声明

Sep 11, 2020 go golang go语言 Jaeger源码分析——服务注册与服务发现.md go文档 go技术
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 Jaeger官方并没有明确说明其服务注册和服务发现的具体使用和介绍，这部分功能是在分析源码的时候，发现其原理与服务注册和服务发现类似，所以结合自己对服务注册和服务发现的认识，做一次总结，有错还请指点。

TChannel服务注册和服务发现

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 Jaeger不借助第三方工具也能实现服务注册和服务发现，这部分功能由其依赖的RPC框架提供。

第三方注册——手动注册

1go run cmd/agent/main.go --collector.host-port=192.168.0.10:14267,192.168.0.11:14267

 在启动agent的时候，可配置多个collector静态地址，这部分地址会形成一张注册表。

注册表

  • 注册表结构
 1github.com/uber/tchannel-go/peer.go #59
 2type PeerList struct {
 3    sync.RWMutex
 4    parent          *RootPeerList
 5    //以hostPort为下标组成注册表
 6    peersByHostPort map[string]*peerScore
 7    //负载均衡实现
 8    peerHeap        *peerHeap
 9    scoreCalculator ScoreCalculator
10    lastSelected    uint64
11}
  • 健康检查
 1github.com/jaegertracing/jaeger/pkg/discovery/peerlistmgr/peer_list_mgr.go  #150
 2func (m *PeerListManager) ensureConnections() {
 3    peers := m.peers.Copy()
 4    minPeers := m.getMinPeers(peers)
 5    numConnected, notConnected := m.findConnected(peers)
 6    //有一定量的链接，就不进行健康检查
 7    if numConnected >= minPeers {
 8      return
 9    }
10    ......
11    for i := range notConnected {
12      // swap current peer with random from the remaining positions
13      r := i + m.rnd.Intn(len(notConnected)-i)
14      notConnected[i], notConnected[r] = notConnected[r], notConnected[i]
15      // try to connect to current peer (swapped)
16      peer := notConnected[i]
17      m.logger.Info("Trying to connect to peer", zap.String("host:port", peer.HostPort()))
18      //用于控制超时
19      ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), m.connCheckTimeout)
20      conn, err := peer.GetConnection(ctx)
21      cancel()
22      if err != nil {
23        m.logger.Error("Unable to connect", zap.String("host:port", peer.HostPort()), zap.Duration("connCheckTimeout", m.connCheckTimeout), zap.Error(err))
24        continue
25      }
26      ......
27    }
28}
29

 在注册表上的地址，TChannel都会进行健康检查，每秒进行一次，如果0.25秒没有连接上，视为服务不可用。如果连接成功则保留当前服务实例，供agent提交数据使用。

 1github.com/uber/tchannel-go/connection.go #228
 2func (ch *Channel) newOutboundConnection(timeout time.Duration, hostPort string, events connectionEvents) (*Connection, error) {
 3    conn, err := net.DialTimeout("tcp", hostPort, timeout)
 4    if err != nil {
 5      if ne, ok := err.(net.Error); ok && ne.Timeout() {
 6        ch.log.WithFields(LogField{"hostPort", hostPort}, LogField{"timeout", timeout}).Infof("Outbound net.Dial timed out")
 7        err = ErrTimeout
 8      }
 9      return nil, err
10    }
11
12    return ch.newConnection(conn, hostPort, connectionWaitingToSendInitReq, events), nil
13}

客户端服务发现

  • 软负载均衡
 1github.com/uber/tchannel-go/peer.go #149
 2func (l *PeerList) choosePeer(prevSelected map[string]struct{}, avoidHost bool) *Peer {
 3    var psPopList []*peerScore
 4    var ps *peerScore
 5    ......
 6    size := l.peerHeap.Len()
 7    for i := 0; i < size; i++ {
 8      //把peer从Heap头部弹出来
 9      popped := l.peerHeap.popPeer()
10      if canChoosePeer(popped.HostPort()) {
11          ps = popped
12          break
13      }
14      psPopList = append(psPopList, popped)
15    }
16    //不符合的放入Heap尾部
17    for _, p := range psPopList {
18        heap.Push(l.peerHeap, p)
19    }
20
21    if ps == nil {
22        return nil
23    }
24    //符合条件的打分，再放入Heap尾部
25    l.peerHeap.pushPeer(ps)
26    ps.chosenCount.Inc()
27    return ps.Peer
28}

 当Agent需要提交数据的时候，会从TChannel的负载均衡获取peer(服务信息)，当有多个的时候，TChannel通过轮询方式，查询peer。实现方式：注册表把所有peer放入peerHeap，先把peer从头部弹出，再把peer放回尾部，从而实现轮询策略的负载均衡。

  • 重试
 1github.com/uber/tchannel-go/retry.go #212
 2func (ch *Channel) RunWithRetry(runCtx context.Context, f RetriableFunc) error {
 3    var err error
 4
 5    opts := getRetryOptions(runCtx)
 6    rs := ch.getRequestState(opts)
 7    defer requestStatePool.Put(rs)
 8    //默认重试5次
 9    for i := 0; i < opts.MaxAttempts; i++ {
10        rs.Attempt++
11
12        if opts.TimeoutPerAttempt == 0 {
13            err = f(runCtx, rs)
14        } else {
15            attemptCtx, cancel := context.WithTimeout(runCtx, opts.TimeoutPerAttempt)
16            err = f(attemptCtx, rs)
17            cancel()
18        }
19
20        if err == nil {
21            return nil
22        }
23        if !opts.RetryOn.CanRetry(err) {
24            if ch.log.Enabled(LogLevelInfo) {
25                ch.log.WithFields(ErrField(err)).Info("Failed after non-retriable error.")
26            }
27          return err
28        }
29        ......
30    }
31
32    // Too many retries, return the last error
33    return err
34}

 网络之间的通讯避免不了网络异常，所以为了提高可用性，重试是其中一种方式。当从负载均衡获取peer提交数据到Collector，如果提交失败，会再从负载均衡获取peer，最多5次，如果5次都不成功就会放弃这次提交。

Consul+docker 服务注册和服务发现

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 使用consul实现服务注册和服务发现是一件很简单的事情。很多功能都是开箱即用。

准备工作

  • 启动Consul——ip：172.18.0.2
1docker run -itd --network=backend \
2-p 8400:8400 -p 8500:8500 -p 8600:53/udp \
3-h node1 progrium/consul -server -bootstrap -ui-dir /ui
  • 启动Agent
 1docker run \
 2-itd --network=backend \
 3--name=jaeger-agent \
 4-p5775:5775/udp \
 5-p6831:6831/udp \
 6-p6832:6832/udp \
 7-p5778:5778/tcp \
 8--dns-search="service.consul" --dns=172.18.0.2 \
 9jaegertracing/jaeger-agent \
10/go/bin/agent-linux --collector.host-port=jaeger-collector:14267
  • 启动Collector
 1#node1
 2docker run -itd --network=backend \
 3--name=jaeger-collector-node1 \
 4-p :14267 \
 5--dns-search="service.consul" --dns=172.18.0.2 \
 6jaegertracing/jaeger-collector \
 7/go/bin/collector-linux \
 8--span-storage.type=cassandra \
 9--cassandra.keyspace=jaeger_v1_dc \
10--cassandra.servers=cassandra:9042
11
12#node2
13docker run -itd --network=backend \
14--name=jaeger-collector-node2 \
15-p :14267 \
16--dns-search="service.consul" --dns=172.18.0.2 \
17jaegertracing/jaeger-collector \
18/go/bin/collector-linux \
19--span-storage.type=cassandra \
20--cassandra.keyspace=jaeger_v1_dc \
21--cassandra.servers=cassandra:9042

服务注册——自动注册

1docker run -itd --net=backend --name=registrator \
2--volume=/var/run/docker.sock:/tmp/docker.sock \
3gliderlabs/registrator:latest \
4consul://172.18.0.2:8500

 使用consul+docker的形式，只要部署好服务，就会被自动注册到consul，十分简单。

注册表

  • 查看注册表信息

查看注册表信息http://localhost:8500/ui/#/dc1/nodes/node1

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 可以看到启动的2个Collector服务ip分别为：172.18.0.5和172.18.0.8

 consul提供了很多种健康检查方式：HTTP、TCP、Docker、Shell和TTL。详情可以查看官网。

服务端服务发现

 Consul相对于Agent和Collector是远程服务，所以提供了2种服务发现方式：HTTP和DNS，在这里主要使用是DNS，因为简单，轻量。

  • DNS和软负载均衡

 当Agent通过DNS解析出多个IP的时候，Consul会随机选择一个IP给Agent实现负载均衡。

 由于DNS存在缓存，所以有可能出现，服务不健康，一样会被正常解析，所以在默认情况下Consul是没有设置缓存时间，TTL为0，但是也考虑到了不缓存对Consul的压力，所以开放配置，让我们去决定缓存时间点DNS Caching。

总结

TChannel与Consul+docker实现的服务发现和服务注册中都有他们的优缺点：

服务注册

  • TChannel

 TChannel的服务注册适用于一些基础服务，例如Jaeger就属于一种基础服务，这种服务一旦部署很少会变动。

  • Consul + docker

 在现在docker流行的大环境下使用Consul实现的服务注册会简单很多，docker有一个特点就是ip地址是动态，所以它很适合业务场景，因为业务经常变动，服务也随着变化。

健康检查

 TChannel和Consul都提供了健康检查，但是都只是检测服务是否正在运行，无法了解是否能够正常处理请求。

服务发现

  • TChannel

 TChannel使用的是客户端服务发现，这种方式相对于Consul的服务端服务发现的优点就是没有了远程网络开销，单点问题。同时缺点就是各个语言都需要自己实现注册表，负载均衡等功能。

  • Consul

 Consul使用服务端服务发现，它可以很好的和其他服务结合使用，不需要关心注册表，负载均衡等。而且关于网络开销和单点问题都提供了方案。