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Spring Cloud Consul實現(xiàn)選舉機制的代碼工程

 更新時間：2024年11月21日 08:25:01   作者：HBLOG  
Spring Cloud Consul 是 Spring Cloud 提供的對 HashiCorp Consul 的支持,它是一種基于服務網(wǎng)格的工具,用于實現(xiàn)服務注冊、發(fā)現(xiàn)、配置管理和健康檢查,本文給大家介紹了如何用Spring Cloud Consul實現(xiàn)選舉機制,需要的朋友可以參考下

1.什么是Spring Cloud Consul？

Spring Cloud Consul 是 Spring Cloud 提供的對 HashiCorp Consul 的支持。它是一種基于服務網(wǎng)格的工具，用于實現(xiàn)服務注冊、發(fā)現(xiàn)、配置管理和健康檢查。 主要功能包括：

  • 服務注冊與發(fā)現(xiàn)：通過 Consul 的服務注冊功能，Spring Cloud Consul 可以實現(xiàn)微服務的動態(tài)注冊和發(fā)現(xiàn)，簡化服務間通信。
  • 分布式配置管理：通過 Consul 的 Key/Value 存儲機制，提供對分布式配置的管理。
  • 健康檢查：支持服務實例的健康檢查，確保只有健康的實例可供其他服務調用。
  • 選舉與分布式鎖：通過 Consul 的會話機制，支持分布式鎖和領導選舉。

Spring Cloud Consul 的選舉機制

Spring Cloud Consul 的選舉機制基于 Consul 會話（Session） 和 鍵值存儲（Key/Value Store） 實現(xiàn)分布式領導選舉。

工作原理：

  • 會話創(chuàng)建：
    • 服務實例向 Consul 創(chuàng)建一個會話（Session），這是一個臨時的、與實例綁定的對象。
    • 會話帶有 TTL（生存時間），需要定期續(xù)約，保持活躍狀態(tài)。
  • 獲取鎖（Lock）：
    • 通過將一個 Key 的值設置為當前會話 ID，服務嘗試獲取該 Key 的鎖。
    • Consul 使用 CAS（Compare and Swap）操作來確保只有一個服務實例可以成功獲取鎖。
  • 鎖定成功：
    • 成功獲取鎖的服務實例被視為領導者（Leader）。
    • 其他實例會定期嘗試獲取鎖，但只能等待當前鎖被釋放或超時。
  • 鎖釋放或失效：
    • 如果領導實例未能及時續(xù)約會話（例如宕機或網(wǎng)絡中斷），Consul 會釋放與該會話相關聯(lián)的鎖，其他實例可以競爭成為新的領導者。

2.環(huán)境搭建

run Consul Agent

docker run -d --name=dev-consul -p 8500:8500 consul

web ui

http://localhost:8500

3.代碼工程

實驗目標

  • 使用 Consul 提供的會話機制和鍵值存儲來實現(xiàn) 分布式領導選舉。
  • 通過 @InboundChannelAdapter 和 @ServiceActivator 實現(xiàn)周期性檢查領導身份并執(zhí)行領導任務。

pom.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <parent>
        <artifactId>springcloud-demo</artifactId>
        <groupId>com.et</groupId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <artifactId>LeaderElection</artifactId>

    <properties>
        <maven.compiler.source>17</maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>17</maven.compiler.target>
    </properties>
    <dependencies>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        <!-- Spring Cloud Starter Consul Discovery -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-consul-discovery</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.integration</groupId>
            <artifactId>spring-integration-core</artifactId>
        </dependency>

    </dependencies>

</project>

LeaderElectionConfig.java

package com.et;

import jakarta.annotation.PreDestroy;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.http.HttpEntity;
import org.springframework.http.HttpHeaders;
import org.springframework.http.HttpMethod;
import org.springframework.http.ResponseEntity;
import org.springframework.integration.annotation.InboundChannelAdapter;
import org.springframework.integration.annotation.Poller;
import org.springframework.integration.annotation.ServiceActivator;
import org.springframework.integration.core.MessageSource;
import org.springframework.integration.support.MessageBuilder;
import org.springframework.messaging.Message;
import org.springframework.messaging.MessageHandler;
import org.springframework.messaging.MessagingException;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

@Configuration
public class LeaderElectionConfig {

    private static final String LEADER_KEY = "service/leader";
    private static final String CONSUL_URL = "http://localhost:8500";
    private String sessionId;


    @Bean
    @InboundChannelAdapter(value = "leaderChannel", poller = @Poller(fixedDelay = "5000"))
    public MessageSource<String> leaderMessageSource() {
        return () -> {
            // Implement logic to check if this instance is the leader
            boolean isLeader = checkLeadership();
            return MessageBuilder.withPayload(isLeader ? "I am the leader" : "I am not the leader").build();
        };
    }

    @Bean
    @ServiceActivator(inputChannel = "leaderChannel")
    public MessageHandler leaderMessageHandler() {
        return new MessageHandler() {
            @Override
            public void handleMessage(Message<?> message) throws MessagingException {
                System.out.println(message.getPayload());
                // Implement logic to perform leader-specific tasks
            }
        };
    }


    private final RestTemplate restTemplate = new RestTemplate();

    public LeaderElectionConfig() {
        this.sessionId = createSession();
    }

    private String createSession() {
        String url = CONSUL_URL + "/v1/session/create";
        HttpHeaders headers = new HttpHeaders();
        HttpEntity<String> entity = new HttpEntity<>("{\"Name\": \"leader-election-session\"}", headers);
        //ResponseEntity<String> response = restTemplate.postForEntity(url, entity, String.class);
        //  PUT
        ResponseEntity<String> response = restTemplate.exchange(url, HttpMethod.PUT, entity, String.class);
        // Extract session ID from response
        return response.getBody().split("\"")[3]; // This is a simple way to extract the session ID
    }

    public boolean checkLeadership() {
        String url = CONSUL_URL + "/v1/kv/" + LEADER_KEY + "?acquire=" + sessionId;
        HttpHeaders headers = new HttpHeaders();
        HttpEntity<String> entity = new HttpEntity<>(headers);
        ResponseEntity<Boolean> response = restTemplate.exchange(url, HttpMethod.PUT, entity, Boolean.class);
        return Boolean.TRUE.equals(response.getBody());
    }
    public void releaseLeadership() {
        String url = CONSUL_URL + "/v1/kv/" + LEADER_KEY + "?release=" + sessionId;
        HttpHeaders headers = new HttpHeaders();
        HttpEntity<String> entity = new HttpEntity<>(headers);
        ResponseEntity<Boolean> response = restTemplate.exchange(url, HttpMethod.PUT, entity, Boolean.class);
        if (Boolean.TRUE.equals(response.getBody())) {
            System.out.println("Released leadership successfully");
        } else {
            System.out.println("Failed to release leadership");
        }
    }
    @PreDestroy
    public void onExit() {
        releaseLeadership();
    }
}

代碼解釋

  • 初始化：
    • 啟動時通過 createSession() 向 Consul 注冊會話。
  • 周期性任務：
    • 每 5 秒通過 checkLeadership() 檢查領導身份。
    • 如果是領導者，執(zhí)行特定任務（如打印日志、執(zhí)行業(yè)務邏輯）。
  • 釋放資源：
    • 應用關閉時，通過 releaseLeadership() 釋放鎖。

LeaderElectionApplication.java

package com.et;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;
import org.springframework.integration.config.EnableIntegration;

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
@EnableIntegration
public class LeaderElectionApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(LeaderElectionApplication.class, args);
    }
}

配置文件

node1

server.port=8081
spring.cloud.consul.discovery.enabled=true
spring.cloud.consul.discovery.register=true
spring.application.name=leader-election-example
spring.cloud.consul.host=localhost
spring.cloud.consul.port=8500
spring.cloud.consul.discovery.instance-id=${spring.application.name}:${spring.application.instance_id:${random.value}}

node2

server.port=8082
spring.cloud.consul.discovery.enabled=true
spring.cloud.consul.discovery.register=true
spring.application.name=leader-election-example
spring.cloud.consul.host=localhost
spring.cloud.consul.port=8500
spring.cloud.consul.discovery.instance-id=${spring.application.name}:${spring.application.instance_id:${random.value}}

以上只是一些關鍵代碼。

4.測試

啟動node1節(jié)點

java -jar myapp.jar --spring.profiles.active=node1

啟動node2節(jié)點

java -jar myapp.jar --spring.profiles.active=node2

通過控制臺觀察日志，其中只有一臺機器能選為主機

以上就是Spring Cloud Consul實現(xiàn)選舉機制的代碼工程的詳細內容，更多關于Spring Cloud Consul選舉機制的資料請關注腳本之家其它相關文章！

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