.NET Core 使用 Consul 服务注册发现

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.NET Core 使用 Consul 服务注册发现

Consul 是一个用来实现分布式系统服务发现与配置的开源工具。它内置了服务注册与发现框架、分布一致性协议实现、健康检查、Key/Value存储、多数据中心方案,不再需要依赖其他工具,使用起来也较为简单。

安装

Consul 支持各种平台的安装,安装文档: www.consul.io/downloads ,为了快速使用,我这里选择用 docker方式安装

version: "3"
services:
service_1:
image: consul
command: agent -server -client=0.0.0.0 -bootstrap-expect=3 -node=service_1
volumes:
- /usr/local/docker/consul/data/service_1:/data
service_2:
image: consul
command: agent -server -client=0.0.0.0 -retry-join=service_1 -node=service_2
volumes:
- /usr/local/docker/consul/data/service_2:/data
depends_on:
- service_1
service_3:
image: consul
command: agent -server -client=0.0.0.0 -retry-join=service_1 -node=service_3
volumes:
- /usr/local/docker/consul/data/service_3:/data
depends_on:
- service_1
client_1:
image: consul
command: agent -client=0.0.0.0 -retry-join=service_1 -ui -node=client_1
ports:
- 8500:8500
volumes:
- /usr/local/docker/consul/data/client_1:/data
depends_on:
- service_2
- service_3
复制代码

提供一个 docker-compose.yaml ,使用 docker-compose up 编排脚本启动 Consul ,如果你不熟悉,可以选择其它方式能运行 Consul 即可。

这里使用 Docker 搭建 3个 server 节点 + 1 个 client 节点,API 服务通过 client 节点进行服务注册和发现。

安装完成启动 Consul ,打开默认地址 http://localhost:8500 可以看到 Consul ui界面。

快速使用

添加两个webapi服务,ServiceA和ServiceB,一个webapi客户端Client来调用服务。

dotnet new sln -n consul_demo
dotnet new webapi -n ServiceA
dotnet sln add ServiceA/ServiceA.csproj
dotnet new webapi -n ServiceB
dotnet sln add ServiceB/ServiceB.csproj
dotnet new webapi -n Client
dotnet sln add Client/Client.csproj
复制代码

在项目中添加 Consul 组件包

Install-Package Consul
复制代码

服务注册

接下来在两个服务中添加必要的代码来实现将服务注册到 Consul 中。

首先将 Consul 配置信息添加到 appsettings.json

{
"Consul": {
"Address": "http://host.docker.internal:8500",
"HealthCheck": "/healthcheck",
"Name": "ServiceA",
"Ip": "host.docker.internal"
}
}
复制代码

因为我们要将项目都运行在docker中,所以这里的地址要用 host.docker.internal 代替,使用 localhost 无法正常启动,如果不在 docker 中运行,这里就配置层 localhost。

添加一个扩展方法 UseConul(this IApplicationBuilder app, IConfiguration configuration, IHostApplicationLifetime lifetime)

using System;
using Consul;
using Microsoft.AspNetCore.Builder;
using Microsoft.Extensions.Configuration;
using Microsoft.Extensions.Hosting;
namespace ServiceA
{
public static class Extensions
{
public static IApplicationBuilder UseConul(this IApplicationBuilder app, IConfiguration configuration, IHostApplicationLifetime lifetime)
{
var client = new ConsulClient(options =>
{
options.Address = new Uri(configuration["Consul:Address"]); // Consul客户端地址
});
var registration = new AgentServiceRegistration
{
ID = Guid.NewGuid().ToString(), // 唯一Id
Name = configuration["Consul:Name"], // 服务名
Address = configuration["Consul:Ip"], // 服务绑定IP
Port = Convert.ToInt32(configuration["Consul:Port"]), // 服务绑定端口
Check = new AgentServiceCheck
{
DeregisterCriticalServiceAfter = TimeSpan.FromSeconds(5), // 服务启动多久后注册
Interval = TimeSpan.FromSeconds(10), // 健康检查时间间隔
HTTP = $"http://{configuration["Consul:Ip"]}:{configuration["Consul:Port"]}{configuration["Consul:HealthCheck"]}", // 健康检查地址
Timeout = TimeSpan.FromSeconds(5) // 超时时间
}
};
// 注册服务
client.Agent.ServiceRegister(registration).Wait();
// 应用程序终止时,取消服务注册
lifetime.ApplicationStopping.Register(() =>
{
client.Agent.ServiceDeregister(registration.ID).Wait();
});
return app;
}
}
}
复制代码

然后在 Startup.cs 中使用扩展方法即可。

public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env, IHostApplicationLifetime lifetime)
{
...
app.UseConul(Configuration, lifetime);
}
复制代码

注意,这里将 IConfigurationIHostApplicationLifetime 作为参数传进来的,根据实际开发做对应的修改就可以了。

分别在ServiceA和ServiceB都完成一遍上述操作,因为不是实际项目,这里就产生的许多重复代码,在真正的项目开发过程中可以考虑放在一个单独的项目中,ServiceA和ServiceB分别引用,调用。

接着去实现健康检查接口。

// ServiceA
using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
namespace ServiceA.Controllers
{
[Route("[controller]")]
[ApiController]
public class HealthCheckController : ControllerBase
{
/// <summary>
/// 健康检查
/// </summary>
/// <returns></returns>
[HttpGet]
public IActionResult api()
{
return Ok();
}
}
}
复制代码
// ServiceB
using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
namespace ServiceB.Controllers
{
[Route("[controller]")]
[ApiController]
public class HealthCheckController : ControllerBase
{
/// <summary>
/// 健康检查
/// </summary>
/// <returns></returns>
[HttpGet]
public IActionResult Get()
{
return Ok();
}
}
}
复制代码

最后在ServiceA和ServiceB中都添加一个接口。

// ServiceA
using System;
using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
using Microsoft.Extensions.Configuration;
namespace ServiceA.Controllers
{
[Route("api/[controller]")]
[ApiController]
public class ServiceAController : ControllerBase
{
[HttpGet]
public IActionResult Get([FromServices] IConfiguration configuration)
{
var result = new
{
msg = $"我是{nameof(ServiceA)},当前时间:{DateTime.Now:G}",
ip = Request.HttpContext.Connection.LocalIpAddress.ToString(),
port = configuration["Consul:Port"]
};
return Ok(result);
}
}
}
复制代码
// ServiceB
using System;
using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
using Microsoft.Extensions.Configuration;
namespace ServiceB.Controllers
{
[Route("api/[controller]")]
[ApiController]
public class ServiceBController : ControllerBase
{
[HttpGet]
public IActionResult Get([FromServices] IConfiguration configuration)
{
var result = new
{
msg = $"我是{nameof(ServiceB)},当前时间:{DateTime.Now:G}",
ip = Request.HttpContext.Connection.LocalIpAddress.ToString(),
port = configuration["Consul:Port"]
};
return Ok(result);
}
}
}
复制代码

这样我们写了两个服务,ServiceA和ServiceB。都添加了健康检查接口和一个自己的服务接口,返回一段json。

我们现在来运行看看效果,可以使用任何方式,只要能启动即可,我这里选择在docker中运行,直接在 Visual Studio中对着两个解决方案右键添加,选择Docker支持,默认会帮我们自动创建好Dockfile,非常方便。

生成的Dockfile文件内容如下:

# ServiceA
FROM mcr.microsoft.com/dotnet/core/aspnet:3.1-buster-slim AS base
WORKDIR /app
EXPOSE 80
EXPOSE 443
FROM mcr.microsoft.com/dotnet/core/sdk:3.1-buster AS build
WORKDIR /src
COPY ["ServiceA/ServiceA.csproj", "ServiceA/"]
RUN dotnet restore "ServiceA/ServiceA.csproj"
COPY . .
WORKDIR "/src/ServiceA"
RUN dotnet build "ServiceA.csproj" -c Release -o /app/build
FROM build AS publish
RUN dotnet publish "ServiceA.csproj" -c Release -o /app/publish
FROM base AS final
WORKDIR /app
COPY --from=publish /app/publish .
ENTRYPOINT ["dotnet", "ServiceA.dll"]
复制代码
# ServiceB
FROM mcr.microsoft.com/dotnet/core/aspnet:3.1-buster-slim AS base
WORKDIR /app
EXPOSE 80
EXPOSE 443
FROM mcr.microsoft.com/dotnet/core/sdk:3.1-buster AS build
WORKDIR /src
COPY ["ServiceB/ServiceB.csproj", "ServiceB/"]
RUN dotnet restore "ServiceB/ServiceB.csproj"
COPY . .
WORKDIR "/src/ServiceB"
RUN dotnet build "ServiceB.csproj" -c Release -o /app/build
FROM build AS publish
RUN dotnet publish "ServiceB.csproj" -c Release -o /app/publish
FROM base AS final
WORKDIR /app
COPY --from=publish /app/publish .
ENTRYPOINT ["dotnet", "ServiceB.dll"]
复制代码

然后定位到项目根目录,使用命令去编译两个镜像,service_a和service_b

docker build -t service_a:dev -f ./ServiceA/Dockerfile .
docker build -t service_b:dev -f ./ServiceB/Dockerfile .
复制代码

看到 Successfully 就成功了,通过 docker image ls 可以看到我们打包的两个镜像。

这里顺便提一句,已经可以看到我们编译的镜像,service_a和service_b了,但是还有许多名称为 <none> 的镜像,这些镜像可以不用管它,这种叫做虚悬镜像,既没有仓库名,也没有标签。是因为 docker build 导致的这种现象。由于新旧镜像同名,旧镜像名称被取消,从而出现仓库名、标签均为 <none> 的镜像。

一般来说,虚悬镜像已经失去了存在的价值,是可以随意删除的,可以 docker image prune 命令删除,这样镜像列表就干净多了。

最后将两个镜像service_a和service_b,分别运行三个实例。

docker run -d -p 5050:80 --name service_a1 service_a:dev --Consul:Port="5050"
docker run -d -p 5051:80 --name service_a2 service_a:dev --Consul:Port="5051"
docker run -d -p 5052:80 --name service_a3 service_a:dev --Consul:Port="5052"
docker run -d -p 5060:80 --name service_b1 service_b:dev --Consul:Port="5060"
docker run -d -p 5061:80 --name service_b2 service_b:dev --Consul:Port="5061"
docker run -d -p 5062:80 --name service_b3 service_b:dev --Consul:Port="5062"
复制代码

运行成功,接下来就是见证奇迹的时刻,去到 Consul 看看。

成功将两个服务注册到 Consul ,并且每个服务都有多个实例。

访问一下接口试试吧,看看能不能成功出现结果。

因为终端编码问题,导致显示乱码,这个不影响,ok,至此服务注册大功告成。

服务发现

搞定了服务注册,接下来演示一下如何服务发现,在Client项目中先将 Consul 地址配置到 appsettings.json 中。

{
"Consul": {
"Address": "http://host.docker.internal:8500"
}
}
复制代码

然后添加一个接口, IService.cs ,添加三个方法,分别获取两个服务的返回结果以及初始化服务的方法。

using System.Threading.Tasks;
namespace Client
{
public interface IService
{
/// <summary>
/// 获取 ServiceA 返回数据
/// </summary>
/// <returns></returns>
Task<string> GetServiceA();
/// <summary>
/// 获取 ServiceB 返回数据
/// </summary>
/// <returns></returns>
Task<string> GetServiceB();
/// <summary>
/// 初始化服务
/// </summary>
void InitServices();
}
}
复制代码

实现类: Service.cs

using System;
using System.Collections.Concurrent;
using System.Linq;
using System.Net.Http;
using System.Threading.Tasks;
using Consul;
using Microsoft.Extensions.Configuration;
namespace Client
{
public class Service : IService
{
private readonly IConfiguration _configuration;
private readonly ConsulClient _consulClient;
private ConcurrentBag<string> _serviceAUrls;
private ConcurrentBag<string> _serviceBUrls;
private IHttpClientFactory _httpClient;
public Service(IConfiguration configuration, IHttpClientFactory httpClient)
{
_configuration = configuration;
_consulClient = new ConsulClient(options =>
{
options.Address = new Uri(_configuration["Consul:Address"]);
});
_httpClient = httpClient;
}
public async Task<string> GetServiceA()
{
if (_serviceAUrls == null)
return await Task.FromResult("ServiceA正在初始化...");
using var httpClient = _httpClient.CreateClient();
var serviceUrl = _serviceAUrls.ElementAt(new Random().Next(_serviceAUrls.Count()));
Console.WriteLine("ServiceA:" + serviceUrl);
var result = await httpClient.GetStringAsync($"{serviceUrl}/api/servicea");
return result;
}
public async Task<string> GetServiceB()
{
if (_serviceBUrls == null)
return await Task.FromResult("ServiceB正在初始化...");
using var httpClient = _httpClient.CreateClient();
var serviceUrl = _serviceBUrls.ElementAt(new Random().Next(_serviceBUrls.Count()));
Console.WriteLine("ServiceB:" + serviceUrl);
var result = await httpClient.GetStringAsync($"{serviceUrl}/api/serviceb");
return result;
}
public void InitServices()
{
var serviceNames = new string[] { "ServiceA", "ServiceB" };
foreach (var item in serviceNames)
{
Task.Run(async () =>
{
var queryOptions = new QueryOptions
{
WaitTime = TimeSpan.FromMinutes(5)
};
while (true)
{
await InitServicesAsync(queryOptions, item);
}
});
}
async Task InitServicesAsync(QueryOptions queryOptions, string serviceName)
{
var result = await _consulClient.Health.Service(serviceName, null, true, queryOptions);
if (queryOptions.WaitIndex != result.LastIndex)
{
queryOptions.WaitIndex = result.LastIndex;
var services = result.Response.Select(x => $"http://{x.Service.Address}:{x.Service.Port}");
if (serviceName == "ServiceA")
{
_serviceAUrls = new ConcurrentBag<string>(services);
}
else if (serviceName == "ServiceB")
{
_serviceBUrls = new ConcurrentBag<string>(services);
}
}
}
}
}
}
复制代码

代码就不解释了,相信都可以看懂,使用了 Random 类随机获取一个服务,关于这点可以选择更合适的负载均衡方式。

Startup.cs 中添加接口依赖注入、使用初始化服务等代码。

using Microsoft.AspNetCore.Builder;
using Microsoft.AspNetCore.Hosting;
using Microsoft.Extensions.Configuration;
using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
using Microsoft.Extensions.Hosting;
namespace Client
{
public class Startup
{
public Startup(IConfiguration configuration)
{
Configuration = configuration;
}
public IConfiguration Configuration { get; }
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
services.AddControllers();
services.AddHttpClient();
services.AddSingleton<IService, Service>();
}
public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env, IService service)
{
if (env.IsDevelopment())
{
app.UseDeveloperExceptionPage();
}
app.UseHttpsRedirection();
app.UseRouting();
app.UseAuthorization();
app.UseEndpoints(endpoints =>
{
endpoints.MapControllers();
});
service.InitServices();
}
}
}
复制代码

一切就绪,添加api访问我们的两个服务。

using System.Threading.Tasks;
using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
namespace Client.Controllers
{
[Route("api")]
[ApiController]
public class HomeController : ControllerBase
{
[HttpGet]
[Route("service_result")]
public async Task<IActionResult> GetService([FromServices] IService service)
{
return Ok(new
{
serviceA = await service.GetServiceA(),
serviceB = await service.GetServiceB()
});
}
}
}
复制代码

直接在Visual Studio中运行Client项目,在浏览器访问api。

大功告成,服务注册与发现,现在就算之中的某个节点挂掉,服务也可以照常运行。

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