logger := log.NewLogfmtLogger(os.Stdout)
var fargoConfig fargo.Config
fargoConfig.Eureka.ServiceUrls = []string{"http://localhost:8761/eureka"}
// 订阅服务器应轮询更新的频率。
fargoConfig.Eureka.PollIntervalSeconds = 1

instance := &fargo.Instance{
    InstanceId : "实例ID",
    //HostName:         "127.0.0.1",
    Port:   8080,
    App:    "hello",
    IPAddr: "http://127.0.0.1",
    //HealthCheckUrl: "http://localhost:8080/hello",
    //StatusPageUrl:  "http://localhost:8080/hello",
    //HomePageUrl:    "http://localhost:8080/hello",
    Status:         fargo.UP,
    DataCenterInfo: fargo.DataCenterInfo{Name: fargo.MyOwn},
    LeaseInfo:      fargo.LeaseInfo{RenewalIntervalInSecs: 1},
}
fargoConnection := fargo.NewConnFromConfig(fargoConfig)
register := eureka.NewRegistrar(&fargoConnection, instance, logger)

register.Register()
defer register.Deregister()

logger := log.NewLogfmtLogger(os.Stdout)
var fargoConfig fargo.Config
fargoConfig.Eureka.ServiceUrls = []string{"http://localhost:8761/eureka"}
fargoConfig.Eureka.PollIntervalSeconds = 1

fargoConnection := fargo.NewConnFromConfig(fargoConfig)
instancer := eureka.NewInstancer(&fargoConnection,"hello",logger)

.
├── doc.go
├── instancer.go 服务实例 
├── instancer_test.go
├── integration_test.go
├── registrar.go 注册器
├── registrar_test.go
└── util_test.go

目录中主要的是这三个文件，instancer.go registrar.go
与sd目录下的其他注册发现组件不同，作者删除了client.go文件，改为使用fargo.EurekaConnection

registrar.go

// Registrar maintains service instance liveness information in Eureka.
type Registrar struct {
    conn     fargoConnection
    instance *fargo.Instance
    logger   log.Logger
    quitc    chan chan struct{}
    sync.Mutex
}

func NewRegistrar(conn fargoConnection, instance *fargo.Instance, logger log.Logger) *Registrar
func (r *Registrar) Register()
func (r *Registrar) Deregister()
func (r *Registrar) loop()
func (r *Registrar) heartbeat() error 

包含以下3个函数

• NewRegistrar 创建 Registrar
• Register 通过 fargoConnection 注册服务
• Deregister 通过 fargoConnection 注销服务

• loop

  • fargoConfig.Eureka.PollIntervalSeconds 设置的定时器，每隔设定的秒数(默认30秒)，调用heartbeat函数
  • 监听Registrar.quitc,退出loop

• heartbeat

  • 调用fargo.EurekaConnection.HeartBeatInstance，向Eureka中注册的服务实例发送心跳请求，具体的发送方式为向指定的节点发送Http PUT请求，如PUT http://Eureka Server(s):8761/eureka/apps/APP名称/实例ID，请求返回HTTP状态码为200即为成功

instancer.go

type Instancer struct {
    cache  *instance.Cache
    conn   fargoConnection
    app    string
    logger log.Logger
    quitc  chan chan struct{}
}

OASIS将服务定义为“一种允许访问一个或多个功能的机制，其中使用指定的接口提供访问，并按照服务描述指定的约束和策略执行访问”。😰😰😰

• 业务模块（user/mission/vip）
• 基础组件（ipdb/uuid）
• 缓存服务（redis/memcached）
• 持久化服务（Mysql/ELS/MNS）
• 网络服务(nginx/lb)
• ...

二、什么是服务发现？

调用方无需知道服务提供者的网络位置(ip:端口等)，只需通过服务名称(如user/item/mission)，即可调用服务

三、为什么需要服务发现？

在现代的基于云计算的微服务应用中，服务实例会被动态地分配网络地址。并且，因为自动伸缩、故障和升级，服务实例会动态地改变。故而，你的客户端代码需要用一种更加精密的服务发现机制。而不是偶尔更新的配置文件中读取到网络地址。

1. 场景1： 需要新上线一个服务：

   • 提供者：配置域名、nginx、负载均衡、部署代码
   • 调用方：配置服务域名，调用具体业务

2. 场景2： 某个热点事件的出现，导致流量爆增，需要扩容：

   • 提供者：配置nginx、负载均衡、部署代码

3. 服务发现场景1： 需要新上线一个服务：

   • 提供者：部署代码(包含注册服务)
   • 调用方：部署代码(包含查询服务)

4. 服务发现场景2： 某个热点事件的出现，导致流量爆增，需要扩容：

   • 提供者：部署代码（可配置自动扩容）

四、服务发现的流程

Title: 客户端发现
提供者->注册中心: 注册服务
提供者-->注册中心: 健康检查
消费者->注册中心: 查询服务提供者网络信息
注册中心->消费者: Ip:192.168.*.* Domain:8787
消费者->>提供者: 访问服务

Title: 服务端发现
提供者->注册中心: 注册服务
提供者-->注册中心: 健康检查
负载均衡器->注册中心: 查询服务提供者网络信息
消费者->负载均衡器: 查询服务提供者网络信息
负载均衡器->消费者: 转发 Ip:192.168.*.* Domain:8787
注册中心->负载均衡器: Ip:192.168.*.* Domain:8787
消费者->>提供者: 访问服务

五、服务发现的现有解决方案

stackshare对比页面

源码原理

├── endpoint_cache_test.go 
├── endpoint_cache.go
├── endpointer.go
├── endpointer_test.go
├── instancer.go
├── factory.go
├── benchmark_test.go
├── registrar.go
├── doc.go
├── etcd
│   ├── client_test.go
│   ├── client.go 
│   ├── integration_test.go 
│   ├── registrar.go 
│   ├── registrar_test.go 
│   ├── example_test.go
│   ├── instancer.go  
│   ├── instancer_test.go
│   └── doc.go
├── zk
│   ├── client.go
│   ├── integration_test.go
│   ├── client_test.go
│   ├── instancer_test.go
│   ├── util_test.go
│   ├── instancer.go
│   ├── registrar.go
│   ├── logwrapper.go
│   └── doc.go
├── consul
│   ├── instancer_test.go
│   ├── instancer.go
│   ├── client_test.go
│   ├── integration_test.go
│   ├── client.go 
│   ├── registrar.go 
│   ├── registrar_test.go
│   └── doc.go
├── etcdv3
│   ├── integration_test.go
│   ├── client.go
│   ├── registrar_test.go
│   ├── registrar.go
│   ├── example_test.go
│   ├── instancer.go
│   ├── instancer_test.go
│   └── doc.go
├── lb(负载均衡)
│   ├── retry_test.go
│   ├── retry.go （多次尝试请求Endpoint）
│   ├── round_robin_test.go
│   ├── random_test.go
│   ├── round_robin.go （轮询调度Endpoint）
│   ├── random.go （随机选择Endpoint）
│   ├── balancer.go （包含一个Endpoint的接口）
│   └── doc.go
├── eureka
│   ├── util_test.go
│   ├── registrar.go
│   ├── integration_test.go
│   ├── registrar_test.go
│   ├── instancer.go
│   ├── instancer_test.go
│   └── doc.go
├── dnssrv(通过net包的dns客户端，通过SRV记录实现服务发现 [DNS SRV介绍](https://www.lijiaocn.com/%E6%8A%80%E5%B7%A7/2017/03/06/dns-srv.html))
│   ├── instancer.go
│   ├── instancer_test.go
│   ├── lookup.go
│   └── doc.go
└── internal(内部通过管道实现的应用内服务发现)
    └── instance

consul

基本使用

注册

var client consulsd.Client
{
    consulConfig := api.DefaultConfig()
    consulConfig.Address = "localhost:8500"
    consulClient, err := api.NewClient(consulConfig)
    if err != nil {
        logger.Log("err", err)
        os.Exit(1)
    }
    client = consulsd.NewClient(consulClient)
}

check := api.AgentServiceCheck{
    HTTP:     "http://127.0.0.1:8080/health",
    Interval: "10s",
    Timeout:  "1s",
    Notes:    "基础监控检查",
}

num := rand.Intn(100) // to make service ID unique
register := consulsd.NewRegistrar(client, &api.AgentServiceRegistration{
    ID:      "hello" + strconv.Itoa(num),
    Name:    "hello",
    Tags:    []string{"hello", "hi"},
    Port:    8080,
    Address: "http://127.0.0.1",
    Check:   &check,
}, logger)

register.Register()

发现

var client consulsd.Client
{
    consulConfig := api.DefaultConfig()

    consulConfig.Address = "http://localhost:8500"
    consulClient, err := api.NewClient(consulConfig)
    if err != nil {
        logger.Log("err", err)
        os.Exit(1)
    }
    client = consulsd.NewClient(consulClient)
}

tags := []string{}
passingOnly := true
duration := 500 * time.Millisecond
ctx := context.Background()
factory := helloFactory(ctx, "GET", "hello")
instancer := consulsd.NewInstancer(client, logger, "hello", tags, passingOnly)
endpointer := sd.NewEndpointer(instancer, factory, logger)
balancer := lb.NewRoundRobin(endpointer)
retry := lb.Retry(1, duration, balancer)
res, _ := retry(ctx, struct{}{})

底层原理

目录结构

.
├── client.go 
├── client_test.go
├── doc.go
├── instancer.go
├── instancer_test.go
├── integration_test.go
├── registrar.go
└── registrar_test.go

目录中主要的是这三个文件，client.go instancer.go registrar.go

client.go

// Client is a wrapper around the Consul API.
type Client interface {
    // Register a service with the local agent.
    Register(r *consul.AgentServiceRegistration) error

    // Deregister a service with the local agent.
    Deregister(r *consul.AgentServiceRegistration) error

    // Service
    Service(service, tag string, passingOnly bool, queryOpts *consul.QueryOptions) ([]*consul.ServiceEntry, *consul.QueryMeta, error)
}

type client struct {
    consul *consul.Client
}

// NewClient returns an implementation of the Client interface, wrapping a
// concrete Consul client.
func NewClient(c *consul.Client) Client {
    return &client{consul: c}
}

func (c *client) Register(r *consul.AgentServiceRegistration) error {
    return c.consul.Agent().ServiceRegister(r)
}

func (c *client) Deregister(r *consul.AgentServiceRegistration) error {
    return c.consul.Agent().ServiceDeregister(r.ID)
}

func (c *client) Service(service, tag string, passingOnly bool, queryOpts *consul.QueryOptions) ([]*consul.ServiceEntry, *consul.QueryMeta, error) {
    return c.consul.Health().Service(service, tag, passingOnly, queryOpts)
}

主要包含以下4个函数

• NewClient 创建consul客户端
• Register 注册服务
• Deregister 注销服务
• Service 获取服务/发现服务

registrar.go

// Registrar registers service instance liveness information to Consul.
type Registrar struct {
    client       Client
    registration *stdconsul.AgentServiceRegistration
    logger       log.Logger
}

// NewRegistrar returns a Consul Registrar acting on the provided catalog
// registration.
func NewRegistrar(client Client, r *stdconsul.AgentServiceRegistration, logger log.Logger) *Registrar {
    return &Registrar{
        client:       client,
        registration: r,
        logger:       log.With(logger, "service", r.Name, "tags", fmt.Sprint(r.Tags), "address", r.Address),
    }
}

// Register implements sd.Registrar interface.
func (p *Registrar) Register() {
    if err := p.client.Register(p.registration); err != nil {
        p.logger.Log("err", err)
    } else {
        p.logger.Log("action", "register")
    }
}

// Deregister implements sd.Registrar interface.
func (p *Registrar) Deregister() {
    if err := p.client.Deregister(p.registration); err != nil {
        p.logger.Log("err", err)
    } else {
        p.logger.Log("action", "deregister")
    }
}

包含以下3个函数

• NewRegistrar 创建 Registrar
• Register 调用 client.go中 Register 方法
• Deregister 调用 client.go中 Deregister 方法

instancer.go

// Instancer yields instances for a service in Consul.
type Instancer struct {
    cache       *instance.Cache
    client      Client
    logger      log.Logger
    service     string
    tags        []string
    passingOnly bool
    quitc       chan struct{}
}

// NewInstancer returns a Consul instancer that publishes instances for the
// requested service. It only returns instances for which all of the passed tags
// are present.
func NewInstancer(client Client, logger log.Logger, service string, tags []string, passingOnly bool) *Instancer 

// Stop terminates the instancer.
func (s *Instancer) Stop()

func (s *Instancer) loop(lastIndex uint64)

func (s *Instancer) getInstances(lastIndex uint64, interruptc chan struct{}) ([]string, uint64, error)

// Register implements Instancer.
func (s *Instancer) Register(ch chan<- sd.Event)

// Deregister implements Instancer.
func (s *Instancer) Deregister(ch chan<- sd.Event)

func makeInstances(entries []*consul.ServiceEntry) []string

主要包含以下5个函数

• NewInstancer
  • 调用 getInstances 函数，获取对应的一组服务地址，构造 Instancer 结构体
• loop
  • 循环查询调用 getInstances 函数，默认10毫秒调用一次
• Stop
  • 关闭服务监听， getInstances 函数获得一个 errStopped，停止loop
• Register
• Deregister

uint64_t generateStamp()
{
    timeval tv;
    gettimeofday(&tv, 0);
    return (uint64_t)tv.tv_sec * 1000 + (uint64_t)tv.tv_usec / 1000;
}

uint64_t waitNextMs(uint64_t lastStamp)
{
    uint64_t cur = 0;
    do {
        cur = generateStamp();
    } while (cur <= lastStamp);
    return cur;
}

• (官方实现-不维护)scala：https://github.com/twitter/snowflake/releases/tag/snowflake-2010
• 不同语言github均有各自实现，下面主要介绍PHP实现

PHP实现

PHP的劣势

snowflake算法需求在同一毫秒生成的code的序列号自增，由于PHP在语言级别上没有办法让某个对象常驻内存，所以需要借助的其他的方法实现。

扩展

php_snowflake，通过扩展实现了让PHP支持全局变量，原理和php的生命周期有关

PHP的生命周期

多进程SAPI生命周期

通常PHP是编译为apache的一个模块来处理PHP请求。Apache一般会采用多进程模式， Apache启动后会fork出多个子进程，每个进程的内存空间独立，每个子进程都会经过开始和结束环节， 不过每个进程的开始阶段只在进程fork出来以来后进行，在整个进程的生命周期内可能会处理多个请求。 只有在Apache关闭或者进程被结束之后才会进行关闭阶段，在这两个阶段之间会随着每个请求重复请求开始-请求关闭的环节。 如图2.2所示：

多线程的SAPI生命周期

多线程模式和多进程中的某个进程类似，不同的是在整个进程的生命周期

实现

PHP扩展开发提供了注册module全局变量的功能
http://php.net/manual/zh/internals2.structure.globals.php

小细节：
由于进程关闭后序列会重置，所以算法使用的进程号+序列号保证唯一
提供了service_no可以分布式部署

此扩展的缺点

1. 使用的的32位的字符串，占用空间更大
2. 机器码使用的是进程号，分布式系统下有概率重复（使用不同的service_no则不会）
3. 和snowflake的官方算法有差异，时间戳直接使用当前毫秒数，而非当前时间戳减去固定值（其实使用字符串形式这样更加易读，snowflake官方算法是在为了用更小的位数支持更长的时间）

参考

Twitter-Snowflake，64位自增ID算法详解
PHP生命周期和Zend引擎

美团leaf
是现有大部分方案的优化方案

其他

shardingjdbc 本身就是中间件:-D

参考

分布式架构系统生成全局唯一序列号的一个思路
flickr方案原版(科学上网)
flickr方案网络版

注意
UUID生成算法不保证返回值绝对唯一
170亿分之1的重复概率(数据来源维基百科)

http://www.uuid.online/ 可以演示不同版本的UUID

基于时间戳+MAC地址

基于时间戳+MAC地址

基于命名空间的UUID(使用MD5散列化命名空间)

基于随机数的UUID

基于命名空间的UUID(使用SHA1散列化命名空间)

import uuid
print "v1=",uuid.uuid1()
print "v3=",uuid.uuid3(uuid.NAMESPACE_DNS, "myString")
print "v4=",uuid.uuid4()
print "v5=",uuid.uuid5(uuid.NAMESPACE_DNS, "myString")

//java只实现了v3和v4
import java.util.UUID;

public class code
{
    public static void main(String[] args)
    {
        System.out.println("v3="+UUID.nameUUIDFromBytes("myString".getBytes()).toString());
        System.out.println("v4="+UUID.randomUUID());
    }
}

注:PHP内置函数uniqid并不是uuid协议的实现

• PHP：https://github.com/ramsey/uuid
• Java：http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/util/UUID.html
• Golang：https://godoc.org/github.com/satori/go.uuid
• Android：http://developer.android.com/reference/java/util/UUID.html
• IOS：https://developer.apple.com/documentation/foundation/uuid
• nodejs - https://www.npmjs.com/package/uuid
• 微软：http://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.guid(v=vs.110).aspx
• Linux：http://en.wikipedia.org/wiki/Util-linux
• MySQL:http://dev.mysql.com/doc/refman/5.1/en/miscellaneous-functions.html#function_uuid

PHP uniqid

//prefix 自定义字符串，如服务器的mac地址，ip等，保证多台机器同一微秒生成的值不重复
//more_entropy 会在返回的字符串结尾增加额外的熵,增加随机性
string uniqid ([ string $prefix = "" [, bool $more_entropy = false ]] )

获取一个带前缀、基于当前时间微秒数的唯一ID。

//代码示例
echo uniqid();//5a2cf3024ee36

//部分PHP源码
//uniqid.c
gettimeofday((struct timeval *) &tv, (struct timezone *) NULL);
sec = (int) tv.tv_sec;
usec = (int) (tv.tv_usec % 0x100000);
    
if (more_entropy) {
    spprintf(&uniqid, 0, "%s%08x%05x%.8F", prefix, sec, usec, php_combined_lcg(TSRMLS_C) * 10);
} else {
    spprintf(&uniqid, 0, "%s%08x%05x", prefix, sec, usec);
}

参考

关于UUID的二三事
rfc4122
Universally unique identifier
通用唯一识别码