服务路由之元数据路由

元数据路由简介

元数据

元数据定义

服务实例通常带有一系列的标签信息，例如实例所属的机房信息、地域信息、环境信息等，这些信息统称为服务实例的元信息。实例注册到注册中心时，会带上自身的元数据信息。当消费方从注册中心获取到实例时，既可以同时获取到每个实例的元信息。

元数据来源

来源一：项目里的配置文件

在 Spring Cloud 项目里的 application.yml 中配置以下内容:

spring:
  cloud:
    tencent:
      metadata:
        content:
          idc: shanghai
          env: dev1

应用在启动注册时，会自动读取配置文件并带上 idc=shanghai 和 env=dev1 两个元数据信息。

通过配置文件的方式为最直接的方式，但是这种方式有一个最大的弊端，就是设置不同元数据值时需要重新编译打包。本质上的原因就是：大部分的元数据信息属于部署环境的信息或者叫机器的信息，而不是应用静态代码的信息。

来源二：应用启动参数

众所周知，Spring Boot 应用配置文件定义的配置项都可以通过 -D 启动参数覆盖，例如通过以下方式覆盖 env 值为 dev2 ：

Java -jar -Dspring.cloud.tencent.metadata.content.env=dev2  demo.jar

通过启动参数的方式，可以在启动时动态修改元数据信息，而不用重新打包，从而解决了方式一的弊端。

但是这种方式也有弊端，就是谁负责修改启动脚本，加上 -D 参数呢？

大部分情况下，Java -jar 启动命令都放在项目里的 start.sh 脚本里，那也就是说，每次需要增加 -D 参数都要修改 start.sh，这本身也会增加维护成本。

来源三：环境变量

环境变量的方式则完全跟运行的应用解耦，是完完全全的机器信息。Spring Cloud Tencent 约定了前缀 SCT_METADATA_CONTENT_ 的环境变量为应用的元数据信息。例如：

SCT_METADATA_CONTENT_IDC=shanghai
SCT_METADATA_CONTENT_ENV=dev1

应用在启动时，则会自动携带 IDC=shanghai 和 ENV=dev 的元数据。

通过环境变量的方式，paas 平台在拉起一台虚拟机或者一个容器 Pod 时，只需要设置相应的环境变量即可。而应用自身无需做任何其它事情。

以上几种方式，可以通过查看启动日志确认是否正确打标：

grep "Loaded static metadata info" xx.log

来源四：自定义实现 SPI （待实现）

前面三种方式为 SCT（Spring Cloud Tencent 的缩写） 内置的方式，但是并不一定符合每个公司自己的规范或者实现。例如：

• 把元数据放到机器上的某一个配置文件里，例如 /etc/metadata
• 启动时，调用 CMDB 的接口获取元信息

所以 SCT 定义了一个 SPI，方便用户自己实现元数据来源。SCT 在注册前，回调 SPI 获取元数据信息，并注册到注册中心。

元数据路由

上一小节介绍了什么是元数据以及元数据的来源，这一小节来介绍一下元数据路由。

既然服务实例都有元数据标签，在某些场景下，服务调用时优先调用到跟主调方具有相同元数据标签的被调方实例。如下图所示：

当 OrderSevice 调用 UserService 时，期望同环境实例优先互相调用。

最典型的实际场景为线下多特性环境：

当 SvcA 和 SvcD 需要在某一次迭代中进行联调时，无需部署一套包含全链路 SvcA,SvcB,SvcC,SvcD 的环境，一方面成本太高，另一方面 SvcB 和 SvcC 可能属于其它团队，不方便部署。 只需要在 dev1 里部署 SvcA 和 SvcD 打上 SCT_METADATA_CONTENT_ENV=dev1 和 SCT_METADATA_CONTENT_TRANSITIVE=ENV 即可实现如上效果。

这里需要解释一下 SCT_METADATA_CONTENT_TRANSITIVE=ENV 环境变量的作用。

简单来讲：SCT_METADATA_CONTENT_TRANSITIVE 指定哪些元数据需要在调用链路上传递到下游服务。

在上面的场景下，每一个服务节点在调用下游服务时都要优先调用 ENV=dev1 的服务，而 ENV=dev1 这个信息是链路起始节点 SvcA 发出的请求里携带的。所以需要通过一种机制告诉 SCT 哪些元信息需要在链路上传递。

元数据路由操作篇

使用元数据路由非常简单，在第一章中其实都已经有介绍到，这一章节再总结一下。

步骤一：基础操作

注意：1.5.0 版本后才支持元数据路由

请参考 服务路由基础操作 文档，引入依赖以及增加配置。

步骤二：元数据打标

方式一

spring:
  cloud:
    tencent:
      metadata:
        content:
          idc: shanghai
          env: dev1
        transitive: # 指定需要传递的元数据 key
          - idc
          - env

方式二

# 定义元数据
SCT_METADATA_CONTENT_${key1}=value1 
SCT_METADATA_CONTENT_${key2}=value2

# 指定需要传递的元数据 key
SCT_METADATA_CONTENT_TRANSITIVE=${key1}

方式三

SPI 的方式，待版本支持后补充。

元数据路由原理篇

元数据路由的原理其实非常简单，以 feign 调用为例，例如调用 http://user-serivce/user/get。

1. 根据服务名（user-service）获取目标服务全量实例地址集合

• 这一步中，SCT 只会返回健康的实例集合。细节可参考源码PolarisLoadBalancer.java

2. 根据元数据路由规则从全量实例中挑出部分满足规则的实例子集

• 这一步中，SCT 会执行一次地址 Filter 链，输入是全量地址，输出是经过所有地址 Filter 之后的结果。其中一个 Filter 就是元数据路由 Filter MetadataRouter。执行 Filter 链的调用代码请参考：PolarisLoadBalancerCompositeRule#doRouter

3. 根据第二步的实例子集，执行负载均衡策略，选中其中一个实例。并替换请求 Url 例如：http://192.168.1.1:8080/user/get

• 执行负载均衡调用代码请参考：PolarisLoadBalancerCompositeRule#choose