.NET Core + Consul 服务注册及发现的示例分析

在分布式架构中，服务治理是必须面对的问题，如果缺乏简单有效治理方案，各服务之间只能通过人肉配置的方式进行服务关系管理，当遇到服务关系变化时，就会变得极其麻烦且容易出错。

Consul^[1] 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（比如 ZooKeeper 等），使用起来也较为简单。

Consul 架构

Consul 集群支持多数据中心，在上图中有两个 DataCenter，他们通过 Internet 互联，为了提高通信效率，只有 Server 节点才加入跨数据中心的通信。在单个数据中心中，Consul 分为 Client 和 Server 两种节点（所有的节点也被称为 Agent），Server 节点保存数据，Client 负责健康检查及转发数据请求到 Server，本身不保存注册信息；Server 节点有一个 Leader 和多个 Follower，Leader 节点会将数据同步到 Follower，Server 节点的数量推荐是3个或者5个，在 Leader 挂掉的时候会启动选举机制产生一个新 Leader。

Consul 集群搭建

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。

从 Docker Hub 拉取 Consul 镜像

docker pull consul

启动 3个 Server 节点 + 1 个 Client 节点

docker-compose.yaml 如下：

version: '3'

services:
  cs1:
    image: consul
    command: agent -server -client=0.0.0.0 -bootstrap-expect=3 -node=cs1 -data-dir=/data
    volumes:
      - /usr/local/docker/consul/data/cs1:/data
  cs2:
    image: consul
    command: agent -server -client=0.0.0.0 -retry-join=cs1 -node=cs2 -data-dir=/data
    volumes:
      - /usr/local/docker/consul/data/cs2:/data
    depends_on:
      - cs1
  cs3:
    image: consul
    command: agent -server -client=0.0.0.0 -retry-join=cs1 -node=cs3 -data-dir=/data
    volumes:
      - /usr/local/docker/consul/data/cs3:/data
    depends_on:
      - cs1
  cc1:
    image: consul
    command: agent -client=0.0.0.0 -retry-join=cs1 -ui -node=cc1 -data-dir=/data
    ports:
      - 8500:8500
    volumes:
      - /usr/local/docker/consul/data/cc1:/data
    depends_on:
      - cs2
      - cs3

主要参数说明：

集群状态

（e002ca62ac24 为容器名称，可通过 docker ps | grep consul 查看，选择任意一个即可）

查看节点状态和类型

docker exec -t e002ca62ac24 consul members

当前为3 个 Server 类型节点 ，1 个 Client 类型节点。

查看 Server 节点类型

docker exec -t e002ca62ac24 consul operator raft list-peers

当前为 cs1 为 leader，可以测试将 cs1 stop 观察 leader 的重新选举。

通过 http://192.168.124.9:8500 UI 界面查看 Consul 节点状态如下：(192.168.124.9 是 consul 容器外部访问 IP)

.NET Core 接入 Consul

1. 创建 .NET Core WebAPI（3.1） 服务 ServiceA（2个实例） 和 ServiceB

2. NuGet 安装 Consul

3. 注册到 Consul 的核心代码如下（源码下载^[2]）：

   public static class ConsulBuilderExtensions
   {
     public static IApplicationBuilder RegisterConsul(this IApplicationBuilder app, IHostApplicationLifetime lifetime, ConsulOption consulOption)
     {
       var consulClient = new ConsulClient(x =>
       {
         x.Address = new Uri(consulOption.Address);
       });
   
       var registration = new AgentServiceRegistration()
       {
         ID = Guid.NewGuid().ToString(),
         Name = consulOption.ServiceName,// 服务名
         Address = consulOption.ServiceIP, // 服务绑定IP
         Port = consulOption.ServicePort, // 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 = consulOption.ServiceHealthCheck,//健康检查地址
           Timeout = TimeSpan.FromSeconds(5)
         }
       };
   
       // 服务注册
       consulClient.Agent.ServiceRegister(registration).Wait();
   
       // 应用程序终止时，服务取消注册
       lifetime.ApplicationStopping.Register(() =>
       {
         consulClient.Agent.ServiceDeregister(registration.ID).Wait();
       });
       return app;
     }
   }
   

4. 添加配置如下：

   "Consul": {
     "ServiceName": "service-a",
     "ServiceIP": "192.168.124.11",   // 当前服务访问 IP
     "ServicePort": 8000,
     "ServiceHealthCheck": "http://192.168.124.11:8000/healthCheck",
     "Address": "http://192.168.124.9:8500"
   }
   

5. 注册成功结果如下：