Soul高可用網(wǎng)關(guān)中配置緩存三大同步策略是什么

本篇文章給大家分享的是有關(guān)Soul高可用網(wǎng)關(guān)中配置緩存三大同步策略是什么，小編覺(jué)得挺實(shí)用的，因此分享給大家學(xué)習(xí)，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲，話不多說(shuō)，跟著小編一起來(lái)看看吧。

前言

網(wǎng)關(guān)是流量請(qǐng)求的入口，在微服務(wù)架構(gòu)中承擔(dān)了非常重要的角色，網(wǎng)關(guān)高可用的重要性不言而喻。在使用網(wǎng)關(guān)的過(guò)程中，為了滿(mǎn)足業(yè)務(wù)訴求，經(jīng)常需要變更配置，比如流控規(guī)則、路由規(guī)則等等。因此，網(wǎng)關(guān)動(dòng)態(tài)配置是保障網(wǎng)關(guān)高可用的重要因素。那么，Soul 網(wǎng)關(guān)又是如何支持動(dòng)態(tài)配置的呢?

使用過(guò) Soul 的同學(xué)都知道，Soul 的插件全都是熱插拔的，并且所有插件的選擇器、規(guī)則都是動(dòng)態(tài)配置，立即生效，不需要重啟服務(wù)。但是我們?cè)谑褂?Soul 網(wǎng)關(guān)過(guò)程中，用戶(hù)也反饋了不少問(wèn)題

• 依賴(lài) zookeeper，這讓使用 etcd、consul、nacos 注冊(cè)中心的用戶(hù)很是困擾

• 依賴(lài) redis、influxdb，我還沒(méi)有使用限流插件、監(jiān)控插件，為什么需要這些

因此，我們對(duì) Soul 進(jìn)行了局部重構(gòu)，歷時(shí)兩個(gè)月的版本迭代，我們發(fā)布了 2.0 版本

• 數(shù)據(jù)同步方式移除了對(duì) zookeeper 的強(qiáng)依賴(lài)，新增 http 長(zhǎng)輪詢(xún) 以及 websocket

• 限流插件與監(jiān)控插件實(shí)現(xiàn)真正的動(dòng)態(tài)配置，由之前的 yml 配置，改為 admin 后臺(tái)用戶(hù)動(dòng)態(tài)配置

1.可能有人會(huì)問(wèn)我，配置同步為什么不使用配置中心呢？

答：首先，引入配置中心，會(huì)增加很多額外的成本，不管是運(yùn)維，而且會(huì)讓 Soul 變得很重；另外，使用配置中心，數(shù)據(jù)格式不可控，不便于 soul-admin 進(jìn)行配置管理。

2.可能還有人會(huì)問(wèn)？動(dòng)態(tài)配置更新？每次我查數(shù)據(jù)庫(kù)，或者redis不就行了嗎？拿到的就是最新的，哪里那么多事情呢？

答：soul作為網(wǎng)關(guān)，為了提供更高的響應(yīng)速度，所有的配置都緩存在JVM的Hashmap中，每次請(qǐng)求都走的本地緩存，速度非?？?。所以本文也可以理解為分布式環(huán)境中，內(nèi)存同步的三種方式。

原理分析

先來(lái)張高清無(wú)碼圖，下圖展示了 Soul 數(shù)據(jù)同步的流程，Soul 網(wǎng)關(guān)在啟動(dòng)時(shí)，會(huì)從從配置服務(wù)同步配置數(shù)據(jù)，并且支持推拉模式獲取配置變更信息，并且更新本地緩存。而管理員在管理后臺(tái)，變更用戶(hù)、規(guī)則、插件、流量配置，通過(guò)推拉模式將變更信息同步給 Soul 網(wǎng)關(guān)，具體是 push 模式，還是 pull 模式取決于配置。關(guān)于配置同步模塊，其實(shí)是一個(gè)簡(jiǎn)版的配置中心。

在 1.x 版本中，配置服務(wù)依賴(lài) zookeeper 實(shí)現(xiàn)，管理后臺(tái)將變更信息 push 給網(wǎng)關(guān)。而 2.x 版本支持 webosocket、http、zookeeper，通過(guò) soul.sync.strategy 指定對(duì)應(yīng)的同步策略，默認(rèn)使用 http 長(zhǎng)輪詢(xún)同步策略，可以做到秒級(jí)數(shù)據(jù)同步。但是，有一點(diǎn)需要注意的是，soul-web 和 soul-admin 必須使用相同的同步機(jī)制。

如下圖所示，soul-admin 在用戶(hù)發(fā)生配置變更之后，會(huì)通過(guò) EventPublisher 發(fā)出配置變更通知，由 EventDispatcher 處理該變更通知，然后根據(jù)配置的同步策略(http、weboscket、zookeeper)，將配置發(fā)送給對(duì)應(yīng)的事件處理器

• 如果是 websocket 同步策略，則將變更后的數(shù)據(jù)主動(dòng)推送給 soul-web，并且在網(wǎng)關(guān)層，會(huì)有對(duì)應(yīng)的 WebsocketCacheHandler 處理器處理來(lái)處 admin 的數(shù)據(jù)推送

• 如果是 zookeeper 同步策略，將變更數(shù)據(jù)更新到 zookeeper，而 ZookeeperSyncCache 會(huì)監(jiān)聽(tīng)到 zookeeper 的數(shù)據(jù)變更，并予以處理

• 如果是 http 同步策略，soul-web 主動(dòng)發(fā)起長(zhǎng)輪詢(xún)請(qǐng)求，默認(rèn)有 90s 超時(shí)時(shí)間，如果 soul-admin 沒(méi)有數(shù)據(jù)變更，則會(huì)阻塞 http 請(qǐng)求，如果有數(shù)據(jù)發(fā)生變更則響應(yīng)變更的數(shù)據(jù)信息，如果超過(guò) 60s 仍然沒(méi)有數(shù)據(jù)變更則響應(yīng)空數(shù)據(jù)，網(wǎng)關(guān)層接到響應(yīng)后，繼續(xù)發(fā)起 http 請(qǐng)求，反復(fù)同樣的請(qǐng)求

zookeeper同步

基于 zookeeper 的同步原理很簡(jiǎn)單，主要是依賴(lài) zookeeper 的 watch 機(jī)制，soul-web 會(huì)監(jiān)聽(tīng)配置的節(jié)點(diǎn)，soul-admin 在啟動(dòng)的時(shí)候，會(huì)將數(shù)據(jù)全量寫(xiě)入 zookeeper，后續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生變更時(shí)，會(huì)增量更新 zookeeper 的節(jié)點(diǎn)，與此同時(shí)，soul-web 會(huì)監(jiān)聽(tīng)配置信息的節(jié)點(diǎn)，一旦有信息變更時(shí)，會(huì)更新本地緩存。

soul 將配置信息寫(xiě)到zookeeper節(jié)點(diǎn)，是通過(guò)精細(xì)設(shè)計(jì)的。

websocket同步

websocket 和 zookeeper 機(jī)制有點(diǎn)類(lèi)似，將網(wǎng)關(guān)與 admin 建立好 websocket 連接時(shí)，admin 會(huì)推送一次全量數(shù)據(jù)，后續(xù)如果配置數(shù)據(jù)發(fā)生變更，則將增量數(shù)據(jù)通過(guò) websocket 主動(dòng)推送給 soul-web

使用websocket同步的時(shí)候，特別要注意斷線重連，也叫保持心跳。soul使用java-websocket 這個(gè)第三方庫(kù)來(lái)進(jìn)行websocket連接。

public class WebsocketSyncCache extends WebsocketCacheHandler {
    /**
     * The Client.
     */
    private WebSocketClient client;

    public WebsocketSyncCache(final SoulConfig.WebsocketConfig websocketConfig) {
        ScheduledThreadPoolExecutor executor = new ScheduledThreadPoolExecutor(1,
                SoulThreadFactory.create("websocket-connect", true));
         client = new WebSocketClient(new URI(websocketConfig.getUrl())) {
                @Override
                public void onOpen(final ServerHandshake serverHandshake) {
                  //....
                }
                @Override
                public void onMessage(final String result) {
                  //....
                }    
            };
        //進(jìn)行連接
        client.connectBlocking();
        //使用調(diào)度線程池進(jìn)行斷線重連，30秒進(jìn)行一次
        executor.scheduleAtFixedRate(() -> {
            if (client != null && client.isClosed()) {
                    client.reconnectBlocking();
            }
        }, 10, 30, TimeUnit.SECONDS);
    }

http長(zhǎng)輪詢(xún)

zookeeper、websocket 數(shù)據(jù)同步的機(jī)制比較簡(jiǎn)單，而 http 同步會(huì)相對(duì)復(fù)雜一些。Soul 借鑒了 Apollo、Nacos 的設(shè)計(jì)思想，取決精華，自己實(shí)現(xiàn)了 http 長(zhǎng)輪詢(xún)數(shù)據(jù)同步功能。注意，這里并非傳統(tǒng)的 ajax 長(zhǎng)輪詢(xún)！

http 長(zhǎng)輪詢(xún)機(jī)制如上所示，soul-web 網(wǎng)關(guān)請(qǐng)求 admin 的配置服務(wù)，讀取超時(shí)時(shí)間為 90s，意味著網(wǎng)關(guān)層請(qǐng)求配置服務(wù)最多會(huì)等待 90s，這樣便于 admin 配置服務(wù)及時(shí)響應(yīng)變更數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)實(shí)時(shí)推送。

http 請(qǐng)求到達(dá) sou-admin 之后，并非立馬響應(yīng)數(shù)據(jù)，而是利用 Servlet3.0 的異步機(jī)制，異步響應(yīng)數(shù)據(jù)。首先，將長(zhǎng)輪詢(xún)請(qǐng)求任務(wù) LongPollingClient 扔到 BlocingQueue 中，并且開(kāi)啟調(diào)度任務(wù)，60s 后執(zhí)行，這樣做的目的是 60s 后將該長(zhǎng)輪詢(xún)請(qǐng)求移除隊(duì)列，即便是這段時(shí)間內(nèi)沒(méi)有發(fā)生配置數(shù)據(jù)變更。因?yàn)榧幢闶菦](méi)有配置變更，也得讓網(wǎng)關(guān)知道，總不能讓其干等吧，而且網(wǎng)關(guān)請(qǐng)求配置服務(wù)時(shí)，也有 90s 的超時(shí)時(shí)間。

public void doLongPolling(final HttpServletRequest request, final HttpServletResponse response) {
    // 因?yàn)閟oul-web可能未收到某個(gè)配置變更的通知，因此MD5值可能不一致，則立即響應(yīng)
    List<ConfigGroupEnum> changedGroup = compareMD5(request);
    String clientIp = getRemoteIp(request);
    if (CollectionUtils.isNotEmpty(changedGroup)) {
        this.generateResponse(response, changedGroup);
        return;
    }

    // Servlet3.0異步響應(yīng)http請(qǐng)求
    final AsyncContext asyncContext = request.startAsync();
    asyncContext.setTimeout(0L);
    scheduler.execute(new LongPollingClient(asyncContext, clientIp, 60));
}
    
class LongPollingClient implements Runnable {
    LongPollingClient(final AsyncContext ac, final String ip, final long timeoutTime) {
        // 省略......
    }
    @Override
    public void run() {
        // 加入定時(shí)任務(wù)，如果60s之內(nèi)沒(méi)有配置變更，則60s后執(zhí)行，響應(yīng)http請(qǐng)求
        this.asyncTimeoutFuture = scheduler.schedule(() -> {
            // clients是阻塞隊(duì)列，保存了來(lái)處soul-web的請(qǐng)求信息
            clients.remove(LongPollingClient.this);
            List<ConfigGroupEnum> changedGroups = HttpLongPollingDataChangedListener.compareMD5((HttpServletRequest) asyncContext.getRequest());
            sendResponse(changedGroups);
        }, timeoutTime, TimeUnit.MILLISECONDS);
        // 
        clients.add(this);
    }
}

如果這段時(shí)間內(nèi)，管理員變更了配置數(shù)據(jù)，此時(shí)，會(huì)挨個(gè)移除隊(duì)列中的長(zhǎng)輪詢(xún)請(qǐng)求，并響應(yīng)數(shù)據(jù)，告知是哪個(gè) Group 的數(shù)據(jù)發(fā)生了變更（我們將插件、規(guī)則、流量配置、用戶(hù)配置數(shù)據(jù)分成不同的組）。網(wǎng)關(guān)收到響應(yīng)信息之后，只知道是哪個(gè) Group 發(fā)生了配置變更，還需要再次請(qǐng)求該 Group 的配置數(shù)據(jù)。有人會(huì)問(wèn)，為什么不是直接將變更的數(shù)據(jù)寫(xiě)出？我們?cè)陂_(kāi)發(fā)的時(shí)候，也深入討論過(guò)該問(wèn)題，因?yàn)?http 長(zhǎng)輪詢(xún)機(jī)制只能保證準(zhǔn)實(shí)時(shí)，如果在網(wǎng)關(guān)層處理不及時(shí)，或者管理員頻繁更新配置，很有可能便錯(cuò)過(guò)了某個(gè)配置變更的推送，安全起見(jiàn)，我們只告知某個(gè) Group 信息發(fā)生了變更。

// soul-admin發(fā)生了配置變更，挨個(gè)將隊(duì)列中的請(qǐng)求移除，并予以響應(yīng)
class DataChangeTask implements Runnable {
    DataChangeTask(final ConfigGroupEnum groupKey) {
        this.groupKey = groupKey;
    }
    @Override
    public void run() {
        try {
            for (Iterator<LongPollingClient> iter = clients.iterator(); iter.hasNext(); ) {
                LongPollingClient client = iter.next();
                iter.remove();
                client.sendResponse(Collections.singletonList(groupKey));
            }
        } catch (Throwable e) {
            LOGGER.error("data change error.", e);
        }
    }
}

當(dāng) soul-web 網(wǎng)關(guān)層接收到 http 響應(yīng)信息之后，拉取變更信息（如果有變更的話），然后再次請(qǐng)求 soul-admin 的配置服務(wù)，如此反復(fù)循環(huán)。

快速使用

• get soul-admin.jar

  > wget  https://yu199195.github.io/jar/soul-admin.jar

• start soul-admin.jar

java -jar soul-admin.jar -Dspring.datasource.url="your mysql url"  
-Dspring.datasource.username='you username'  -Dspring.datasource.password='you password'

• visit : http://localhost:8887/index.html username:admin password :123456

• get soul-bootstrap.jar

> wget  https://yu199195.github.io/jar/soul-bootstrap.jar

• start soul-bootstrap.jar

 java -jar soul-bootstrap.jar

此文介紹了soul作為一個(gè)高可用的微服務(wù)網(wǎng)關(guān)，為了優(yōu)化響應(yīng)速度，在對(duì)配置規(guī)則選擇器器數(shù)據(jù)進(jìn)行本地緩存的三種方式，學(xué)了此文，我相信你對(duì)現(xiàn)在比較流行的配置中心有了一定的了解，看他們的代碼也許會(huì)變得容易，我相信你也可以自己寫(xiě)一個(gè)分布式配置中心出來(lái)。3.0版本已經(jīng)在規(guī)劃中，肯定會(huì)給大家?guī)?lái)驚喜。

以上就是Soul高可用網(wǎng)關(guān)中配置緩存三大同步策略是什么，小編相信有部分知識(shí)點(diǎn)可能是我們?nèi)粘９ぷ鲿?huì)見(jiàn)到或用到的。希望你能通過(guò)這篇文章學(xué)到更多知識(shí)。更多詳情敬請(qǐng)關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。