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Eureka和Zookeeper比较.md

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本文章来源于：https://github.com/Zeb-D/my-review ，请star 强力支持，你的支持，就是我的动力。

[TOC]


平时经常用到的服务发现的产品进行下特性的对比，首先看下结论:

Feature Consul zookeeper etcd euerka
服务健康检查 服务状态，内存，硬盘等 (弱)长连接，keepalive 连接心跳 可配支持
多数据中心 支持 — — —
kv存储服务 支持 支持 支持 —
一致性 raft paxos raft —
cap ca cp cp ap
使用接口(多语言能力) 支持http和dns 客户端 http/grpc http（sidecar）
watch支持 全量/支持long polling 支持 支持 long polling 支持 long polling/大部分增量
自身监控 metrics — metrics metrics
安全 acl /https acl https支持（弱） —
spring cloud集成 已支持 已支持 已支持 已支持
  • 服务的健康检查

Euraka 使用时需要显式配置健康检查支持；Zookeeper,Etcd 则在失去了和服务进程的连接情况下任务不健康，而 Consul 相对更为详细点，比如内存是否已使用了90%，文件系统的空间是不是快不足了。

  • 多数据中心支持

Consul 通过 WAN 的 Gossip 协议，完成跨数据中心的同步；而且其他的产品则需要额外的开发工作来实现；

  • KV 存储服务

除了 Eureka ,其他几款都能够对外支持 k-v 的存储服务，所以后面会讲到这几款产品追求高一致性的重要原因。而提供存储服务，也能够较好的转化为动态配置服务哦。

  • 产品设计中 CAP 理论的取舍

Eureka 典型的 AP,作为分布式场景下的服务发现的产品较为合适，服务发现场景的可用性优先级较高，一致性并不是特别致命。其次 CA 类型的场景 Consul,也能提供较高的可用性，并能 k-v store 服务保证一致性。 而Zookeeper,Etcd则是CP类型 牺牲可用性，在服务发现场景并没太大优势；

  • 多语言能力与对外提供服务的接入协议

Zookeeper的跨语言支持较弱，其他几款支持 http11 提供接入的可能。Euraka 一般通过 sidecar的方式提供多语言客户端的接入支持。Etcd 还提供了Grpc的支持。 Consul除了标准的Rest服务api,还提供了DNS的支持。

  • Watch的支持（客户端观察到服务提供者变化）

Zookeeper 支持服务器端推送变化，Eureka 2.0(正在开发中)也计划支持。 Eureka 1,Consul,Etcd则都通过长轮询的方式来实现变化的感知；

  • 自身集群的监控

除了 Zookeeper ,其他几款都默认支持 metrics，运维者可以搜集并报警这些度量信息达到监控目的；

  • 安全

Consul,Zookeeper 支持ACL，另外 Consul,Etcd 支持安全通道https.

  • Spring Cloud的集成

目前都有相对应的 boot starter，提供了集成能力。

总的来看，目前Consul 自身功能，和 spring cloud 对其集成的支持都相对较为完善，而且运维的复杂度较为简单（没有详细列出讨论），Eureka 设计上比较符合场景，但还需持续的完善。


Eureka

最近在学习spring-cloud 时，发现其中有个EureKa比较和Zookeeper 长的比较相似。先说明下spring-cloud支持哪些组件：

  • Spring Cloud Eureka ：服务治理组件，包含服务注册中心，服务注册与发现机制
  • Spring Cloud Hystrix：容错管理组件，具备服务熔断、服务降级、线程和信号隔离、请求缓存、请求合并以及服务监控等强大功能
  • Spring Cloud Ribbon：客户端负载均衡，重试机制
  • Spring Cloud Feign：声名式服务调用，对Ribbon和Hystrix的封装
  • Spring Cloud Stream：简化对中间件的使用，支持RabbitMQ和Kafka自动化配置
  • Spring Cloud Sleuth：全链路跟踪，与Zipkin整合
  • Spring cloud Zuul ： api网关服务
  • Spring cloud config ： 分布式配置中心
  • Spring cloud Bus ： 消息总线

看到这些，能找到和它相似的组件或者中间件，如Eureka与zookeeper，config 与 apollo等。

###Eureka 简介

Eureka 是 Netflix 出品的用于实现服务注册和发现的工具。 Spring Cloud 集成了 Eureka，并提供了开箱即用的支持。其中， Eureka 又可细分为 Eureka Server 和 Eureka Client。

img

上图是来自eureka的官方架构图，这是基于集群配置的eureka； - 处于不同节点的eureka通过Replicate进行数据同步 - Application Service为服务提供者 - Application Client为服务消费者 - Make Remote Call完成一次服务调用

服务启动后向Eureka注册，Eureka Server会将注册信息向其他Eureka Server进行同步，当服务消费者要调用服务提供者，则向服务注册中心获取服务提供者地址，然后会将服务提供者地址缓存在本地，下次再调用时，则直接从本地缓存中取，完成一次调用。

当服务注册中心Eureka Server检测到服务提供者因为宕机、网络原因不可用时，则在服务注册中心将服务置为DOWN状态，并把当前服务提供者状态向订阅者发布，订阅过的服务消费者更新本地缓存。

服务提供者在启动后，周期性（默认30秒）向Eureka Server发送心跳，以证明当前服务是可用状态。Eureka Server在一定的时间（默认90秒）未收到客户端的心跳，则认为服务宕机，注销该实例。


接下来 开始分析优劣势，说白了，重新解读前面的特性总结。

Eureka的优势

  1. 在Eureka平台中，如果某台服务器宕机，Eureka不会有类似于ZooKeeper的选举leader的过程；客户端请求会自动切换到新的Eureka节点；当宕机的服务器重新恢复后，Eureka会再次将其纳入到服务器集群管理之中；而对于它来说，所有要做的无非是同步一些新的服务注册信息而已。所以，再也不用担心有“掉队”的服务器恢复以后，会从Eureka服务器集群中剔除出去的风险了。Eureka甚至被设计用来应付范围更广的网络分割故障，并实现“0”宕机维护需求。（多个zookeeper之间网络出现问题,造成出现多个leader，发生脑裂）当网络分割故障发生时，每个Eureka节点，会持续的对外提供服务（注：ZooKeeper不会）：接收新的服务注册同时将它们提供给下游的服务发现请求。这样一来，就可以实现在同一个子网中（same side of partition），新发布的服务仍然可以被发现与访问。

  2. 正常配置下，Eureka内置了心跳服务，用于淘汰一些“濒死”的服务器；如果在Eureka中注册的服务，它的“心跳”变得迟缓时，Eureka会将其整个剔除出管理范围（这点有点像ZooKeeper的做法）。这是个很好的功能，但是当网络分割故障发生时，这也是非常危险的；因为，那些因为网络问题（注：心跳慢被剔除了）而被剔除出去的服务器本身是很”健康“的，只是因为网络分割故障把Eureka集群分割成了独立的子网而不能互访而已。

    幸运的是，Netflix考虑到了这个缺陷。如果Eureka服务节点在短时间里丢失了大量的心跳连接（注：可能发生了网络故障），那么这个Eureka节点会进入”自我保护模式“，同时保留那些“心跳死亡“的服务注册信息不过期。此时，这个Eureka节点对于新的服务还能提供注册服务，对于”死亡“的仍然保留，以防还有客户端向其发起请求。当网络故障恢复后，这个Eureka节点会退出”自我保护模式“。所以Eureka的哲学是，同时保留”好数据“与”坏数据“总比丢掉任何”好数据“要更好，所以这种模式在实践中非常有效。

  3. Eureka还有客户端缓存功能（注：Eureka分为客户端程序与服务器端程序两个部分，客户端程序负责向外提供注册与发现服务接口）。所以即便Eureka集群中所有节点都失效，或者发生网络分割故障导致客户端不能访问任何一台Eureka服务器；Eureka服务的消费者仍然可以通过Eureka客户端缓存来获取现有的服务注册信息。甚至最极端的环境下，所有正常的Eureka节点都不对请求产生相应，也没有更好的服务器解决方案来解决这种问题时；得益于Eureka的客户端缓存技术，消费者服务仍然可以通过Eureka客户端查询与获取注册服务信息，这点很重要。

  4. Eureka的构架保证了它能够成为Service发现服务。它相对与ZooKeeper来说剔除了Leader节点的选取或者事务日志机制，这样做有利于减少使用者维护的难度也保证了Eureka的在运行时的健壮性。而且Eureka就是为发现服务所设计的，它有独立的客户端程序库，同时提供心跳服务、服务健康监测、自动发布服务与自动刷新缓存的功能。但是，如果使用ZooKeeper你必须自己来实现这些功能。Eureka的所有库都是开源的，所有人都能看到与使用这些源代码，这比那些只有一两个人能看或者维护的客户端库要好。

  5. 维护Eureka服务器也非常的简单，比如，切换一个节点只需要在现有EIP下移除一个现有的节点然后添加一个新的就行。Eureka提供了一个web-based的图形化的运维界面，在这个界面中可以查看Eureka所管理的注册服务的运行状态信息：是否健康，运行日志等。Eureka甚至提供了Restful-API接口，方便第三方程序集成Eureka的功能。


ZooKeeper

###ZooKeeper 简介

对不熟悉Zookeeper 请看。

在分布式系统领域有个著名的CAP定理（C-数据一致性；A-服务可用性；P-服务对网络分区故障的容错性，这三个特性在任何分布式系统中不能同时满足，最多同时满足两个）；

ZooKeeper是个CP的，即任何时刻对ZooKeeper的访问请求能得到一致的数据结果，同时系统对网络分割具备容错性；但是它不能保证每次服务请求的可用性（注：也就是在极端环境下，ZooKeeper可能会丢弃一些请求，消费者程序需要重新请求才能获得结果）。

但是别忘了，ZooKeeper是分布式协调服务，它的职责是保证数据（注：配置数据，状态数据）在其管辖下的所有服务之间保持同步、一致；所以就不难理解为什么ZooKeeper被设计成CP而不是AP特性的了，如果是AP的，那么将会带来恐怖的后果（注：ZooKeeper就像交叉路口的信号灯一样，你能想象在交通要道突然信号灯失灵的情况吗？）。而且，作为ZooKeeper的核心实现算法Zab，就是解决了分布式系统下数据如何在多个服务之间保持同步问题的。

ZooKeeper的劣势

  1. 对于Service发现服务来说就算是返回了包含不实的信息的结果也比什么都不返回要好；再者，对于Service发现服务而言，宁可返回某服务5分钟之前在哪几个服务器上可用的信息，也不能因为暂时的网络故障而找不到可用的服务器，而不返回任何结果。所以说，用ZooKeeper来做Service发现服务是肯定错误的，如果你这么用就惨了！ 如果被用作Service发现服务，ZooKeeper本身并没有正确的处理网络分割的问题；而在云端，网络分割问题跟其他类型的故障一样的确会发生；所以最好提前对这个问题做好100%的准备。就像Jepsen在ZooKeeper网站上发布的博客中所说：在ZooKeeper中，如果在同一个网络分区（partition）的节点数（nodes）数达不到ZooKeeper选取Leader节点的“法定人数”时，它们就会从ZooKeeper中断开，当然同时也就不能提供Service发现服务了。
  2. ZooKeeper下所有节点不可能保证任何时候都能缓存所有的服务注册信息。如果ZooKeeper下所有节点都断开了，或者集群中出现了网络分割的故障（注：由于交换机故障导致交换机底下的子网间不能互访）；那么ZooKeeper会将它们都从自己管理范围中剔除出去，外界就不能访问到这些节点了，即便这些节点本身是“健康”的，可以正常提供服务的；所以导致到达这些节点的服务请求被丢失了。（注：这也是为什么ZooKeeper不满足CAP中A的原因）
  3. 更深层次的原因是，ZooKeeper是按照CP原则构建的，也就是说它能保证每个节点的数据保持一致，而为ZooKeeper加上缓存的做法的目的是为了让ZooKeeper变得更加可靠（available）；但是，ZooKeeper设计的本意是保持节点的数据一致，也就是CP。所以，这样一来，你可能既得不到一个数据一致的（CP）也得不到一个高可用的（AP）的Service发现服务了；因为，这相当于你在一个已有的CP系统上强制栓了一个AP的系统，这在本质上就行不通的！一个Service发现服务应该从一开始就被设计成高可用的才行！
  4. 如果抛开CAP原理不管，正确的设置与维护ZooKeeper服务就非常的困难；错误会经常发生，导致很多工程被建立只是为了减轻维护ZooKeeper的难度。这些错误不仅存在与客户端而且还存在于ZooKeeper服务器本身。Knewton平台很多故障就是由于ZooKeeper使用不当而导致的。那些看似简单的操作，如：正确的重建观察者（reestablishing watcher）、客户端Session与异常的处理与在ZK窗口中管理内存都是非常容易导致ZooKeeper出错的。同时，我们确实也遇到过ZooKeeper的一些经典bug：ZooKeeper-1159 与ZooKeeper-1576；我们甚至在生产环境中遇到过ZooKeeper选举Leader节点失败的情况。这些问题之所以会出现，在于ZooKeeper需要管理与保障所管辖服务群的Session与网络连接资源（注：这些资源的管理在分布式系统环境下是极其困难的）；但是它不负责管理服务的发现，所以使用ZooKeeper当Service发现服务得不偿失。

总结

对于zk不提供高可用性的劣势，zk最新版本支持stale模式，选举的时候，也可以对外提供服务。而且选举的速度不是性能的瓶颈所在，你的问题是网络延迟，要是网络延迟，即使zk没挂，你也顶不住双十一的。zk在注册中心上其实做的更好，支持两种模式：stale模式和默认的高一致性的模式。不过zk的定位是分布式协调器，植入会比eureka要重。

作为服务注册中心，最重要的是要保证可用性，可以接受短时间内数据不一致的情况。个人觉得 Eureka 作为单纯的服务注册中心来说要比 zookeeper 更加“专业”一点。不过 eureka2.x 分支不再维护，但是 eureka1.x 官方还在维护，目前最新 RELEASE 版本是 1.9.9，所以并不是像网上说的 eureka 凉了啥的。