1、再回顧：什么是服務(wù)注冊中心？

先回顧一下什么叫做服務(wù)注冊中心？

顧名思義，假設(shè)你有一個分布式系統(tǒng)，里面包含了多個服務(wù)，部署在不同的機器上，然后這些不同機器上的服務(wù)之間要互相調(diào)用。

舉個現(xiàn)實點的例子吧，比如電商系統(tǒng)里的訂單服務(wù)需要調(diào)用庫存服務(wù)，如下圖所示。

現(xiàn)在的問題在于，訂單服務(wù)在192.168.31.154這臺機器上，庫存服務(wù)在192.137.1.33這臺機器上。

現(xiàn)在訂單服務(wù)是想要調(diào)用庫存服務(wù)，但是他并不知道庫存服務(wù)在哪臺機器上??！畢竟人家都是在不同機器上的。

所以這個時候就需要服務(wù)注冊中心出場了，這個時候你的系統(tǒng)架構(gòu)中需要引入獨立部署在一臺機器上的服務(wù)注冊中心，如下圖所示。

然后訂單服務(wù)、庫存服務(wù)之類的兄弟，都需要配置上服務(wù)注冊中心部署在哪臺機器上，比如192.168.31.45這臺機器。

接著訂單服務(wù)、庫存服務(wù)他們自己啟動的時候，就得發(fā)送請求到到服務(wù)注冊中心上去進行服務(wù)注冊。

也就是說，得告訴服務(wù)注冊中心，自己是哪個服務(wù)，然后自己部署在哪臺機器上。

然后服務(wù)注冊中心會把大家注冊上來的信息放在注冊表里，如下圖。

接著訂單服務(wù)假如想要調(diào)用庫存服務(wù)，那么就找服務(wù)注冊中心問問：能不能告訴我?guī)齑娣?wù)部署在哪臺機器上？

服務(wù)注冊中心是知道這個信息的，所以就會告訴訂單服務(wù)：庫存服務(wù)部署在192.1371.133這臺機器上，你就給這臺機器發(fā)送請求吧。

然后，訂單服務(wù)就可以往庫存服務(wù)的那臺機器發(fā)送請求了，完成了服務(wù)間的調(diào)用。

整個過程，如下圖所示：

上述就是服務(wù)注冊中心的作用、地位以及意義，現(xiàn)在大家應(yīng)該知道服務(wù)注冊中心的作用了吧。

好！接著我們就來看看Consul作為服務(wù)注冊中心，他的架構(gòu)設(shè)計原理是什么？

2、Consul服務(wù)注冊中心的整體架構(gòu)

如果要基于Consul作為服務(wù)注冊中心，那么首先必須在每個服務(wù)所在的機器上部署一個Consul Agent，作為一個服務(wù)所在機器的代理。

然后還得在多臺機器上部署Consul Server，這就是核心的服務(wù)注冊中心。

這個Consul Agent可以用來收集你的服務(wù)信息然后發(fā)送給Consul Server，還會對你的服務(wù)不停的發(fā)送請求檢查他是否健康。

然后你要發(fā)現(xiàn)別的服務(wù)的時候，Consul Agent也會幫你轉(zhuǎn)發(fā)請求給Consul Server，查詢其他服務(wù)所在機器。

Consul Server一般要求部署3~5臺機器，以保證高可用以及數(shù)據(jù)一致性。

他們之間會自動實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步，而且Consul Server集群會自動選舉出一臺機器作為leader，其他的Consul Server就是follower。

咱們看下面的圖，先感受一下這個Consul他整體的架構(gòu)。

3、Consul如何通過Raft協(xié)議實現(xiàn)強一致性？

OK，那么這里就來討論一下Consul是如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)一致性的。

首先，大家知道Consul Server是部署集群的，而且他會選舉出來一臺Server作為Leader。

接下來各個服務(wù)發(fā)送的注冊請求都會落地給Leader，由Leader同步給其他Follower。

所以首先第一點，Leader Server是絕對有最新的服務(wù)注冊信息的，是不是？

比如庫存服務(wù)發(fā)起注冊了，那么Leader Server上一定有庫存服務(wù)的注冊信息。

接著如果比如訂單服務(wù)要發(fā)現(xiàn)庫存服務(wù)的話，這個查詢請求會發(fā)送給Leader Server。

這樣服務(wù)注冊和發(fā)現(xiàn)，都是通過一臺Leader Server來進行的，就可以保證服務(wù)注冊數(shù)據(jù)的強一致性了，大家看下圖。

接著大家想，假如說庫存服務(wù)在注冊的時候數(shù)據(jù)剛寫到Leader Server，結(jié)果Leader Server就宕機了，這時候怎么辦？

那么此時這條注冊數(shù)據(jù)就丟失了，訂單服務(wù)就沒法發(fā)現(xiàn)那個庫存服務(wù)了。沒關(guān)系，這里Consul會基于Raft協(xié)議來解決這個問題。

首先，庫存服務(wù)注冊到Leader Server的時候，會采取Raft協(xié)議，要求必須讓Leader Server把這條注冊數(shù)據(jù)復(fù)制給大部分的Follower Server才算成功。

這就保證了，如果你認為自己注冊成功了，那么必然是多臺Consul Server都有這條注冊數(shù)據(jù)了。

如果你剛發(fā)送給Leader Server他自己就宕機了，那么這次注冊會認為失敗。

此時，Consul Server集群會重新選舉一個Leader Server出來，你需要再次重新注冊。

這樣就可以保證你注冊成功的數(shù)據(jù)絕對不會丟，然后別人發(fā)現(xiàn)服務(wù)的時候一定可以從Leader Server上獲取到最新的強一致的注冊數(shù)據(jù)。

整個過程，如下圖所示：

上面的圖就可以看到，只要你注冊的時候基于Raft協(xié)議強制同步到大多數(shù)Server，哪怕是Leader掛了，也會選舉新的Leader。

這樣就可以讓別人從新的Leader Server來發(fā)現(xiàn)你這個服務(wù)，所以數(shù)據(jù)是絕對強一致的。

4、Consul如何通過Agent實現(xiàn)分布式健康檢查？

最后說說Consul是如何通過各個服務(wù)機器上部署Agent來實現(xiàn)分布式健康檢查的。

集中式的心跳機制，比如傳統(tǒng)的Eureka，是讓各個服務(wù)都必須每隔一定時間發(fā)送心跳到Eureka Server。

如果一段時間沒收到心跳，那么就認為這個服務(wù)宕機了。

但是這種集中式的心跳機制會對Eureka Server造成較大的心跳請求壓力，實際上平時Eureka Server接收最多的請求之一就是成千上萬服務(wù)發(fā)送過來的心跳請求。

所以Consul在這塊進行了架構(gòu)優(yōu)化，引入了Agent概念。

每個機器上的Consul Agent會不斷的發(fā)送請求檢查服務(wù)是否健康，是否宕機。如果服務(wù)宕機了，那么就會通知Consul Server。

怎么樣？是不是發(fā)現(xiàn)各個服務(wù)自己不用再發(fā)送心跳請求去Server了？減小了Server這部分的壓力吧？

沒錯，這就是Consul基于Agent實現(xiàn)的分布式健康檢查機制，可以大幅度的減小Server端的壓力。

這樣一來，哪怕你就部署個三五臺機器，可以輕松支持成千上萬個服務(wù)。

咱們再來一張圖，一起來看看：