大家好，我是悟空。
先說下哈，這篇文章畫原理圖用了很多時間，求個三連！
Eureka 注冊中心系列文章已經(jīng)寫到第七篇了，這里匯總下：
??領(lǐng)導(dǎo)讓我研究 Eureka 源碼 | 啟動過程??
??領(lǐng)導(dǎo)“叕”讓我研究 Eureka 源碼：注冊過程??
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本文已收錄到我的 github： ??https://github.com/Jackson0714/PassJava-Learning??
一、前言
上一講我們講到了 Eureka 注冊中心的 Server 端有三級緩存來保存注冊信息，可以利用緩存的快速讀取來提高系統(tǒng)性能。我們再來細看下：
一級緩存：只讀緩存 ??readOnlyCacheMap??，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ConcurrentHashMap。相當于數(shù)據(jù)庫。
二級緩存：讀寫緩存 ??readOnlyCacheMap??，Guava Cache。相當于 Redis 主從架構(gòu)中主節(jié)點，既可以進行讀也可以進行寫。
三級緩存：本地注冊表 ??registry??，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ConcurentHashMap。相當于 Redis 主從架構(gòu)的從節(jié)點，只負責讀。
看圖更清晰，如下圖所示：
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另外 ConcurrenthashMap 也是一種 map 結(jié)構(gòu)，也就是以鍵值對的方式進行存儲，如下圖所示：
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本篇悟空哥會帶著大家來看下 Eureka 的緩存架構(gòu)是怎么樣，通過學(xué)習(xí)這篇，我們也可以借鑒 Eureka 的緩存設(shè)計思想，將其運用到項目當中。
二、引發(fā)的幾個思考
我們再來看下 Eureka 源碼，其實不難看懂，下面會做解釋。
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- 默認會先從
只讀緩存里面找。 - 沒有的話，再從
讀寫緩存里面找。 - 找到了的話就更新只讀緩存，并返回找到的緩存。
- 還找不到的話，就從本地緩存 registry 中加載進來。
帶來了三個問題：
（1）三級緩存數(shù)據(jù)怎么來的？
（2）緩存數(shù)據(jù)如何更新的？
（3）緩存如何過期？
三、本地緩存
我們先來看下本地緩存 registry，它是一種定義為 ConcurrentHashMap 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，之前也詳細講解過。
當客戶端發(fā)起注冊請求的時候，就會把注冊信息放到 registry 中。如下代碼所示：
registry.putIfAbsent(app)
putIfAbsent 表示如果存在重復(fù)的 key，就不會放入值，如果傳入的 key 對應(yīng)的 value 已經(jīng)存在，就返回存在的 value，不進行替換。
經(jīng)過 putIfAbsent 操作就把客戶端的注冊信息放到 registry 中了。
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我們再來看下其中的一種緩存結(jié)構(gòu)：讀寫緩存。
四、讀寫緩存
讀寫緩存，顧名思義，就是既可以進行讀，也可以進行寫的緩存。讀主要是給只讀緩存來讀取的。寫主要是將緩存更新到自己的 Map 中。
下面分別從寫緩存的原理、寫緩存的源碼、過期時機的原理、過期時機的源碼幾個方面來分別解答。
3.1 寫緩存的原理和源碼
我開始以為當我們讀緩存讀不到的時候，就會去數(shù)據(jù)庫查了。找了半天，沒找到讀數(shù)據(jù)庫的地方。
然后我就用 IDEA 工具查找 readOnlyCacheMap 被使用的地方，終于讓我找到了。
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讀寫緩存用的是 Guava Cache工具類，這篇不會深究。簡單來說就是當訪問讀寫緩存時，如果這個 key 在緩存中不存在，則從本地去查，查到后再放回緩存。
然后又實現(xiàn)抽象方法 load(key)，這個方法的作用就是當讀寫緩存中沒有，則從本地 registry 緩存中拿。
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讀寫緩存過期的時候其實分兩種：定時過期和實時過期。由于上面的源碼已經(jīng)定義了定時過期的時間間隔，所以我們先來看定時過期。
3.2 定時過期
當構(gòu)建這個讀寫緩存時，就會定義間隔多久過期整個讀寫緩存。如下代碼所示，180 s 會定時過期讀寫緩存。
expireAfterWrite(180s)
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3.3 實時過期
當有新的服務(wù)實例進行注冊或者下線、發(fā)生故障時，就會把這個對應(yīng)的服務(wù)實例的緩存給過期掉。
如下圖所示，最上面的時注冊中心，下面三個是服務(wù)實例。服務(wù)實例發(fā)生注冊、下線、發(fā)生故障，注冊中心都是可以感知到的，然后就會主動過期讀寫緩存對應(yīng)的服務(wù)實例。
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3.4 實時過期源碼
從源碼層面我們再來看下讀寫緩存過期的源碼。調(diào)用了 invalidateCache 方法，進行過期。
文件路徑：com/netflix/eureka/registry/AbstractInstanceRegistry.java
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五、只讀緩存
5.1 定時更新
只讀緩存 readOnlyCacheMap，有一個定時更新的機制，每隔 30 秒就會更新一次只讀緩存中的某些 key。
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它其實是遍歷自己的所有注冊信息，然后和讀寫緩存進行比對，如果注冊信息不一致，則替換為讀寫緩存的數(shù)據(jù)。
源碼如下，有一個定時調(diào)度任務(wù)，每隔 30 秒調(diào)度一次。
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5.2 更新
另外當客戶端獲取注冊信息時，也會先讀只讀緩存，如果只讀緩存中沒有，則會從讀寫緩存中找，找到后就放到只讀緩存中。如果讀寫緩存中沒有，則從本地注冊表 registry 中加載到讀寫緩存中，然后將注冊表信息返回。
這里大家是否有個疑問：既然這個緩存叫做只讀緩存，怎么還能被更新，不應(yīng)該是不變的嗎？
其實這里的不變是相對于客戶端來說的，客戶端獲取注冊表信息時，最開始訪問的就是只讀緩存，類似數(shù)據(jù)庫或 Redis 的主從架構(gòu)，主負責讀寫，從負責讀。然后系統(tǒng)內(nèi)部會把主節(jié)點的信息同步給從節(jié)點。大家明白了嗎？
六、緩存相關(guān)配置
下面我們來看下 Eureka Server 對于緩存有哪些配置呢？
6.1 是否開啟只讀緩存
eureka.server.useReadOnlyResponseCache
當客戶端獲取注冊信息時，是否先從只讀緩存獲取。如果為 false，則直接從讀寫緩存獲取。默認為 true。
6.2 定時更新只讀緩存的間隔時間
eureka.server.responseCacheUpdateIntervalMs
默認每隔 30 秒將讀寫緩存更新的緩存同步到只讀緩存。
七、緩存帶來的問題
三級緩存看似可以帶來性能的提升。但是也會引入其他問題，比如緩存不一致問題。
只讀緩存每隔 30s 才會刷新一次，和讀寫緩存會造成數(shù)據(jù)的不一致，客戶端在 30s 內(nèi)獲取的注冊表信息是滯后的。
當使用 Eureka 集群時，這種緩存不一致的問題會更明顯，不同的節(jié)點之間也會出現(xiàn)只讀緩存的數(shù)據(jù)不一致，所以 Eureka 只能保證高可用，并不能保證強一致性，也就是保證了 AP，不保證 CP，另外我們可以選用強一致性的注冊中心，比如 Zookeeper、Nacos，這是后續(xù)要講的內(nèi)容了。
如何緩解不一致的問題呢？
（1）在服務(wù)端，我們可以設(shè)置更新只讀緩存的時間間隔，默認是 30 秒，縮短一點，比如 15 秒，頻率太高，可能對 Eureka 造成性能問題。
（2）服務(wù)端，我們也可以考慮關(guān)閉從只讀緩存讀注冊表信息，Eureka Client 直接從讀寫緩存讀取。
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八、總結(jié)
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本篇學(xué)習(xí)了 Eureka 注冊中心 Server 端的三層緩存架構(gòu)，分為 registry、readOnlyCacheMap、readWriteCacheMap，用來保存服務(wù)注冊信息。
- 默認情況下，每隔 30 秒從讀寫緩存將注冊信息更新到只讀緩存。
- 默認情況下，客戶端讀取注冊表時，先從只讀緩存讀，如果沒有，則從讀寫緩存中讀取，如果還是沒有，則從本地注冊表 registry 讀取。
- 默認情況下，每隔 180 秒定時過期讀寫緩存。
- 服務(wù)實例注冊、下線、故障時，會實時過期讀寫緩存。
參考資料： ??www.passjava.cn?? 《微服務(wù)架構(gòu)深度解析》 Eureka 源碼
