服务发现框架选型: Consul、Zookeeper还是etcd ？

背景

本文并不介绍服务发现的基本原理。除了一致性算法之外，其他并没有太多高深的算法，网上的资料很容易让大家明白上面是服务发现。
想直接查看结论的同学，请直接跳到文末。
目前，市面上有非常多的服务发现工具，《Open-Source Service Discovery》一文中列举了如下开源的服务发现工具。

Zookeeper	General	CP	Java	JVM	Client Binding
Doozer	General	CP	Go		Client Binding
Etcd	General	Mixed (1)	Go		Client Binding/HTTP
SmartStack	Dedicated	AP	Ruby	haproxy/Zookeeper	Sidekick (nerve/synapse)
Eureka	Dedicated	AP	Java	JVM	Java Client
NSQ (lookupd)	Dedicated	AP	Go		Client Binding
Serf	Dedicated	AP	Go		Local CLI
Spotify (DNS)	Dedicated	AP	N/A	Bind	DNS Library
SkyDNS	Dedicated	Mixed (2)	Go		HTTP/DNS Library

(1) If using the consistent parameter, inconsistent reads are possible
(2) If using a caching DNS client in front of SkyDNS, reads could be inconsistent

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上面表格中，前三个是通用的，后面都是各大公司自己造的轮子，应用范围并不广，我也就不深入研究了。
此外，这篇文章是14年写的，当时它并没有研究Consul，放到表格中，Consul则应该是General、CP、Go、No dependency、Http/DNS Library。
截止到今天，除了容器编排框架k8s、istio/envoy自己实现了服务发现机制（他们也兼容第三方的服务发现工具），似乎也没有其他的知名的服务发现框架出现了。
下面我就zookeeper、etcd、consul这三款进行下比较。

比较

zookeeper

官网这么介绍zookeeper的，翻译过来，zookeeper的功能有：

1. 作为配置信息的存储的中心服务器
2. 命名服务
3. 分布式同步
4. 分组服务

能看出，zookeeper并不只是作为服务发现框架使用的，它非常庞大。
如果只是打算将zookeeper作为服务发现工具，就需要用到其配置存储和分布式同步的功能。前者可以理解成具有一致性的kv存储，后者提供了zookeeper特有的watcher注册于异步通知机制，zookeeper能将节点的状态实时异步通知给zookeeper客户端。

zookeeper使用

zookeeper的使用流程如下：

1. 确保有所选语言的sdk，理论上github上第三方的库有一些，仔细筛选一下应该可以用。
2. 调用zookeeper接口连接zookeeper服务器。
3. 注册自身服务
4. 通过watcher获取监听服务的状态
5. 服务提供者需自行保持与zookeeper服务器的心跳。

《Zookeeper C API 指南》写了八篇文章介绍了如何使用zookeeper的c语言api。

总得来说，zookeeper需要胖客户端，每个客户端都需要通过其sdk与zookeeper服务保活，增加了编写程序的复杂性。此外，还提供api实现服务注册与发现逻辑，需要服务的消费者实现服务提供者存活的检测。

etcd

etcd是一个采用http协议的分布式键值对存储系统，因其易用，简单。很多系统都采用或支持etcd作为服务发现的一部分，比如kubernetes。但正事因为其只是一个存储系统，如果想要提供完整的服务发现功能，必须搭配一些第三方的工具。
比如配合etcd、Registrator、confd组合，就能搭建一个非常简单而强大的服务发现框架。但这种搭建操作就稍微麻烦了点，尤其是相对consul来说。所以etcd大部分场景都是被用来做kv存储，比如kubernetes。

consul

相较于etcd、zookeeper，consul最大的特点就是：它整合了用户服务发现普遍的需求，开箱即用，降低了使用的门槛，并不需要任何第三方的工具。代码实现上也足够简单。

展开了说，consul的功能有：

1. 通过DNS或HTTP，应用能轻易地找到它们依赖的系统
2. 提供了多种健康检查方式：http返回码200，内存是否超限，tcp连接是否成功
3. kv存储，并提供http api
4. 多数据中心，这点是zookeeper所不具备的。

consul使用

相比于zookeeper的服务发现使用，consul并不需要专门的sdk集成到服务中，因此它不限制任何语言的使用。我们看看consul一般是怎么使用的。

1. 每台服务器上都要安装一个consul agent。
2. consul agent支持通过配置文件注册服务，或者在服务中通过http接口来注册服务。
3. 注册服务后，consul agent通过指定的健康检查方式，定期检查服务是否存活。
4. 如果服务想查询其他服务的存活状态，只需要与本机的consul agent发起一次http请求或者dns请求即可。

简单点说，consul的使用不依赖任何sdk，依靠简单的http请求就能满足服务发现的所有逻辑。
不过，服务每次都从consul agent获取其他服务的存活状态，相比于zookeeper的watcher机制，实时性稍差一点，需考虑如何尽可能提高实时性，问题不会很大。

总结

zookeeper	1.功能强大，不仅仅只是服务发现 2.提供watcher机制能实时获取服务提供者的状态 3.dubbo等框架支持	1.没有健康检查 2.需在服务中集成sdk，复杂度高 3.不支持多数据中心	sdk	Paxos
consul	1.简单易用，不需要集成sdk 2.自带健康检查 3.支持多数据中心 4.提供web管理界面	1.不能实时获取服务信息的变化通知	http/dns	Raft
etcd	1.简单易用，不需要集成sdk 2.可配置性强	1.没有健康检查 2.需配合第三方工具一起完成服务发现 3.不支持多数据中心	http	Raft

为了以后支持多数据中心，同时为了快速支持不同的语言比如nodejs、python服务，我会选择consul作为我们的服务发现框架，但是实时获取服务信息变化通知的问题需尽可能减小。

参考文献：
Consul vs. Other Software
服务发现：Zookeeper vs etcd vs Consul
Consul vs 其他软件
Comparing ZooKeeper and Consul