myrpc 学习笔记-005 注册中心

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架构图v5.0.0

• 实现注册中心（etcd zookeeper）
• 支持自定义注册中心实现类

一、注册中心是什么？

注册中心是RPC框架的“通讯录”：

• 服务端（提供者）：启动时把自己的地址、接口信息注册进去
• 客户端（消费者）：调用时从注册中心发现可用服务节点
• 心跳/监听：保证节点健康，自动剔除故障节点

二、核心功能

1. 服务注册：服务启动时把节点信息存入注册中心
2. 服务发现：客户端获取可用服务节点列表
3. 心跳续约：防止节点因故障假死
4. 服务下线：服务停机主动/自动删除节点
5. 监听机制：节点变化实时通知客户端
6. 本地缓存：提升性能，减轻注册中心压力
7. 多注册中心支持：Etcd / ZooKeeper 可插拔

三、整体结构设计

1. 统一接口（规范）

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java
复制代码
public interface Registry {
    void init(RegistryConfig config);      // 初始化
    void register(ServiceMetaInfo info);    // 注册
    void unRegister(ServiceMetaInfo info);  // 注销
    List<ServiceMetaInfo> serviceDiscovery(String serviceKey); // 发现
    void destroy();                         // 销毁
    void heartBeat();                       // 心跳
    void watch(String key);                 // 监听
}

2. 工厂 + SPI 可扩展

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java
复制代码
public class RegistryFactory {
    static {
        SpiLoader.load(Registry.class);
    }
    public static Registry getRegistry(String key) {
        return SpiLoader.getInstance(Registry.class, key);
    }
}

支持 Etcd、ZooKeeper、Nacos 无缝切换。

3. 本地注册（内存存储）

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java
复制代码
public class LocalRegistry {
    private static final Map<String, Class<?>> SERVICE_MAP = new ConcurrentHashMap<>();
}

作用：服务端反射调用时快速找到实现类。

四、Etcd 注册中心实现

1. 核心机制

• Key-Value 存储
• 租约（Lease）：节点30秒过期
• 心跳续约：每10秒续期一次
• Watch 监听：节点删除自动清空缓存

2. 存储结构

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text
复制代码
/rpc/服务名:版本号/地址:端口 -> {服务元信息}

示例：

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text
复制代码
/rpc/com.xxx.UserService:1.0/127.0.0.1:8080

3. 服务注册流程

1. 申请 30s租约
2. 拼接 key、存储 value
3. 绑定租约存入 Etcd
4. 加入本地缓存
5. 启动心跳定时任务

4. 心跳实现（最关键）

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java
复制代码
// 每10秒执行一次
CronUtil.schedule("*/10 * * * * *", task -> {
    for (String key : localRegisterNodeKeySet) {
        // 获取租约ID
        long leaseId = kvs.get(0).getLease();
        // 手动续约
        leaseClient.keepAliveOnce(leaseId);
    }
});

5. 服务发现流程

1. 先查本地缓存
2. 缓存不存在 → Etcd前缀查询
3. 解析结果 → 写入本地缓存
4. 对每个节点 开启监听

6. 监听机制

监听节点删除事件：

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java
复制代码
watchClient.watch(key, response -> {
    for (WatchEvent event : response.getEvents()) {
        if (event.getEventType() == DELETE) {
            // 清空缓存，下次强制拉新
            registryServiceCache.clearCache();
        }
    }
});

五、ZooKeeper 注册中心实现

1. 核心机制

• 临时节点：会话断开自动删除
• 天然心跳：无需手动续约
• Cache 监听：节点变化自动感知

2. 为什么不用心跳？

因为 ZooKeeper 临时节点特性：

• 客户端断开 → 节点自动删除
• 无需代码实现心跳

3. 服务注册

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java
复制代码
serviceDiscovery.registerService(instance);

4. 服务监听

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java
复制代码
CuratorCache cache = CuratorCache.build(client, key);
cache.listenable().addListener(
    CuratorCacheListener.builder()
        .forDeletes(child -> clearCache())
        .build()
);

六、服务本地缓存（RegistryServiceCache）

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java
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public class RegistryServiceCache {
    List<ServiceMetaInfo> serviceCache;

    void writeCache();
    List<ServiceMetaInfo> readCache();
    void clearCache();
}

作用：

• 避免频繁请求注册中心
• 提高调用速度
• 注册中心宕机仍可使用缓存调用

七、服务启动初始化（ProviderBootstrap）

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java
复制代码
public class ProviderBootstrap {
    public static void init(List<ServiceRegisterInfo<?>> list) {
        // 1. RPC 初始化
        RpcApplication.init();
        
        // 2. 本地注册
        LocalRegistry.register(serviceName, implClass);
        
        // 3. 注册中心注册
        Registry registry = RegistryFactory.getRegistry(type);
        registry.register(serviceMetaInfo);
        
        // 4. 启动 TCP 服务
        VertxTcpServer server = new VertxTcpServer();
        server.doStart(port);
    }
}

八、客户端调用流程（ServiceProxy）

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java
复制代码
// 1. 从注册中心发现服务
List<ServiceMetaInfo> list = registry.serviceDiscovery(serviceKey);

// 2. 负载均衡选择一个节点
ServiceMetaInfo selected = loadBalancer.select(params, list);

// 3. 发送 TCP 请求
RpcResponse response = VertxTcpClient.doRequest(request, info);

九、总结

1. 接口化设计：可随意切换注册中心实现
2. SPI 加载：高度可扩展
3. Etcd 租约+心跳：保证节点健康
4. ZooKeeper 临时节点：天然健康检查
5. 本地缓存：高性能
6. Watch 监听：实时感知节点上下线
7. 优雅停机：服务下线主动删除节点
8. 统一存储结构：服务名+版本+地址

十、不同注册中心对比