Java Chassis3注冊中心分區(qū)隔離技術(shù)解密
Java Chassis 3技術(shù)解密:注冊中心分區(qū)隔離
注冊中心負(fù)責(zé)實(shí)例的注冊和發(fā)現(xiàn),對微服務(wù)可靠運(yùn)行起到舉足輕重的作用。實(shí)例變更感知周期是注冊中心最重要的技術(shù)指標(biāo)之一。感知周期代表提供者的實(shí)例注冊或者下線后,消費(fèi)者感知實(shí)例注冊或者下線的周期。影響實(shí)例變更感知周期的技術(shù)因素有很多。
- 數(shù)據(jù)一致性。一致性指實(shí)例在注冊中心的一個(gè)節(jié)點(diǎn)注冊,從注冊中心的不同節(jié)點(diǎn)能否同時(shí)讀取到實(shí)例的注冊信息。這個(gè)技術(shù)因素對于實(shí)例變更感知周期有一定影響,比如最終一致性的感知速度會慢,強(qiáng)一致性的感知速度會快。但多數(shù)場景,這個(gè)技術(shù)指標(biāo)不是核心因素。
- 變更通知機(jī)制。變更通知機(jī)制指消費(fèi)者獲取最新實(shí)例列表的方式,通常有幾種方式:定期Pull的方式,消費(fèi)者周期性的從注冊中心查詢實(shí)例列表;注冊中心Push的方式,注冊中心通過長連接、WebSocket等協(xié)議,將實(shí)例變化通知消費(fèi)者。定期Pull的方式感知周期相對較長,工作機(jī)制比較可靠,容錯(cuò)效率高,對于網(wǎng)絡(luò)要求低,更加安全;注冊中心Push的方式感知周期很短,容易出現(xiàn)事件錯(cuò)亂或者堆積,對于網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃有一定要求。
- 注冊中心檢測實(shí)例狀態(tài)的方式。注冊中心檢測實(shí)例狀態(tài)的方式表示如何判斷實(shí)例的狀態(tài)是正常還是異常。比如Service Center需要實(shí)例定期的發(fā)送心跳,如果在3個(gè)心跳周期未檢測到心跳,那么認(rèn)為實(shí)例異常;比如Nacos則根據(jù)微服務(wù)實(shí)例與注冊中心的長連接狀態(tài)判斷實(shí)例是否異常。
此外,實(shí)例管理規(guī)模、支持元數(shù)據(jù)管理等也是注冊注冊中心比較常見的功能特性。比如Java Chassis 2要求注冊中心必須支持契約的注冊和管理。
Java Chassis 3的設(shè)計(jì)目標(biāo)之一,就是降低對于注冊中心功能的依賴,能夠支持盡可能多的注冊中心,而不降低微服務(wù)自身的可靠性。 在描述 Java Chassis 3的實(shí)例管理機(jī)制之前,先討論一個(gè)典型的問題:注冊中心分區(qū)隔離。
注冊中心分區(qū)隔離是指如下場景
微服務(wù)提供者與注冊中心之間的網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障,而服務(wù)消費(fèi)者與注冊中心之間的網(wǎng)絡(luò)是正常的,即產(chǎn)生分區(qū)隔離。在發(fā)生分區(qū)隔離的場景下,現(xiàn)有的?;顧C(jī)制都會認(rèn)為微服務(wù)提供者下線,進(jìn)而導(dǎo)致微服務(wù)消費(fèi)者訪問微服務(wù)提供者出現(xiàn)大規(guī)模失敗。分區(qū)隔離通常會發(fā)生在注冊中心在多AZ部署/容災(zāi)的場景,微服務(wù)提供者和微服務(wù)消費(fèi)者連接的是不同AZ的注冊中心實(shí)例。在微服務(wù)提供者和消費(fèi)者跨AZ部署的時(shí)候,也可能發(fā)生。
注冊中心分區(qū)隔離故障會造成大面積的應(yīng)用調(diào)用失敗,是注冊中心有關(guān)故障中,最嚴(yán)重的故障之一。
注冊中心有關(guān)故障解決方案
Ribbon的解決方案
Ribbon在客戶端提供了 IPing
接口來檢測實(shí)例故障,以檢測注冊中心錯(cuò)誤下線實(shí)例,而實(shí)例實(shí)際可以工作的場景。 該機(jī)制在多數(shù)場景工作良好,然而在容器場景下,可能長期保留錯(cuò)誤的實(shí)例。因?yàn)槲⒎?wù)提供者不是由于分區(qū)隔離錯(cuò)誤,而是重啟的場景下,如果原來的端口被其他服務(wù)占用,則會導(dǎo)致微服務(wù)消費(fèi)者始終保留錯(cuò)誤的實(shí)例。
public interface IPing { boolean isAlive(Server server); }
Spring Cloud的解決方案
Spring Cloud的機(jī)制和Ribbon類似,提供了 HealthCheckServiceInstanceListSupplier
,并允許開發(fā)者定義實(shí)例監(jiān)控狀態(tài)檢測方式。
Java Chassis的解決方案
Java Chassis結(jié)合實(shí)例是否在注冊中心查詢到(History)、實(shí)例狀態(tài)(Status)、Ping狀態(tài)(Ping)、隔離狀態(tài)(Isolation)將實(shí)例分組,并給不同的組分配不同的優(yōu)先級。
在 Java Chassis 3技術(shù)解密:負(fù)載均衡選擇器
中,解密了Java Chassis分組實(shí)例使用的機(jī)制。當(dāng)出現(xiàn)注冊中心分區(qū)隔離的情況,實(shí)例在注冊中心查詢不到,仍然被保留到了 History
分組,只要實(shí)例 Ping 狀態(tài)正常, 這個(gè)實(shí)例仍然會被使用, 從而防止了實(shí)例被錯(cuò)誤下線。
Java Chassis還設(shè)計(jì)了新的Ping機(jī)制,解決容器場景下,可能長期保留錯(cuò)誤的實(shí)例的問題。 Ping機(jī)制的核心邏輯包含如下幾個(gè)部分:
- 微服務(wù)提供者向注冊中心注冊的時(shí)候,生成實(shí)例ID。實(shí)例ID需要保證進(jìn)程的每次重啟,都是唯一的。
- 微服務(wù)消費(fèi)者通過PING消息檢測微服務(wù)提供者的存活狀態(tài)。PING消息包含微服務(wù)提供者的實(shí)例ID。
- 微服務(wù)提供者檢測PING消息里面的實(shí)例ID,如果實(shí)例ID與自己的實(shí)例ID相同,則返回健康,否則返回異常。
Java Chassis提供了新的健康檢查接口
@RestSchema(schemaId = ManagementEndpoint.NAME, schemaInterface = ManagementEndpoint.class) public class ManagementEndpointImpl implements ManagementEndpoint { private RegistrationManager registrationManager; @Autowired public void setRegistrationManager(RegistrationManager registrationManager) { this.registrationManager = registrationManager; } @Override public boolean health(String instanceId, String registryName) { String mySelf = registrationManager.getInstanceId(registryName); if (StringUtils.isEmpty(mySelf)) { return false; } return mySelf.equals(instanceId); } }
Java Chassis 2結(jié)合Service Center的功能設(shè)計(jì),共同保障了注冊發(fā)現(xiàn)的可靠性。Java Chassis 3通過應(yīng)用客戶端技術(shù),降低了對于注冊中心的依賴,使得 Java Chassis 3使用不同的注冊中心都能夠取得很高的可靠性。 內(nèi)置的實(shí)例狀態(tài)分組管理和創(chuàng)新的Ping機(jī)制設(shè)計(jì),使得 Java Chassis 3在注冊中心分區(qū)隔離故障條件下也能穩(wěn)定的工作。
客戶故事:注冊中心推空故障是 Nacos
的經(jīng)典故障,對于系統(tǒng)可靠性運(yùn)行產(chǎn)生了非常大的影響。推空故障的影響機(jī)制和分區(qū)隔離故障的影響機(jī)制類似。借助于Java Chassis 3,能夠?qū)I(yè)務(wù)影響的時(shí)間和范圍降到最低。
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