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摘要: 原创出处 http://www.iocoder.cn/Eureka/instance-registry-self-preservation/ 「芋道源码」欢迎转载，保留摘要，谢谢！

本文主要基于 Eureka 1.8.X 版本

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1. 概述

本文主要分享 自我保护机制，为应用实例过期下线做铺垫。

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程序猿DD —— 《Spring Cloud微服务实战》
周立 —— 《Spring Cloud与Docker微服务架构实战》

2. 定义

自我保护机制定义如下：

FROM 周立 —— 《理解Eureka的自我保护模式》
当Eureka Server节点在短时间内丢失过多客户端时（可能发生了网络分区故障），那么这个节点就会进入自我保护模式。一旦进入该模式，Eureka Server就会保护服务注册表中的信息，不再删除服务注册表中的数据（也就是不会注销任何微服务）。当网络故障恢复后，该Eureka Server节点会自动退出自我保护模式。

为什么使用自动保护机制 ？你也可以从周立兄的这篇文章得到答案，这里笔者就不一本正经的胡说八道了。

3. 实现

首先，我们来看下在自动保护机制里扮演重要角色的两个变量：

// AbstractInstanceRegistry.java
/**
* 期望最小每分钟续租次数
*/
protected volatile int numberOfRenewsPerMinThreshold;
/**
* 期望最大每分钟续租次数
*/
protected volatile int expectedNumberOfRenewsPerMin;

expectedNumberOfRenewsPerMin ，期望最大每分钟续租次数。
numberOfRenewsPerMinThreshold ，期望最小每分钟续租次数。

3.1 触发条件

当每分钟心跳次数( renewsLastMin ) 小于 numberOfRenewsPerMinThreshold 时，并且开启自动保护模式开关( eureka.enableSelfPreservation = true ) 时，触发自动保护机制，不再自动过期租约，实现代码如下：

// AbstractInstanceRegistry.java
public void evict(long additionalLeaseMs) {

   if (!isLeaseExpirationEnabled()) {
       logger.debug("DS: lease expiration is currently disabled.");
       return;
   }

   // ... 省略过期租约逻辑
}

// PeerAwareInstanceRegistryImpl.java
@Override
public boolean isLeaseExpirationEnabled() {
   if (!isSelfPreservationModeEnabled()) {
       // The self preservation mode is disabled, hence allowing the instances to expire.
       return true;
   }
   return numberOfRenewsPerMinThreshold > 0 && getNumOfRenewsInLastMin() > numberOfRenewsPerMinThreshold;
}

3.2 计算公式

计算公式如下：

expectedNumberOfRenewsPerMin = 当前注册的应用实例数 x 2
numberOfRenewsPerMinThreshold = expectedNumberOfRenewsPerMin * 续租百分比( eureka.renewalPercentThreshold )

为什么乘以 2

默认情况下，注册的应用实例每半分钟续租一次，那么一分钟心跳两次，因此 x 2 。

这块会有一些硬编码的情况，因此不太建议修改应用实例的续租频率。

为什么乘以续租百分比

低于这个百分比，意味着开启自我保护机制。

默认情况下，eureka.renewalPercentThreshold = 0.85 。

如果你真的调整了续租频率，可以等比去续租百分比，以保证合适的触发自我保护机制的阀值。另外，你需要注意，续租频率是 Client 级别，续租百分比是 Server 级别。

3.3 计算时机

目前有四个地方会计算 numberOfRenewsPerMinThreshold 、 expectedNumberOfRenewsPerMin，我们逐小节来看。

3.3.1 Eureka-Server 初始化

Eureka-Server 在启动时，从 Eureka-Server 集群获取注册信息，并首次初始化 numberOfRenewsPerMinThreshold 、 expectedNumberOfRenewsPerMin 。实现代码如下：

// EurekaBootStrap.java
protected void initEurekaServerContext() throws Exception {

    // ... 省略其它代码

    // 【2.2.10】从其他 Eureka-Server 拉取注册信息
    // Copy registry from neighboring eureka node
    int registryCount = registry.syncUp();
    registry.openForTraffic(applicationInfoManager, registryCount);
    
    // ... 省略其它代码
}

// PeerAwareInstanceRegistryImpl.java
@Override
public void openForTraffic(ApplicationInfoManager applicationInfoManager, int count) {
   // Renewals happen every 30 seconds and for a minute it should be a factor of 2.
   this.expectedNumberOfRenewsPerMin = count * 2;
   this.numberOfRenewsPerMinThreshold =
           (int) (this.expectedNumberOfRenewsPerMin * serverConfig.getRenewalPercentThreshold());
           
   // ... 省略其它代码
}

3.3.2 定时重置

Eureka-Server 定时重新计算 numberOfRenewsPerMinThreshold 、expectedNumberOfRenewsPerMin 。实现代码如下：

// PeerAwareInstanceRegistryImpl.java
private void scheduleRenewalThresholdUpdateTask() {
   timer.schedule(new TimerTask() {
                      @Override
                      public void run() {
                          updateRenewalThreshold();
                      }
                  }, serverConfig.getRenewalThresholdUpdateIntervalMs(),
           serverConfig.getRenewalThresholdUpdateIntervalMs());
}

// AbstractInstanceRegistry.java
/**
* 自我保护机锁
*
* 当计算如下参数时使用：
*  1. {@link #numberOfRenewsPerMinThreshold}
*  2. {@link #expectedNumberOfRenewsPerMin}
*/
protected final Object lock = new Object();

private void updateRenewalThreshold() {
   try {
       // 计算 应用实例数
       Applications apps = eurekaClient.getApplications();
       int count = 0;
       for (Application app : apps.getRegisteredApplications()) {
           for (InstanceInfo instance : app.getInstances()) {
               if (this.isRegisterable(instance)) {
                   ++count;
               }
           }
       }
       // 计算 expectedNumberOfRenewsPerMin 、 numberOfRenewsPerMinThreshold 参数
       synchronized (lock) {
           // Update threshold only if the threshold is greater than the
           // current expected threshold of if the self preservation is disabled.
           if ((count * 2) > (serverConfig.getRenewalPercentThreshold() * numberOfRenewsPerMinThreshold)
                   || (!this.isSelfPreservationModeEnabled())) {
               this.expectedNumberOfRenewsPerMin = count * 2;
               this.numberOfRenewsPerMinThreshold = (int) ((count * 2) * serverConfig.getRenewalPercentThreshold());
           }
       }
       logger.info("Current renewal threshold is : {}", numberOfRenewsPerMinThreshold);
   } catch (Throwable e) {
       logger.error("Cannot update renewal threshold", e);
   }
}

配置 eureka.renewalThresholdUpdateIntervalMs 参数，定时重新计算。默认，15 分钟。
代码块 !this.isSelfPreservationModeEnabled() ：当未开启自我保护机制时，每次都进行重新计算。事实上，这两个参数不仅仅自我保护机制会使用到，配合 Netflix Servo 实现监控信息采集 numberOfRenewsPerMinThreshold、expectedNumberOfRenewsPerMin。
代码块 (count * 2) > (serverConfig.getRenewalPercentThreshold() * numberOfRenewsPerMinThreshold) ：当开启自我保护机制时，应用实例每分钟最大心跳数( count * 2 ) 小于期望最小每分钟续租次数( serverConfig.getRenewalPercentThreshold() * numberOfRenewsPerMinThreshold )，不重新计算。如果重新计算，自动保护机制会每次定时执行后失效。

3.3.3 应用实例注册

应用实例注册时，增加 numberOfRenewsPerMinThreshold 、expectedNumberOfRenewsPerMin 。实现代码如下：

// 
public void register(InstanceInfo registrant, int leaseDuration, boolean isReplication) {
    
    // ... 省略无关代码
    
    // The lease does not exist and hence it is a new registration
    // 【自我保护机制】增加 `numberOfRenewsPerMinThreshold` 、`expectedNumberOfRenewsPerMin`
    synchronized (lock) {
         if (this.expectedNumberOfRenewsPerMin > 0) {
             // Since the client wants to cancel it, reduce the threshold
             // (1
             // for 30 seconds, 2 for a minute)
             this.expectedNumberOfRenewsPerMin = this.expectedNumberOfRenewsPerMin + 2;
             this.numberOfRenewsPerMinThreshold =
                     (int) (this.expectedNumberOfRenewsPerMin * serverConfig.getRenewalPercentThreshold());
         }
     }

     // ... 省略无关代码
}

3.3.4 应用实例下线

应用实例下线时，减少 numberOfRenewsPerMinThreshold 、expectedNumberOfRenewsPerMin 。实现代码如下：

// PeerAwareInstanceRegistryImpl.java
@Override
public boolean cancel(final String appName, final String id,
                     final boolean isReplication) {
   // ... 省略无关代码
                     
   synchronized (lock) {
        if (this.expectedNumberOfRenewsPerMin > 0) {
               // Since the client wants to cancel it, reduce the threshold (1 for 30 seconds, 2 for a minute)
               this.expectedNumberOfRenewsPerMin = this.expectedNumberOfRenewsPerMin - 2;
               this.numberOfRenewsPerMinThreshold = (int) (this.expectedNumberOfRenewsPerMin * serverConfig.getRenewalPercentThreshold());
        }
   }
   
   // ... 省略无关代码
}

666. 彩蛋

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😈 终于完整理解 Eureka-Server 自我保护机制，满足。噶~~~~~~

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Eureka 源码解析 —— 应用实例注册发现（四）之自我保护机制