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微服务中的服务发现与注册中心

article 2025/4/1 0:10:49

在微服务架构中，服务实例的数量可能随着流量负载自动扩展或缩减，因此服务之间如何高效地进行通信成为一个重要问题。本篇博客将介绍服务发现的概念，并结合 Consul 和 自定义注册中心 进行实践，帮助开发者在微服务架构下高效管理服务通信。

1. 什么是服务发现？

服务发现是指微服务架构中，服务实例能够被其他服务动态定位的机制。在单体应用中，服务通常运行在固定的 IP 地址和端口上，而在微服务架构中，由于容器化和自动扩展，服务的 IP 和端口可能是动态的，导致传统的静态配置方法不再适用。

服务发现主要分为两种模式：

客户端服务发现（Client-side Service Discovery）：客户端直接查询服务注册中心，获取可用的服务实例列表。
服务器端服务发现（Server-side Service Discovery）：请求先经过负载均衡器或 API 网关，由它负责查询服务实例并转发请求。

2. DNS 作为服务发现方案

DNS（域名系统）是最基础的服务发现机制，它将域名解析为服务器 IP 地址，并可以结合负载均衡来管理多个实例。

DNS 的优势

适用于已有基础设施，不需要额外的服务发现组件。
广泛兼容各类客户端和服务端技术。

DNS 的局限性

更新不够及时：DNS 记录的缓存（TTL）可能导致客户端继续使用失效的 IP 地址。
负载均衡策略有限：默认的 DNS 轮询策略无法动态适应服务状态变化。

解决方案：使用 Consul 作为动态 DNS 解析服务，提供服务注册与发现功能。

3. 通过 Consul 进行服务发现

Consul 是 HashiCorp 开源的一款服务发现与健康检查工具，它支持 DNS 解析和 REST API 查询，能自动感知服务的健康状态。

(1) 启动 Consul

首先，我们需要运行 Consul 作为服务发现中心：

consul agent -dev

然后打开浏览器访问 http://127.0.0.1:8500，查看 Consul 控制台。

(2) 注册服务到 Consul

创建 loginService.js，作为待注册的微服务。

const express = require('express');
const app = express();

app.get('/health', (req, res) => {
  res.status(200).send('OK');
});

app.listen(3000, () => {
  console.log('loginService 运行在 http://127.0.0.1:3000');
});

然后创建 loginServiceRegister.js，将 loginService 注册到 Consul：

const consul = require('consul')({ host: '127.0.0.1', port: 8500 });

const serviceId = 'login-service-3000';

consul.agent.service.register({
  id: serviceId,
  name: 'loginService',
  address: '127.0.0.1',
  port: 3000,
  check: {
    http: 'http://127.0.0.1:3000/health',
    interval: '10s'
  }
}, (err) => {
  if (err) {
    console.error('服务注册失败:', err);
  } else {
    console.log('loginService 注册成功');
  }
});

运行：

node loginService.js
node loginServiceRegister.js

可以在 Consul 控制台 http://127.0.0.1:8500 查看注册的服务。

(3) 服务健康检查

在 Consul 中，健康检查是服务发现的重要部分。健康检查的作用包括：

确保服务正常运行。
发现故障时自动从可用实例列表中移除该服务。

当 loginService 停止时，Consul 控制台会标记它为 critical，并在恢复运行后自动恢复 healthy 状态。

4. 自定义注册中心实现

除了使用 Consul 作为注册中心，我们还可以手动实现一个轻量级的服务注册中心，适用于不需要完整 Consul 功能的项目。

(1) 目录结构

microservices/
  ├── registry-service/  # 服务注册中心
  ├── catalog-service/   # 目录服务
  ├── shopper-service/   # 购物者前端

(2) 搭建注册中心

初始化注册中心项目：

mkdir registry-service && cd registry-service
npm init -y
npm install express axios

创建 registry-service/index.js，提供服务注册 API：

const express = require('express');
const app = express();
app.use(express.json());

let services = {};

app.post('/register', (req, res) => {
  const { name, version, ip, port } = req.body;
  const serviceKey = `${name}-${version}`;
  services[serviceKey] = { ip, port, lastUpdated: Date.now() };
  console.log(`已注册: ${serviceKey} -> ${ip}:${port}`);
  res.send({ message: '服务注册成功' });
});

app.get('/discover/:name/:version', (req, res) => {
  const serviceKey = `${req.params.name}-${req.params.version}`;
  res.send(services[serviceKey] || {});
});

setInterval(() => {
  const now = Date.now();
  for (const key in services) {
    if (services[key].lastUpdated < now - 60000) {
      delete services[key];
      console.log(`移除过期服务: ${key}`);
    }
  }
}, 60000);

app.listen(4000, () => console.log('注册中心运行在 http://127.0.0.1:4000'));