SOFAJRaft 注册中心-心跳检测实现

2023-10-13 03:28

本文主要是介绍SOFAJRaft 注册中心-心跳检测实现,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

文章目录

    • 1.前言
    • 2.心跳流程图
      • 整体流程
      • 心跳续约&心跳检测
    • 3.实现步骤
      • 3.1 客户端
      • 3.2 服务端
        • 3.2.1 HeartBeatRpcProcessor
        • 3.2.2 HeartBeatRequestHandler
        • 3.2.3 ServiceDiscoveryRequestHandlerFactory 新增 onBeat 方法
        • 3.2.4 ServiceDiscoveryCheckBeatThread 心跳检测线程
        • 3.2.5 ServiceDiscoveryRequestHandlerFactory 新增 checkBeat 方法
        • 3.2.6 ServiceDiscoveryServer 服务端启动时启动心跳检测线程
    • 4.测试

1.前言

  • 在上篇文章 基于 SOFAJRaft 实现注册中心_不懂的浪漫的博客-CSDN博客 学习之后,我们了解了如何基于 JRaft 来实现一个注册中心,了解了 JRaft 的编程模式。
  • 按照官网的步骤和示例,一步一步完善代码即可。
  • 本文主要是完善注册中心的心跳功能。

ps:对之前的文章中的一些代码缺陷也进行了修正。

本文完整代码地址:https://github.com/huajiexiewenfeng/eval-discovery

2.心跳流程图

整体流程

image.png
整个流程可以分为三个子流程

  • 服务注册:client 发送 register 注册请求到服务端
    • 由 RegistrationRpcProcessor 来进行处理
      • 触发 ServiceDiscoveryStateMachine 状态机的 onApply 方法
        • 底层采用 ServiceDiscoveryRequestHandlerFactory#storage 来存储注册信息
  • 发送心跳:在 client 发送 register 请求的同时,会启动一个心跳线程
    • 该线程每 5 秒发送一个 beat 心跳请求到服务端
      • 由 HeartBeatRpcProcessor 来进行处理
        • 触发 ServiceDiscoveryStateMachine 状态机的 onApply 方法
          • 底层 ServiceDiscoveryRequestHandlerFactory#onBeat 处理心跳
  • 心跳检测:注册中心服务端启动时,会启动一个心跳检测线程,每 5 秒检测实例存活情况
    • 底层 ServiceDiscoveryRequestHandlerFactory#checkBeat

心跳续约&心跳检测

image.png
心跳续约

  • 每次发送心跳请求,更新服务器侧心跳服务实例 Map 集合
  • 数据结构:Map<String, Map<String, Instant>>
    • serviceName
      • serviceId:当前时间 now
  • 每次续约都会更新当前时间 now

心跳检测

  • 遍历 心跳服务实例 Map 集合
  • 获取实例续约信息
  • 与当前时间对比,如果时间>过期时间
  • 删除实例信息

3.实现步骤

3.1 客户端

我们先改造 JRaftServiceDiscovery,在 register 方法中增加心跳线程。改造之后核心代码如下:

public class JRaftServiceDiscovery implements ServiceDiscovery {...@Overridepublic void register(ServiceInstance serviceInstance) {logger.info(" register serviceInstance,{}", serviceInstance);// 调用 RPCServiceDiscoveryOuter.Registration registration = buildRegistration(serviceInstance, false);try {serviceDiscoveryClient.invoke(registration);} catch (Throwable e) {e.printStackTrace();}// 注册成功后,启动心跳线程服务ServiceDiscoveryHeartBeatThread beatThread = new ServiceDiscoveryHeartBeatThread(serviceDiscoveryClient,serviceInstance);beatThread.setDaemon(true);beatThread.start();}...
}

ServiceDiscoveryHeartBeatThread

  • 心跳的核心逻辑与 register 类似
    • 封装 HeartBeat 对象
    • 发送 RPC 请求
public class ServiceDiscoveryHeartBeatThread extends Thread {private final ServiceDiscoveryClient serviceDiscoveryClient;private final ServiceInstance serviceInstance;private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(ServiceDiscoveryHeartBeatThread.class);public ServiceDiscoveryHeartBeatThread(ServiceDiscoveryClient serviceDiscoveryClient,ServiceInstance serviceInstance) {super("client-service-instance-beat");this.serviceDiscoveryClient = serviceDiscoveryClient;this.serviceInstance = serviceInstance;}@Overridepublic void run() {while (true) {// 调用 RPCServiceDiscoveryOuter.HeartBeat heartBeat = buildHeartBeat(serviceInstance);try {serviceDiscoveryClient.invoke(heartBeat);Thread.sleep(5000);} catch (Throwable e) {logger.error("Fail to send heartbeat for a service instance : " + serviceInstance, e);}}}private HeartBeat buildHeartBeat(ServiceInstance serviceInstance) {return HeartBeat.newBuilder().setHost(serviceInstance.getHost()).setId(serviceInstance.getId()).setPort(serviceInstance.getPort()).setServiceName(serviceInstance.getServiceName()).build();}
}

3.2 服务端

3.2.1 HeartBeatRpcProcessor

先完善 HeartBeatRpcProcessor,此类是请求到服务端,经过的处理类,参考 RegistrationRpcProcessor 的代码即可,大部分代码一致

public class HeartBeatRpcProcessor implements RpcProcessor<ServiceDiscoveryOuter.HeartBeat> {...@Overridepublic void handleRequest(RpcContext rpcContext, HeartBeat heartBeat) {ServiceInstance serviceInstance = convertServiceInstance(heartBeat);String serviceName = heartBeat.getServiceName();final Kind kind = Kind.BEAT;ServiceDiscoveryOperation op = new ServiceDiscoveryOperation(kind, serviceInstance);final ServiceDiscoveryClosure closure = new ServiceDiscoveryClosure(op) {@Overridepublic void run(Status status) {if (!status.isOk()) {logger.warn("Closure status is : {} at the {}", status, rpcProcessorService.getNode());return;}rpcContext.sendResponse(response(status));logger.info("'{}' has been handled ,serviceName : '{}' , result : {} , status : {}",kind, serviceName, getResult(), status);}};this.rpcProcessorService.applyOperation(closure);}...
}
3.2.2 HeartBeatRequestHandler

此类为 ServiceDiscoveryStateMachine#onApply 中处理消息处理类,我们继续完善

public class HeartBeatRequestHandler implements ServiceDiscoveryRequestHandler {private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(HeartBeatRequestHandler.class);private ServiceDiscoveryRequestHandlerFactory factory;public HeartBeatRequestHandler(ServiceDiscoveryRequestHandlerFactory factory) {this.factory = factory;}@Overridepublic void doHandle(ServiceDiscoveryClosure closure, ServiceInstance serviceInstance) {if (null == serviceInstance) {return;}factory.onBeat(serviceInstance);logger.info("{} has been renewed at the node", serviceInstance);}
}
3.2.3 ServiceDiscoveryRequestHandlerFactory 新增 onBeat 方法
ublic class ServiceDiscoveryRequestHandlerFactory {...private final Object monitor = new Object();/*** 服务名称与服务实例列表(List)映射 serverName:<serverId:instance>,使用 serverId 来做去重*/private final Map<String, Map<String, ServiceInstance>> serviceNameToInstancesStorage = new ConcurrentHashMap<>();/*** 服务名称与服务实例列表(List+心跳时间)映射 serverName:<serverId:now>*/private final Map<String, Map<String, Instant>> serviceNameToInstantsMap = new ConcurrentHashMap<>();...public void onBeat(ServiceInstance serviceInstance) {String serviceName = serviceInstance.getServiceName();String id = serviceInstance.getId();synchronized (monitor) {Map<String, ServiceInstance> serviceInstancesMap = serviceNameToInstancesStorage.computeIfAbsent(serviceName, n -> new LinkedHashMap<>());if (!serviceInstancesMap.containsKey(id)) {//无效心跳请求logger.info("{} beat is invalid", serviceInstance);return;}Map<String, Instant> instantMap = serviceNameToInstantsMap.computeIfAbsent(serviceName, n -> new LinkedHashMap<>());// 续约instantMap.put(id, Instant.now());}}
}
3.2.4 ServiceDiscoveryCheckBeatThread 心跳检测线程
public class ServiceDiscoveryCheckBeatThread extends Thread {private final ServiceDiscoveryRequestHandlerFactory factory;private final ServiceDiscoveryStateMachine stateMachine;private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(ServiceDiscoveryCheckBeatThread.class);public ServiceDiscoveryCheckBeatThread(ServiceDiscoveryRequestHandlerFactory factory,ServiceDiscoveryStateMachine stateMachine) {super("service-instance-beat-check");this.factory = factory;this.stateMachine = stateMachine;}@Overridepublic void run() {while (true) {try {if (stateMachine.isLeader()) {factory.checkBeat();}Thread.sleep(5000);} catch (Throwable e) {logger.error("error on check beat", e);}}}}
3.2.5 ServiceDiscoveryRequestHandlerFactory 新增 checkBeat 方法
  public void checkBeat() {final Instant now = Instant.now();synchronized (monitor) {// 遍历所有服务实例集合for (Map.Entry<String, Map<String, ServiceInstance>> serviceInstanceMap : this.serviceNameToInstancesStorage.entrySet()) {String serviceName = serviceInstanceMap.getKey();// 获取当前服务实例对应的服务续约时间集合Map<String, Instant> instantMap = this.serviceNameToInstantsMap.get(serviceName);if (CollectionUtils.isEmpty(instantMap)) {// 移除当前服务的所有实例serviceInstanceMap.getValue().clear();continue;}for (Map.Entry<String, Instant> instantService : instantMap.entrySet()) {if (instantService.getValue().plus(expired, ChronoUnit.SECONDS).isBefore(now)) {//超过30s没有收到心跳logger.info("The current instance [{}] has not received a heartbeat request for more than 30 seconds",instantService);removeInstance(serviceName, instantService.getKey());}}}}}

如果30s没有收到心跳,则移除实例

  private void removeInstance(String serviceName, String id) {Map<String, ServiceInstance> serviceInstancesMap = getServiceInstancesMap(serviceName);ServiceInstance serviceInstance = serviceInstancesMap.get(id);if (null != serviceInstance) {// 发送注销消息同步到followerslogger.info("send DeRegistration {}", serviceInstance);sendDeRegistrationRpc(serviceInstance);}}private void sendDeRegistrationRpc(ServiceInstance serviceInstance) {String serviceName = serviceInstance.getServiceName();final Kind kind = Kind.DEREGISTRATION;ServiceDiscoveryOperation op = new ServiceDiscoveryOperation(kind, serviceInstance);final ServiceDiscoveryClosure closure = new ServiceDiscoveryClosure(op) {@Overridepublic void run(Status status) {if (!status.isOk()) {logger.warn("Closure status is : {} at the {}", status, rpcProcessorService.getNode());return;}logger.info("'{}' has been handled ,serviceName : '{}' , result : {} , status : {}",kind, serviceName, getResult(), status);}};this.rpcProcessorService.applyOperation(closure);}
3.2.6 ServiceDiscoveryServer 服务端启动时启动心跳检测线程
public class ServiceDiscoveryServer {private RaftGroupService raftGroupService;private Node node;private ServiceDiscoveryStateMachine fsm;public ServiceDiscoveryServer(final String dataPath, final String groupId, final PeerId serverId,final NodeOptions nodeOptions) throws IOException {...this.raftGroupService = new RaftGroupService(groupId, serverId, nodeOptions, rpcServer);// start raft nodethis.node = this.raftGroupService.start();ServiceDiscoveryRequestHandlerFactory instanceFactory = ServiceDiscoveryRequestHandlerFactory.getInstance();instanceFactory.init();instanceFactory.setRpcProcessorService(rpcProcessorService);// 启动心跳检测线程ServiceDiscoveryCheckBeatThread beatThread = new ServiceDiscoveryCheckBeatThread(instanceFactory, fsm);beatThread.setDaemon(true);beatThread.start();}...
}

4.测试

按照前一篇文章 基于 SOFAJRaft 实现注册中心_不懂的浪漫的博客-CSDN博客 的方式分别启动

  • ServiceDiscoveryServer1 - 注册中心服务器1
  • ServiceDiscoveryServer2 - 注册中心服务器2
  • ServiceDiscoveryServer3 - 注册中心服务器3
  • MyApplication - Spring Web 应用

启动完成之后,观察三个服务端日志打印情况。
可以看到 Beat 心跳请求是每 5 秒打印一次
image.png
关闭 MyApplication ,模拟心跳超时(服务下线)情况
Leader 节点日志:
image.png
Follower 节点日志
image.png

这篇关于SOFAJRaft 注册中心-心跳检测实现的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/200437

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