服务注册与发现

服务注册与发现是微服务架构的基础组件，解决了服务如何相互找到对方的问题。服务实例动态变化（扩容、缩容、故障），客户端需要动态获取服务实例地址。

服务注册

注册模式

服务自注册：服务启动时主动向注册中心注册，关闭时主动注销。问题是服务可能异常退出，无法注销。

第三方注册：通过部署环境（如 Kubernetes）自动注册服务，服务无需感知注册中心。问题是依赖部署环境。

注册信息

服务名：服务的唯一标识，如 user-service。

实例 ID：服务实例的唯一标识，如 user-service-192.168.1.100-8080。

网络地址：IP 和端口，如 192.168.1.100:8080。

健康状态：服务是否健康，健康检查通过则为健康。

元数据：服务的额外信息，如版本、环境、权重、标签。

健康检查

主动健康检查：注册中心定期向服务发送健康检查请求（如 HTTP /health），无响应则标记为不健康。

被动健康检查：服务定期发送心跳到注册中心，超时未收到心跳则标记为不健康。

注册中心的特性

高可用：注册中心故障不会导致服务调用失败。客户端缓存服务列表，注册中心短暂故障不影响调用。

一致性：服务注册信息需要在所有注册中心节点间一致。强一致性（ZooKeeper）或最终一致性（Eureka、Nacos）。

容量限制：注册中心需要支持大量服务实例。Eureka 支持万级实例，Nacos 支持十万级实例。

服务发现

客户端发现

客户端查询注册中心获取服务实例列表，客户端选择一个实例发起调用。

客户端发现的优势：客户端直接调用，无额外跳转。客户端可以自定义负载均衡策略。

客户端发现的问题：客户端需要集成发现 SDK，增加客户端复杂度。客户端需要处理服务列表缓存和刷新。

实现：Eureka（Netflix）、Consul（HashiCorp）、Nacos（阿里）。

服务端发现

客户端调用负载均衡器（LB），LB 查询注册中心获取服务实例列表，LB 选择一个实例转发请求。

服务端发现的优势：客户端无需感知服务发现，只需调用 LB。LB 可以集中管理负载均衡策略。

服务端发现的问题：多一跳网络调用，增加延迟。LB 可能成为瓶颈。

实现：Nginx + Consul Template、Kubernetes Service、AWS ALB。

服务实例选择

随机选择：从服务实例列表随机选择一个，简单但可能导致负载不均。

轮询选择：依次选择每个实例，负载均衡但无法处理实例性能差异。

权重选择：根据实例性能设置权重，性能高的实例分配更多请求。

最少连接：选择当前连接数最少的实例，适合长连接场景。

一致性哈希：根据请求特征选择实例，适合需要会话保持的场景。

主流注册中心

Eureka

Eureka 是 Netflix 开源的服务注册中心，由 Eureka Server 和 Eureka Client 组成。

Eureka Server：注册中心服务器，集群部署，节点间相互复制注册信息。

Eureka Client：服务客户端，嵌入在服务中，负责注册、发现、心跳。

Eureka 的特性：AP 模型（可用性优先）、自我保护模式（网络分区时保留注册信息）、多级缓存（提高性能）。

Eureka 的问题：一致性弱（节点间注册信息可能不一致）、客户端缓存（可能访问到已下线的实例）、维护状态（Netflix 2.0 已停止维护）。

Consul

Consul 是 HashiCorp 开源的服务网格工具，提供服务注册与发现、健康检查、KV 存储。

Consul 的架构：Consul Server（集群）、Consul Client（轻量级 Agent）、Consul Template（配置生成）。

Consul 的特性：CP 模型（一致性优先）、健康检查（HTTP、TCP、Script）、多数据中心支持、服务网格集成。

Consul 的问题：写性能受限于 Raft 同步、健康检查可能影响性能、学习曲线陡峭。

Nacos

Nacos 是阿里开源的动态服务发现、配置管理和服务管理平台。

Nacos 的架构：Nacos Server（集群）、Nacos Client（嵌入在服务中）、控制台（管理界面）。

Nacos 的特性：AP/CP 切换（可以切换一致性模型）、配置管理（动态配置、灰度发布）、健康检查（TCP、HTTP、MySQL）、Dubbo 生态集成。

Nacos 的优势：功能全面（服务发现 + 配置中心）、性能高（支持十万级实例）、生态完善（Spring Cloud Alibaba、Dubbo）。

Nacos 的问题：稳定性有待验证、社区不如 Eureka 和 Consul 活跃。

ZooKeeper

ZooKeeper 是 Apache 的分布式协调服务，提供服务注册与发现、配置管理、分布式锁。

ZooKeeper 的特性：CP 模型（强一致性）、临时节点（服务故障自动删除）、Watch 机制（服务变更通知）。

ZooKeeper 的问题：性能较差（写操作受限于 Raft 同步）、客户端复杂（需要处理连接断开、Session 过期）、不是为服务注册设计（通用协调服务）。