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Eureka相关面试题及答案

news 来源：原创 2024/5/20 13:18:45

1、什么是Eureka？

Eureka是一个由Netflix开发的服务发现（Service Discovery）工具，它是Spring Cloud生态系统中的一个关键组件。服务发现是微服务架构中的一个重要概念，它允许服务实例在启动时注册自己，以便其他服务可以查找并使用这些实例。

Eureka由两个主要组件组成：

Eureka Server：它是服务注册中心。各个服务实例启动时，会向Eureka Server注册自己的位置信息（通常是IP地址和端口号）。Eureka Server持有所有服务实例的注册信息，并提供这些信息给任何请求它的服务。
Eureka Client：它是嵌入在应用程序中的客户端，允许应用程序与Eureka Server进行交云。客户端负责维护与Eureka Server的心跳连接，以及在需要时获取其他服务的位置信息。

Eureka的工作模式：

服务注册：当一个服务实例启动时，它会在Eureka Server上进行注册，告知Server它的网络地址和其他元数据信息。
服务发现：服务实例会用Eureka Client查询Eureka Server，以便发现其他服务的网络位置。
服务下线：当服务实例正常关闭时，它会向Eureka Server发出注销请求。如果服务实例因为某种原因突然失联，Eureka Server会在一段时间后自动移除该实例。
服务续约：Eureka客户端会定期向Eureka Server发送心跳，以表明它还活着。如果Server在一定时间内没有收到某个实例的心跳，它将会假定该实例已经停止，并从注册列表中移除该实例。
自我保护模式：为了防止网络故障时错误地移除服务实例，Eureka Server在丢失过多心跳时会进入自我保护模式。在这种模式下，Server会保护注册表中的信息，不会注销任何服务实例，直到网络恢复正常。

Eureka的这些特性使它在微服务架构中扮演了一个极其重要的角色，尤其是在服务动态伸缩和故障转移等方面。

2、Eureka Server和Eureka Client之间是如何工作的？

Eureka Server和Eureka Client之间的工作机制基于服务注册与发现的原则，涉及几个关键步骤：

启动服务注册中心（Eureka Server）：
首先，Eureka Server作为服务注册中心启动，并开始监听来自客户端的注册与心跳请求。
服务实例注册（Eureka Client注册）：
当一个服务实例（Eureka Client）启动时，它将自己的信息（如服务名、主机名、端口、URL等）注册到Eureka Server上。这个注册过程通常在客户端服务启动的时候自动进行。
服务续约（心跳）：
注册成功后，客户端会按照配置的时间间隔，定期向Eureka Server发送心跳（续约请求），以通知服务器它仍然存活和可用。这个心跳机制确保了Eureka Server中的注册表是最新的。
获取注册服务信息：
当客户端需要与其他服务进行通信时，它会从Eureka Server获取当前所有可用服务实例的清单。Eureka Client会在本地缓存这个信息，并定期更新。
客户端负载均衡：
Eureka Client在本地执行负载均衡策略，如轮询或随机选择，来决定与哪个服务实例进行通信。
服务下线：
当服务实例计划停止时，它会向Eureka Server发送服务下线的请求。如果服务实例异常终止，未能正常发送下线请求，Eureka Server将在未收到心跳后的一段时间内自动从注册表中移除该实例。
自我保护模式：
如果Eureka Server在短时间内丢失了超过某个阈值的心跳（可能由于网络问题），它可能会进入自我保护模式。在这种模式下，Eureka Server假设网络分区故障，并暂时停止移除注册表中的服务实例，以防止因误判导致服务不可用。

这种服务注册与发现机制使得Eureka非常适合用于构建弹性微服务架构，服务实例可以动态地加入或退出，而其他服务实例可以实时地感知到这些变化，并据此进行相应的通信。

3、Eureka有哪些核心组件？

Eureka由几个核心组件组成，这些组件共同构成了Eureka的服务注册与发现机制。

Eureka Server：
作为服务注册中心，它负责维护服务实例的注册信息，并提供服务实例的发现机制。服务实例在启动时会向Eureka Server注册，并定期发送心跳以保持其注册状态。Eureka Server提供了一个用户界面，通过该界面可以查看当前所有注册的服务实例。
Eureka Client：
客户端库，通常嵌入到服务应用程序中，用于与Eureka Server交互。它负责将服务实例的信息注册到Eureka Server，并定期发送心跳以保持其在注册表中的存活状态。此外，Eureka Client还负责拉取注册表信息，并将其缓存在本地，以便进行服务发现和负载均衡。
注册表（Registry）：
在Eureka Server中维护的一份记录，包含了所有注册服务实例的详细信息。注册表中的信息会被周期性地复制到其他Eureka Server节点（如果在集群模式下运行），以确保高可用性。
心跳机制（Renewal）：
服务实例通过定期向Eureka Server发送所谓的“心跳”来表明它们仍然存活。如果Eureka Server在一定时间内没有接收到某个服务实例的心跳，它将认为该实例已不再可用，并从注册表中移除该服务实例。
服务下线：
当服务实例要被正常终止时，它会发送一个下线请求到Eureka Server，告知服务即将停止，Server随后将该实例从注册表中移除。
自我保护模式（Self-Preservation Mode）：
为了防止因网络故障导致Eureka Server错误地移除所有服务实例，Eureka Server具有自我保护模式。当Server在短时间内丢失过多的心跳时，将进入这个模式，假设这是由于网络问题而非服务实例有问题，于是保持当前注册表信息不变，不移除任何实例。

这些组件共同工作，确保了Eureka服务注册与发现机制的稳定运行，支持了微服务架构中服务的弹性和可发现性。

4、在Eureka中，什么是服务续约和心跳机制？

在Eureka中，“服务续约”和“心跳机制”是确保服务实例保持活跃并在Eureka服务器上注册的关键部分。以下是这两个概念的详细解释：

服务续约（Renewal）

服务续约是指Eureka客户端（服务实例）定期向Eureka Server发送一个信号，证明它还处于活跃状态。这个信号通常被称为“心跳”，通过这种方式，Eureka Server可以了解服务实例是否仍然可用和操作正常。如果Eureka Server在预定的时间间隔内没有收到某个服务实例的心跳，它将假定该实例已经停止服务，并将其从注册列表中移除。

心跳机制（Heartbeat）

心跳机制是服务续约的实际执行过程。Eureka客户端按预定的时间间隔（默认为30秒）向Eureka服务器发送“心跳”，告知服务器其正常运行。如果客户端失败或者无法与服务器通信，心跳将会停止，从而触发Eureka服务器在一定时间后移除该实例的注册信息。

这两个机制共同协作，确保服务注册中心（Eureka Server）具有准确和最新的服务实例状态信息。这允许服务消费者能够获取到最新且可用的服务实例进行交云，从而提高了整个微服务架构的可靠性和弹性。此外，心跳机制也使得服务的自我修复变得可能，因为一旦某个因故障下线的服务再次变得健康，它将自动重新注册并恢复其在系统中的作用。

5、Eureka的自我保护模式

Eureka的自我保护模式是一个分布式系统中的防御机制，它旨在应对Eureka服务注册中心可能遇到的网络分区问题。在分布式系统中，网络分区（又称为网络切割或分裂脑）指的是系统内组件（服务实例、服务注册中心等）之间的网络连接丢失，导致组件间无法通信，但这些组件本身可能仍然是健康的。

在自我保护模式下，Eureka Server会改变其常规行为，特别是在处理服务实例续约时。该模式主要基于以下两个原则：

优先保证注册信息的稳定性： 在自我保护模式下，Eureka Server会减少服务实例的自动注销。这种做法是基于一个假设，即大规模的服务实例故障几率远小于Eureka Server遇到网络问题的几率。因此，如果遇到大量服务失去联系的情况，Eureka更倾向于相信这是一个网络问题，而不是所有这些服务同时发生故障。
防止因网络问题造成的“脑裂”现象： 在发生网络分区时，为了避免错误地注销无法通信的服务实例，自我保护模式确保即使服务实例不能及时地与Eureka Server通信，它们仍然被认为是注册的。这种情况下，尽管注册信息可能并不完全准确，但它可以防止大量服务实例被错误移除，从而避免了系统的雪崩效应。

工作机制

以下是自我保护模式的工作细节：

续约阈值： Eureka Server在一个时间窗口内维护一个期望的心跳续约次数，这个次数是基于服务实例数量和心跳周期动态计算的。
续约比率： Eureka Server会实时计算实际收到的心跳次数与期望心跳次数的比率。
触发条件： 如果实际的续约比率低于配置的阈值（默认情况下是85%），Eureka Server就会进入自我保护模式。
影响： 在自我保护模式下，Eureka Server不会从注册列表中移除没有按时续约的服务实例。这意味着即使服务实例实际已经宕机或不可访问，Eureka Server的注册表中依然会保留它们的信息。

管理和监控

通常，自我保护模式是自动激活的，但也可以通过配置来关闭它。在实际的生产环境中，监控Eureka Server的状态以及服务实例的注册和续约情况是非常重要的，因为这有助于识别网络问题和服务健康状况。此外，服务消费者通常需要实现一些客户端侧的策略，比如重试逻辑、断路器模式和后备策略，以处理可能从Eureka Server获取到的陈旧或无效的服务实例信息。

配置和优化

Eureka的自我保护模式也可以通过配置进行一定程度的自定义和优化。例如，可以调整进入自我保护模式的阈值，或者配置服务续约的频率，以适应特定的服务和网络环境。

总的来说，Eureka的自我保护模式是一个设计上的权衡，它偏向于在不确定的网络环境中保持服务的可用性，即使这可能导致一些服务实例的状态信息过时。这种设计强调了服务发现在微服务架构中的重要性，并提供了对网络不稳定性的一种容错能力。

6、Eureka和Zookeeper有何区别？

Eureka和Zookeeper都是服务发现的解决方案，但它们在设计哲学、数据一致性模型、性能和易用性方面存在明显区别。以下是两者的对比分析：

设计哲学

Eureka:

是Netflix开发的服务发现工具，主要用于AWS云环境。
遵循的设计原则是“AP”（可用性和分区容错性优先）。
引入了自我保护模式，以保证在网络分区发生时，依然能提供服务发现的能力，即使这可能会导致某些服务信息过时或不正确。

Zookeeper:

是Apache软件基金会的一个顶级项目，它是一个分布式协调服务。
遵循的设计原则是“CP”（一致性和分区容错性优先）。
提供了强一致性的保证，适用于需要高一致性场景的服务协调和状态管理。

数据一致性模型

Eureka:

使用的是最终一致性模型，不保证所有客户端同时看到同一视图的数据。
在网络分区恢复后，Eureka会通过心跳重新同步服务实例信息，达到最终一致性。

Zookeeper:

使用的是基于ZAB（Zookeeper Atomic Broadcast）协议的强一致性模型。
无论何时，客户端都会看到一个一致的服务视图，因为Zookeeper在更新数据时会通过领导者选举和跨多个节点的数据同步来确保一致性。

性能

Eureka:

由于其AP设计，Eureka在面对网络分区和服务实例故障时，可以继续提供服务发现能力，对可用性的影响较小。
性能较好，因为它不需要在多个节点之间同步数据以保证强一致性。

Zookeeper:

由于其CP设计，当网络分区发生时，Zookeeper可能无法对外提供服务，以保证数据的一致性。
性能可能会受到一致性同步机制的影响，特别是在高写入负载时。

易用性

Eureka:

提供了简单的REST接口用于服务注册和发现，更容易集成和使用。
Eureka客户端提供了负载均衡和故障转移的封装，易于在服务消费者中嵌入。

Zookeeper:

提供了一组底层的原语，用于构建复杂的同步和协调机制，如领导选举、分布式锁等。
使用Zookeeper通常要求更深入的理解其工作原理，并需要更多的开发工作来实现服务注册和发现。

使用案例

Eureka:

通常作为轻量级的服务发现工具，特别是在微服务架构中。
适用于服务实例频繁变化的环境，如动态的云环境。

Zookeeper:

通常用于需要强一致性和复杂分布式协调机制的场景。
适合于对数据一致性要求较高的应用，如配置管理、命名服务、分布式锁等。

结论

在选择Eureka还是Zookeeper作为服务发现解决方案时，需要根据具体的应用场景和需求来决定。如果应用更倾向于服务的高可用性，不严格要求数据一致性，且喜欢简单的集成和管理，那么Eureka可能是更合适的选择。反之，如果应用需要强数据一致性和复杂的分布式协调功能，Zookeeper会是更好的选择。

7、如何在Eureka中实现安全通信？

在Eureka中实现安全通信意味着需要确保服务注册和发现过程中的数据传输是安全的。通常情况下，这涉及到以下几个安全层面的实现：

1. 使用HTTPS进行通信

使用HTTPS来代替HTTP可以确保Eureka服务器与客户端之间的通信是加密的，防止数据在传输过程中被截取或篡改。

实现步骤：

生成证书： 你需要为Eureka服务器生成一个SSL/TLS证书。这可以是自签名的证书，也可以是由证书颁发机构（CA）签名的证书。
配置服务器： 将Eureka服务器配置为使用这个证书，并监听HTTPS端口。
配置客户端： Eureka客户端需要配置为信任服务器的证书，并通过HTTPS与服务器通信。

2. 安全的服务注册

确保只有被授权的服务实例可以注册到Eureka服务器。这可以通过客户端认证来实现，常用的认证方式有基本认证（Basic Authentication）和双向SSL。

实现步骤：

启用安全认证： 在Eureka服务器上启用安全认证机制，例如Spring Security。
配置认证信息： 在Eureka客户端配置中指定认证信息，以保证只有提供了正确认证凭据的服务实例才能注册。

3. 安全的服务发现

服务消费者在从Eureka查询服务实例时也需要确保通信安全。

实现步骤：

配置服务发现的认证： 和服务注册类似，服务消费者访问Eureka服务器时也应该提供必要的认证信息。

4. 服务间的安全通信

虽然这不是由Eureka直接提供的，但在服务实例之间的通信也应该是安全的。

实现步骤：

服务间HTTPS： 确保所有服务间调用都通过HTTPS进行。
服务间认证和授权： 实施服务间的认证授权机制，如OAuth 2.0、JWT等。

5. 网络安全

除了以上提到的安全通信措施，还需要考虑网络层面的安全措施，比如使用防火墙、私有网络等。

6. 定期的安全审计和更新

任何安全机制都需要定期的审查和更新，以应对新出现的安全威胁。

实现步骤：

审计日志： 审计和监控所有安全相关的日志。
证书管理： 定期更新和撤销证书。
软件更新： 定期更新Eureka服务器和客户端，确保使用的是包含最新安全补丁的版本。

示例：Spring Cloud Eureka的安全配置

在Spring Cloud中配置Eureka服务器的安全通信通常涉及Spring Security的集成。以下是一个简化的示例：

@Configuration
@EnableWebSecurity
public class WebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {@Overrideprotected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {http.csrf().disable().authorizeRequests().anyRequest().authenticated().and().httpBasic();}@Autowiredpublic void configureGlobal(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {auth.inMemoryAuthentication().withUser("eureka-client").password("{noop}eureka-client-password").roles("SYSTEM");}
}

在以上配置中，我们禁用了CSRF保护（对于Eureka Server来说通常不是必要的），并且启用了HTTP基本认证。同时，我们配置了一个内存中的用户存储，它将用于认证。

注意： 这只是一个基本的示例，实际部署时你应该使用加密的密码和更为复杂的用户管理机制。

确保安全是一个持续的过程，以上措施需要与安全最佳实践和组织的安全策略相结合。

8、为什么我们需要服务发现？

服务发现是微服务架构中的一个关键组件，因为它允许服务实例动态地找到并沟通彼此的位置。以下是服务发现机制的重要性及其在现代分布式系统中的作用。

动态性与弹性

在传统的单体应用中，组件之间的通信路径通常是静态配置的。但是，在云原生和微服务架构中，服务实例可能会由于自动扩缩容、部署更新或故障恢复等原因在运行时动态地变化。服务发现允许系统动态地追踪每个服务的位置，实现服务的高度弹性和可伸缩性。

负载均衡

服务发现可以与负载均衡相结合，以优化资源使用和响应时间。服务消费者可以查询服务发现系统以获取可用服务实例的列表，并根据某种策略（如轮询、最少连接等）将请求分配到不同的实例上。

解耦和模块化

通过服务发现，服务之间的通信不再依赖于硬编码的地址信息，从而降低了服务间的耦合度。服务消费者只需知道所需服务的名称，而不是其具体位置。这种解耦允许更灵活地开发和部署服务。

服务健康检查

服务发现系统通常包含健康检查功能，可以定期检查服务实例是否健康。如果一个实例失败，服务发现可以快速地将其从服务注册表中移除，确保服务消费者不会向失败的实例发送请求。

简化配置管理

在没有服务发现的环境中，你可能需要在配置文件或环境变量中指定服务的网络位置。服务发现自动化了这个过程，降低了配置管理的复杂性。

支持多云和混合云部署

随着企业采用多云和混合云策略，服务实例可能分布在不同的云平台和数据中心。服务发现提供了一个统一的方法来跟踪和连接跨越多个环境的服务实例。

复杂系统的可维护性

在大型和复杂的系统中，手动跟踪所有服务实例几乎是不可能的。服务发现自动化了这个过程，提高了系统的可维护性和可操作性。

服务自注册和自注销

服务发现机制允许服务实例在启动时自动注册，并在关闭时自动注销。这种自服务的能力减少了人为错误和服务配置上的延迟。

支持服务版本控制和路由策略

服务发现可以支持基于服务版本的请求路由，这在进行蓝绿部署、金丝雀发布等策略时非常有用。通过服务发现，可以控制不同版本的服务实例的流量并进行灵活切换。

容错能力

服务发现提高了系统的容错能力，即使在发生网络故障或服务实例故障时，服务消费者仍然能找到可用的服务实例继续工作。

总之，服务发现在微服务架构中至关重要，它提供了服务位置的动态发现、服务健康监控、流量管理和配置简化等多方面的好处。这些特性对于构建可伸缩、可靠和高效的分布式系统是必不可少的。

9、如何集成Eureka和Ribbon？

Eureka和Ribbon通常一起使用在Spring Cloud环境中实现服务发现和客户端负载均衡。Eureka作为服务发现组件，负责维护微服务的清单，而Ribbon作为负载均衡器，可以根据从Eureka获得的服务清单来对服务请求进行负载均衡。

以下是如何在Spring Cloud应用程序中集成Eureka和Ribbon的步骤：

1. 引入依赖

在Spring Boot项目的pom.xml中引入Eureka Client和Ribbon的依赖。如果你使用的是Spring Cloud的发行版，则这两个依赖通常会被包含在spring-cloud-starter-netflix-eureka-client中。

<dependencies><!-- Eureka Client --><dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId></dependency><!-- Ribbon is already included with the Eureka Client for Spring Cloud versions prior to the 2020.0.0 release -->
</dependencies>

2. 启用Eureka Client

在应用程序的启动类上添加@EnableEurekaClient或@EnableDiscoveryClient注解，以启用Eureka客户端。

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient // or @EnableDiscoveryClient
public class MyApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(MyApplication.class, args);}
}

3. 配置Eureka Client

在application.yml或application.properties文件中配置Eureka客户端。

eureka:client:serviceUrl:defaultZone: http://eureka-server:8761/eureka/registerWithEureka: truefetchRegistry: trueinstance:preferIpAddress: true

4. 使用Ribbon进行客户端负载均衡

Ribbon可以和RestTemplate无缝集成。首先，需要创建一个RestTemplate的Bean，并使用@LoadBalanced注解来开启Ribbon负载均衡。

@Configuration
public class Config {@Bean@LoadBalancedpublic RestTemplate restTemplate() {return new RestTemplate();}
}

5. 服务调用

使用配置了Ribbon的RestTemplate来调用其他服务。你只需要使用服务名称来构造URL，Ribbon会从Eureka获取服务实例的清单，并对请求进行负载均衡。

@Service
public class MyService {private final RestTemplate restTemplate;@Autowiredpublic MyService(RestTemplate restTemplate) {this.restTemplate = restTemplate;}public String callService(String serviceName, String endpoint) {String serviceUrl = "http://" + serviceName + "/" + endpoint;return restTemplate.getForObject(serviceUrl, String.class);}
}

在上述示例中，serviceName是在Eureka服务注册表中注册的服务的名称。

这些步骤大致描述了如何在Spring Cloud应用程序中集成Eureka和Ribbon。从Spring Cloud 2020.0.0版本开始，Netflix Ribbon已经进入维护模式，并且Spring Cloud LoadBalancer已经成为Spring Cloud的推荐客户端负载均衡解决方案。尽管如此，Ribbon仍然是一个稳定的选择，并且对于许多项目来说是向后兼容的。

10、Eureka Client启动时如果找不到Eureka Server怎么办？

当Eureka Client启动时如果找不到Eureka Server，它的行为取决于你如何配置Eureka Client。以下是几种可能的情况和解决方案：

1. 容忍模式（Fail-Safe）

Eureka Client 默认配置是在启动时如果找不到Eureka Server也会继续运行，进入容忍模式。这意味着它会周期性地重试连接Eureka Server。在这种模式下，即使Eureka Client无法注册自己，也不会影响应用程序的启动。

你可以在application.properties或application.yml文件中看到以下默认配置：

eureka:client:serviceUrl:defaultZone: http://localhost:8761/eureka/registerWithEureka: truefetchRegistry: trueenabled: true

2. 自我保护模式

Eureka Server 有一个自我保护模式，当它没有收到来自客户端的心跳时，它不会立刻清理服务注册表。这样，即使Eureka Server暂时不可用，Eureka Client也可以使用最后知道的服务信息。

3. 配置重试机制

在Spring Cloud中，你还可以配置Eureka Client尝试连接到Eureka Server的重试机制。这可以通过Spring Retry来实现。

eureka:client:retry:enabled: true

确保你已经添加了Spring Retry依赖到你的项目中：

<dependency><groupId>org.springframework.retry</groupId><artifactId>spring-retry</artifactId>
</dependency>

4. 关闭Eureka Client

如果你的应用程序可以在没有Eureka Server的情况下运行，你可以选择关闭Eureka Client的注册功能：

eureka:client:registerWithEureka: falsefetchRegistry: false

这样，应用程序会正常启动，但不会尝试连接Eureka Server。

5. 备用方案

对于关键业务，有时会配置备用的服务发现机制，比如硬编码的服务清单或使用其他服务发现工具，以应对Eureka Server不可用的情况。

6. 快速失败配置

在某些情况下，你可能希望如果Eureka Client无法连接到Eureka Server时应用程序应该快速失败并停止启动。虽然这不是Eureka的默认行为，但你可以通过自定义健康检查或启动检查来实现，使得应用在无法注册到Eureka Server时终止启动。

应对策略

在生产环境中，可以采取以下策略减少Eureka Client找不到Eureka Server的影响：

多个Eureka Server实例：配置多个Eureka Server副本，并在不同的机器或可用区域部署，提供高可用性。
安全网络配置：确保网络配置正确，没有防火墙或安全组规则阻止了Eureka Client与Server之间的通信。
监控和告警：为Eureka Server配置监控和告警，以便在出现问题时及时响应。

在服务架构设计中，应当考虑这种情况并确保系统有足够的弹性来处理Eureka Server的不可用性。

11、Eureka 中需要注意什么？

在使用Eureka作为服务发现解决方案时，需要注意以下几个关键点以确保系统的可靠性和稳定性：

1. 高可用性配置

在生产环境中，单个Eureka Server实例可能成为单点故障。因此，应该设置一个Eureka Server集群，确保高可用性。不同的服务实例应该注册到相同的Eureka集群中，这样就算一个Eureka Server实例宕机，服务之间仍然可以相互发现。

2. 自我保护模式

Eureka Server的自我保护模式默认是开启的，这可以防止在网络分区故障情况下，Eureka Server不会立即从注册表中去除没有续约的服务实例。这种设计可以在短暂的网络问题发生时避免服务实例被错误地注销，但同时也可能导致客户端获取到已经下线的服务实例。理解和合理配置此模式对于保持服务发现的准确性至关重要。