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SpringCloud注册中心Eureka集群是怎么保持数据一致的？-创新互联

SpringCloud 注册中心 Eureka 集群是怎么保持数据一致的？

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服务注册中心不可能是单点的，一定会有一个集群，那么集群中的服务注册信息如何在集群中保持一致的呢？

首先要明确的是 Eureka 是弱数据一致性的。

下面从2个方面来说明：

  1. 什么是弱数据一致性
  2. Eureka 是如何同步数据的

1. 弱数据一致性

我们知道 ZooKeeper 也可以实现数据中心，ZooKeeper 就是强一致性的。

分布式系统中有一个重要理论：CAP。

SpringCloud 注册中心 Eureka 集群是怎么保持数据一致的？

该理论提到了分布式系统中的3个特性：

  • Consistency 数据一致性

分布式系统中，数据会存在多个副本中，有一些问题会导致写入数据时，一部分副本成功、一部分副本失败，造成数据不一致。

满足一致性就要求对数据的更新操作成功后，多副本的数据必须保持一致。

  • Availability 可用性

在任何时候客户端对集群进行读写操作时，请求能够正常响应。

  • Partition Tolerance 分区容忍性

发生通信故障时，集群被分割为多个无法通信的分区时，集群仍然可用。

CAP 理论指出：这3个特性不可能同时满足，最多满足2个。

P是客观存在的，不可绕过，那么就是选择 C还是选择 A。

ZooKeeper 选择了 C，就是尽可能的保证数据一致性，某些情况下可以牺牲可用性。

Eureka 则选择了 A，所以 Eureka 具有高可用性，在任何时候，服务消费者都能正常获取服务列表，但不保证数据的强一致性，消费者可能会拿到过期的服务列表。

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Eureka 的设计理念：保留可用及过期的数据总比丢掉可用的数据好。

2. Eureka 的数据同步方式

2.1 复制方式

分布式系统的数据在多个副本之间的复制方式，主要有：

  • 主从复制

就是 Master-Slave模式，有一个主副本，其他为从副本，所有写操作都提交到主副本，再由主副本更新到其他从副本。

写压力都集中在主副本上，是系统的瓶颈，从副本可以分担读请求。

  • 对等复制

就是 Peer to Peer模式，副本间不分主从，任何副本都可以接收写操作，然后每个副本间互相进行数据更新。

对等复制模式，任何副本都可以接收写请求，不存在写压力瓶颈，但各个副本间数据同步时可能产生数据冲突。

Eureka 采用的就是 Peer to Peer模式。

2.2 同步过程

Eureka Server 本身依赖了 Eureka Client，也就是每个 Eureka Server 是作为其他 Eureka Server 的 Client。

Eureka Server 启动后，会通过 Eureka Client 请求其他 Eureka Server 节点中的一个节点，获取注册的服务信息，然后复制到其他 peer 节点。

Eureka Server 每当自己的信息变更后，例如 Client 向自己发起注册、续约、注销请求， 就会把自己的最新信息通知给其他 Eureka Server，保持数据同步。

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如果自己的信息变更是另一个Eureka Server同步过来的，这是再同步回去的话就出现数据同步死循环了。

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Eureka Server 在执行复制操作的时候，使用 HEADER_REPLICATION这个 http header 来区分普通应用实例的正常请求，说明这是一个复制请求，这样其他 peer 节点收到请求时，就不会再对其进行复制操作，从而避免死循环。

还有一个问题，就是数据冲突，比如 server A 向 server B 发起同步请求，如果 A 的数据比 B 的还旧，B 不可能接受 A 的数据，那么 B 是如何知道 A 的数据是旧的呢？这时 A 又应该怎么办呢？

数据的新旧一般是通过版本号来定义的，Eureka 是通过 lastDirtyTimestamp这个类似版本号的属性来实现的。

lastDirtyTimestamp是注册中心里面服务实例的一个属性，表示此服务实例最近一次变更时间。

比如 Eureka Server A 向 Eureka Server B 复制数据，数据冲突有2种情况：

（1）A 的数据比 B 的新，B 返回 404，A 重新把这个应用实例注册到 B。

（2）A 的数据比 B 的旧，B 返回 409，要求 A 同步 B 的数据。

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还有一个重要的机制：hearbeat 心跳，即续约操作，来进行数据的最终修复，因为节点间的复制可能会出错，通过心跳就可以发现错误，进行弥补。

例如发现某个应用实例数据与某个server不一致，则server放回404，实例重新注册即可。

3. 小结

  • Eureka 是弱数据一致性，选择了 CAP 中的 AP。
  • Eureka 采用 Peer to Peer 模式进行数据复制。
  • Eureka 通过 lastDirtyTimestamp 来解决复制冲突。
  • Eureka 通过心跳机制实现数据修复。

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