tasks) 方法，处理批量提交同步操作任务的响应，代码如下：
|
- 第 10 行 ，调用
#isSuccess(...)方法，判断请求是否成功，响应状态码是否在 [200, 300) 范围内。 - 第 11 至 13 行 ：状态码 503 ，目前 Eureka-Server 返回 503 的原因是被限流。在 《Eureka 源码解析 —— 基于令牌桶算法的 RateLimiter》 详细解析。该情况为瞬时错误，会重试该同步操作任务，在 《Eureka 源码解析 —— 任务批处理》「3. 任务处理器」 有详细解析。
- 第 14 至 18 行 ：非预期状态码，目前 Eureka-Server 在代码上看下来，不会返回这样的状态码。该情况为永久错误，会重试该同步操作任务，在 《Eureka 源码解析 —— 任务批处理》「3. 任务处理器」 有详细解析。
- 第 20 行 ：请求成功，调用
#handleBatchResponse(...)方法，逐个处理每个 ReplicationTask 和 ReplicationInstanceResponse 。这里有一点要注意下，请求成功指的是整个请求成功，实际每个 ReplicationInstanceResponse 可能返回的状态码不在 [200, 300) 范围内。该方法下文详细解析。 第 23 至 25 行 ：请求发生网络异常，例如网络超时，打印网络异常日志。目前日志的打印为部分采样，条件为网络发生异常每间隔 10 秒打印一条，避免网络发生异常打印超级大量的日志。该情况为永久错误，会重试该同步操作任务，在 《Eureka 源码解析 —— 任务批处理》「3. 任务处理器」 有详细解析。
第 26 至 29 行 ：非预期异常，目前 Eureka-Server 在代码上看下来，不会抛出这样的异常。该情况为永久错误，会重试该同步操作任务，在 《Eureka 源码解析 —— 任务批处理》「3. 任务处理器」 有详细解析。
#handleBatchResponse(...) 方法，代码如下：
|
ReplicationTask#handleSuccess()方法，无任务同步操作任务重写，是个空方法，代码如下：// ReplicationTask.javapublic void handleSuccess() {}ReplicationTask#handleFailure()方法，有两个同步操作任务重写：Cancel ：当 Eureka-Server 不存在下线的应用实例时，返回 404 状态码，此时打印错误日志，代码如下：
// PeerEurekaNode#cancel(...)@Overridepublic void handleFailure(int statusCode, Object responseEntity) throws Throwable {super.handleFailure(statusCode, responseEntity);if (statusCode == 404) {logger.warn( "{}: missing entry.", getTaskName());}}- x
Heartbeat ：情况较为复杂，我们换一行继续说，避免排版有问题，影响阅读。
噔噔噔恰，本文的重要头戏来啦！Last But Very Importment ！！！
Eureka-Server 是允许同一时刻允许在任意节点被 Eureka-Client 发起写入相关的操作，网络是不可靠的资源，Eureka-Client 可能向一个 Eureka-Server 注册成功，但是网络波动，导致 Eureka-Client 误以为失败，此时恰好 Eureka-Client 变更了应用实例的状态，重试向另一个 Eureka-Server 注册，那么两个 Eureka-Server 对该应用实例的状态产生冲突。
再例如…… 我们不要继续举例子，网络波动真的很复杂。我们来看看 Eureka 是怎么处理的。
应用实例( InstanceInfo ) 的 lastDirtyTimestamp 属性，使用时间戳，表示应用实例的版本号，当请求方( 不仅仅是 Eureka-Client ，也可能是同步注册操作的 Eureka-Server ) 向 Eureka-Server 发起注册时，若 Eureka-Server 已存在拥有更大 lastDirtyTimestamp 该实例( 相同应用并且相同应用实例编号被认为是相同实例 )，则请求方注册的应用实例( InstanceInfo ) 无法覆盖注册此 Eureka-Server 的该实例( 见 AbstractInstanceRegistry#register(...) 方法 )。例如我们上面举的例子，第一个 Eureka-Server 向 第二个 Eureka-Server 同步注册应用实例时，不会注册覆盖，反倒是第二个 Eureka-Server 同步注册应用到第一个 Eureka-Server ，注册覆盖成功，因为 lastDirtyTimestamp ( 应用实例状态变更时，可以设置 lastDirtyTimestamp 为当前时间，见 ApplicationInfoManager#setInstanceStatus(status) 方法 )。
但是光靠注册请求判断 lastDirtyTimestamp 显然是不够的，因为网络异常情况下时，同步操作任务多次执行失败到达过期时间后，此时在 Eureka-Server 集群同步起到最终一致性最最最关键性出现了：Heartbeat 。因为 Heartbeat 会周期性的执行，通过它一方面可以判断 Eureka-Server 是否存在心跳对应的应用实例，另外一方面可以比较应用实例的 lastDirtyTimestamp 。当满足下面任意条件，Eureka-Server 返回 404 状态码：
- 1）Eureka-Server 应用实例不存在，点击 链接 查看触发条件代码位置。
- 2）Eureka-Server 应用实例状态为
UNKNOWN，点击 链接 查看触发条件代码位置。为什么会是UNKNOWN，在 《Eureka 源码解析 —— 应用实例注册发现（八）之覆盖状态》「 4.3 续租场景」 有详细解析。 - 3）请求的
lastDirtyTimestamp更大，点击 链接 查看触发条件代码位置。
请求方接收到 404 状态码返回后，认为 Eureka-Server 应用实例实际是不存在的，重新发起应用实例的注册。以本文的 Heartbeat 为例子，代码如下：
|
第 4 至 10 行 ：接收到 404 状态码，调用
#register(...)方法，向该被心跳同步操作失败的 Eureka-Server 发起注册本地的应用实例的请求。- 上述 3） ，会使用请求参数
overriddenStatus存储到 Eureka-Server 的应用实例覆盖状态集合(AbstractInstanceRegistry.overriddenInstanceStatusMap)，点击 链接 查看触发条件代码位置。
- 上述 3） ，会使用请求参数
第 11 至 16 行 ：恰好是 3） 反过来的情况，本地的应用实例的
lastDirtyTimestamp小于 Eureka-Server 该应用实例的，此时 Eureka-Server 返回 409 状态码，点击 链接 查看触发条件代码位置。调用#syncInstancesIfTimestampDiffers()方法，覆盖注册本地应用实例，点击 链接 查看方法。
OK，撒花！记住：Eureka 通过 Heartbeat 实现 Eureka-Server 集群同步的最终一致性。
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