编辑“︁Spring Cloud服务发现”︁

{{DISPLAYTITLE:Spring Cloud服务发现}}

== 概述 ==
'''Spring Cloud服务发现'''是分布式系统中动态定位服务实例的核心机制，属于[[微服务架构]]的关键组件。通过服务发现，客户端应用无需硬编码服务提供者的网络位置（IP/端口），而是通过注册中心自动获取可用实例列表，实现服务的动态路由与负载均衡。

在Spring Cloud生态中，服务发现主要由以下模块实现：
* '''服务注册'''：服务启动时向注册中心上报元数据（如主机、端口、健康状态）
* '''服务查询'''：客户端从注册中心拉取或订阅服务实例列表
* '''心跳检测'''：定期更新服务可用性状态

== 核心组件 ==
=== 服务注册中心 ===
Spring Cloud支持多种注册中心实现：

{| class="wikitable"
|-
! 组件 !! 协议 !! 特点
|-
| [[Eureka]] | HTTP | Netflix开源，AP系统（高可用）
|-
| [[Consul]] | HTTP/DNS | 支持多数据中心，CP系统
|-
| [[Zookeeper]] | ZAB协议 | CP系统，强一致性
|-
| [[Nacos]] | HTTP/DNS | 阿里开源，支持配置管理
|}

=== 服务提供者与消费者 ===
* '''Provider'''：通过客户端库（如`@EnableDiscoveryClient`）注册服务
* '''Consumer'''：通过负载均衡器（如`Ribbon`）发现服务

<mermaid>
sequenceDiagram
    participant Provider
    participant Registry
    participant Consumer
    Provider->>Registry: 注册服务实例
    Consumer->>Registry: 查询服务列表
    Registry-->>Consumer: 返回实例信息
    Consumer->>Provider: 发起服务调用
</mermaid>

== 实现示例 ==
=== 基于Eureka的示例 ===
==== 1. 注册中心配置 ====
<syntaxhighlight lang="java">
// 启动类
@SpringBootApplication
@EnableEurekaServer
public class EurekaServerApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(EurekaServerApplication.class, args);
    }
}
</syntaxhighlight>

配置`application.yml`：
<syntaxhighlight lang="yaml">
server:
  port: 8761
eureka:
  client:
    register-with-eureka: false # 不自我注册
    fetch-registry: false     # 不获取注册表
</syntaxhighlight>

==== 2. 服务提供者 ====
<syntaxhighlight lang="java">
@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class ProviderApplication {
    @RestController
    class ServiceController {
        @GetMapping("/hello")
        public String hello() {
            return "Hello from " + System.getenv("HOSTNAME");
        }
    }
}
</syntaxhighlight>

配置`application.yml`：
<syntaxhighlight lang="yaml">
spring:
  application:
    name: order-service
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:8761/eureka
</syntaxhighlight>

==== 3. 服务消费者 ====
<syntaxhighlight lang="java">
@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class ConsumerApplication {
    @Bean
    @LoadBalanced // 启用客户端负载均衡
    public RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }

    @RestController
    class ClientController {
        @Autowired
        private RestTemplate restTemplate;

        @GetMapping("/call")
        public String callService() {
            // 使用服务名而非具体地址
            return restTemplate.getForObject(
                "http://order-service/hello", 
                String.class);
        }
    }
}
</syntaxhighlight>

== 高级特性 ==
=== 健康检查机制 ===
注册中心通过心跳检测判断服务可用性，Spring Boot Actuator提供健康端点：

<syntaxhighlight lang="yaml">
management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: health,info
</syntaxhighlight>

=== 元数据扩展 ===
可在注册时附加自定义元数据：
<syntaxhighlight lang="java">
eureka:
  instance:
    metadata-map:
      zone: us-east-1
      version: 2.1
</syntaxhighlight>

=== 安全认证 ===
保护注册中心通信：
<syntaxhighlight lang="yaml">
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://user:secret@eureka-server:8761/eureka
</syntaxhighlight>

== 实际应用场景 ==
'''电商系统案例'''：
1. 订单服务（order-service）注册到Eureka
2. 支付服务（payment-service）通过服务发现调用订单服务
3. 当订单服务实例扩容时，新实例自动注册
4. 支付服务通过Ribbon实现负载均衡

<mermaid>
graph TD
    A[用户请求] --> B[API Gateway]
    B --> C[支付服务]
    C --> D[订单服务实例1]
    C --> E[订单服务实例2]
    D --> F[数据库]
    E --> F
</mermaid>

== 常见问题 ==
{{Collapse|title=Q1: 服务发现与DNS有何区别？|
* '''动态性'''：服务发现支持实时实例变化，传统DNS有TTL延迟
* '''元数据'''：可携带丰富服务属性（版本、区域等）
* '''协议支持'''：除HTTP外还支持gRPC等协议
}}

{{Collapse|title=Q2: 如何处理注册中心故障？|
* '''客户端缓存'''：Ribbon等组件会缓存服务列表
* '''多注册中心'''：Nacos支持集群部署
* '''熔断机制'''：结合Hystrix实现故障隔离
}}

== 数学建模 ==
服务发现的可用性可通过以下公式计算：
<math>
A = 1 - (1 - A_{reg})^n \times (1 - A_{disc})^m
</math>
其中：
* <math>A_{reg}</math>：注册成功率
* <math>A_{disc}</math>：发现成功率
* <math>n</math>：注册操作次数
* <math>m</math>：发现操作次数

== 性能优化 ==
* '''缓存策略'''：客户端定期刷新服务列表（默认30秒）
* '''区域感知'''：优先选择同区域实例
* '''服务预热'''：新实例逐步接收流量

<syntaxhighlight lang="yaml">
eureka:
  client:
    registry-fetch-interval-seconds: 10 # 调整缓存刷新频率
</syntaxhighlight>

== 版本兼容性 ==
注意Spring Cloud与Spring Boot版本对应关系：

{| class="wikitable"
|-
! Spring Cloud !! Spring Boot
|-
| 2023.x (Kilburn) | 3.1.x
|-
| 2022.x (Leyton) | 3.0.x
|-
| 2021.x (Jubilee) | 2.6.x
|}

== 延伸阅读 ==
* [[Spring Cloud LoadBalancer]]
* [[服务网格(Service Mesh)]]对比
* [[分布式系统CAP理论]]

[[Category:后端框架]]
[[Category:Spring]]
[[Category:Spring Cloud]]