eureka--踢出实例原理

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我是靠谱客的博主哭泣萝莉，最近开发中收集的这篇文章主要介绍eureka--踢出实例原理，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

1. 为什么要踢出注册实例

一个实例注册到eureka-server中。如果在规定的时间内没法发送心跳（续租）信息。服务器有权把它赶出。这类比于你租房，如果在规定的时间内你没有交房租，那么房东有权把你赶出。

但是:在网络世界踢出实例比现实世界有点复杂：原因是网络分区

 网络分区：检测网络失败是很困难的，我们得到其他节点状态的信息就是通过网络来得到，延迟跟网络失败也无从区分。

2.eureka 如何解决网络分区

eukeka server默认开启了自我保护机制，当然可以关闭

如果开启自我保护机制。则eureka踢出实例时有一个最大的踢出个数（不能把所有的实例都踢出，剩下的要保护起来，不能在踢出了）。

int expiredLeasesSize= 过期实例数；
int registrySizeThreshold = (int) (registrySize * serverConfig.getRenewalPercentThreshold());//需要保护的最小实例数
int toEvict = Math.min(expiredLeases.size(), evictionLimit);//server端决定本次踢出的实例数

server端踢出时有一定的技巧，那就是随机的踢出toEvit大小的实例。如果不随机踢出，那么会造成整个应用下线。不可提供服务。这样影响应该均匀的分布到所有的应用中。

3. eukeak 踢出源码实现

3.1 eureka 通过一个Timer定时器来定时的踢出过期的实例

private Timer evictionTimer = new Timer("Eureka-EvictionTimer", true);

 //定时任务的初始化方法
 protected void postInit() {
       //...其他代码
       evictionTaskRef.set(new EvictionTask());
       evictionTimer.schedule(evictionTaskRef.get(),
               serverConfig.getEvictionIntervalTimerInMs(),
               serverConfig.getEvictionIntervalTimerInMs());
   }

一个定时器，必须有个任务。我们首先看下踢出过期实例的任务：EvictionTask

2.1.1 EvictionTask源码分析

重点看下。补偿时间的实现。
为什么定时任务执行时需要注意补偿时间？
假如一个定时任务在10:00开始，每隔1秒执行一次任务，但是由于full gc (Stop the word) 或者别的原因，造成下次任务实际执行的时间是：10:02。因此任务执行有延迟。整整延迟了1秒，这l秒就是上面提到的补偿时间。

补偿时间计算算法实现：

一个变量存放上次定时任务执行的具体时间点，如：
lastExecutionNanosRef

计算从上次任务执行以来到本地任务执行的时间差值：

 long elapsedMs = TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(currNanos - lastNanos);

计算补偿时间：两次任务的时间间隔差- 定时任务的时间间隔差

 long compensationTime = elapsedMs - serverConfig.getEvictionIntervalTimerInMs();

compensationTime<=0 ? 0:compensationTime

源码：

/**
* 长时间没有续租时，进行回收的定时任务
*
* eviction:回收
*/
/* visible for testing */
class EvictionTask extends TimerTask {

   private final AtomicLong lastExecutionNanosRef = new AtomicLong(0l);

   @Override
   public void run() {
       try {
           long compensationTimeMs = getCompensationTimeMs();
           logger.info("Running the evict task with compensationTime {}ms", compensationTimeMs);
           evict(compensationTimeMs);
       } catch (Throwable e) {
           logger.error("Could not run the evict task", e);
       }
   }

   /**
    * compute a compensation time defined as the actual time this task was executed since the prev iteration,
    * vs the configured amount of time for execution. This is useful for cases where changes in time (due to
    * clock skew or gc for example) causes the actual eviction task to execute later than the desired time
    * according to the configured cycle.
    *
    * 计算一个补偿时间作为下一个任务实际执行的时间。为什么这么做：是由于gc或者时钟便宜造成的时间改变。
    * 造成时间任务执行的时间比期望的时间晚点。
    *
    *
    *
    */
   long getCompensationTimeMs() {
       /**当前时间的纳秒*/
       long currNanos = getCurrentTimeNano();

       /**以原子方式设置新值。并返回旧值*/
       long lastNanos = lastExecutionNanosRef.getAndSet(currNanos);
       if (lastNanos == 0l) {
           return 0l;
       }

       /**
        * elapsed 表示过去的时间
        * 自从上个定时任务执行以来。已经过了这么长时间
        */
       long elapsedMs = TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(currNanos - lastNanos);

       /**
        * 补偿时间 == 过去的时间 - 定时回收的时间间隔
        *
        * < 0 ;代表时间还没到
        * > = 0;表示时间已经过了。需要补偿这部分时间差值
        */
       long compensationTime = elapsedMs - serverConfig.getEvictionIntervalTimerInMs();


       return compensationTime <= 0l ? 0l : compensationTime;
   }

   long getCurrentTimeNano() {  // for testing
       return System.nanoTime();
   }

}

2.1.2 踢出源码分析

要解决的问题：网络分区
自我保护机制
full gc等引起的补偿时间
洗牌算法 shuffle 参考：
https://blog.csdn.net/ai_xiangjuan/article/details/80210899

/**
    * 踢出过期实例
    * @param additionalLeaseMs
    */
   public void evict(long additionalLeaseMs) {
       logger.debug("Running the evict task");

       /**
        * 是否支持续租过期
        */
       if (!isLeaseExpirationEnabled()) {
           logger.debug("DS: lease expiration is currently disabled.");
           return;
       }

       // We collect first all expired items, to evict them in random order. For large eviction sets,
       // if we do not that, we might wipe out whole apps before self preservation kicks in. By randomizing it,
       // the impact should be evenly distributed across all applications.

       /**
        * 收集所有的过期项到一个集合中，然后随机的踢出它们。
        * 对于一个较大的踢出集合项，如果我们不这么做（随机的踢出），在进入自我保护之前，我们可能移除某个app的整个实例
        * 这样影响应该均匀的分布到所有的应用程序中
        */
       List<Lease<InstanceInfo>> expiredLeases = new ArrayList<>();
       for (Entry<String, Map<String, Lease<InstanceInfo>>> groupEntry : registry.entrySet()) {
           Map<String, Lease<InstanceInfo>> leaseMap = groupEntry.getValue();
           if (leaseMap != null) {
               for (Entry<String, Lease<InstanceInfo>> leaseEntry : leaseMap.entrySet()) {
                   Lease<InstanceInfo> lease = leaseEntry.getValue();
                   /***
                    * 判断实例过期；用到了补偿时间
                    */
                   if (lease.isExpired(additionalLeaseMs) && lease.getHolder() != null) {
                       /**添加到过期实例的集合中*/
                       expiredLeases.add(lease);
                   }
               }
           }
       }

       // To compensate for GC pauses or drifting local time, we need to use current registry size as a base for
       // triggering self-preservation. Without that we would wipe out full registry.

       /**本地注册表大小*/
       int registrySize = (int) getLocalRegistrySize();

       /**本地注册表的最大值。即阈值*/
       /**最小续订百分比。
        * 如果续租小于这个阀值。则过期会被禁用如果开启自我保护时。*/
       int registrySizeThreshold = (int) (registrySize * serverConfig.getRenewalPercentThreshold());

       /**
        * 踢出的最大限制
        */
       int evictionLimit = registrySize - registrySizeThreshold;

       /**
        * 决定踢出的实例数
        */
       int toEvict = Math.min(expiredLeases.size(), evictionLimit);
       if (toEvict > 0) {
           logger.info("Evicting {} items (expired={}, evictionLimit={})", toEvict, expiredLeases.size(), evictionLimit);

           /**
            * 创建一个随机数
            */
           Random random = new Random(System.currentTimeMillis());
           for (int i = 0; i < toEvict; i++) {
               // Pick a random item (Knuth shuffle algorithm)
               //Knuth shuffle algorithm 参考：https://blog.csdn.net/ai_xiangjuan/article/details/80210899
               //随机的挑选一个
               int next = i + random.nextInt(expiredLeases.size() - i);

               //跟尾部的数组进行交换
               Collections.swap(expiredLeases, i, next);
               Lease<InstanceInfo> lease = expiredLeases.get(i);

               String appName = lease.getHolder().getAppName();
               String id = lease.getHolder().getId();
               EXPIRED.increment();
               logger.warn("DS: Registry: expired lease for {}/{}", appName, id);
               internalCancel(appName, id, false);
           }
       }
   }