一旦微服務數量及版本暴增，企業內就必須要建置服務架構，以統合的入口提供各項服務註冊與呼叫，稱之為【服務導向架構】(Service-oriented architecture, SOA)，以下我們就來研究這個課題。

FastAPI 文件及測試

即使不採用SOA，以FastAPI開發，預設就會整合Swagger UI，只要URL加上【/docs】，就可以顯示程式的API清單及規格，類似Web API的UDDI機制，可參閱【UDDI - 維基百科】說明。

Swagger UI的操作程序如下：

1. 執行FastAPI程式25\fastapi_calendar.py：

fastapi dev fastapi_calendar.py

2. 在瀏覽器輸入下列網址：

http://localhost:8000/docs

3. 執行結果：顯示程式的API清單。
   

4. 顯示程式的API規格：輸入參數，點擊【Try it out】，還可以執行API。下圖顯示【加入行事曆】的API規格。
   

服務發現(Service discovery)

在SOA架構下，眾多服務必須統一管理，提供新服務註冊，並讓用戶端能呼叫已註冊的服務，這類負責管理的伺服器稱為【Discovery Server】，知名的工具軟體有Eureka、Consul、Etcd...等。

以下就【fastapi-eureka-docker-service-discovery】範例，說明Eureka相關作法。

Eureka是Netflix公司開源的工具軟體，它提供的功能包括：

1. 服務註冊(Service Registry)：一旦服務註冊後，我們就可以透過Eureka Server，取得服務清單，並透過Eureka Server呼叫散佈各台電腦的服務。
2. 心跳機制(Heartbeat)：散佈各台電腦的服務，即Eureka Client會每隔一段時間向Eureka Server發出Heartbeat訊息，傳達它還健康的活著。
3. 負載平衡(Load balancing)：可使用多台Eureka Server，分散負載。

安裝

Eureka是以Java Spring Boot開發的框架，必須先安裝Java SDK，才能安裝範例，架構如下：

安裝程序如下：

1. 自【fastapi-eureka-docker-service-discovery】下載檔案，並解壓縮。

2. 先啟動Docker Desktop。

3. 再建置Eureka Server的虛擬容器image：

cd eureka-server
./mvnw clean install
docker build -t eureka-server .

4. 建置服務的虛擬容器image：範例含 alice及bob 兩個服務。

cd ../service-alice
docker build -t service-alice .
cd ../service-bob
docker build -t service-bob .

5. 建置Eureka Client的image：

cd ../eureka-sidecar
./mvnw clean install
docker build -t eureka-sidecar .

6. 啟動所有的image：

cd ..
docker-compose up -d

7. 若測試完畢，可關閉以上所有的服務：也可以在Docker Desktop的container頁籤關閉。

docker-compose down

測試

fastapi-eureka-docker-service-discovery-master\docker-compose.yml內容包括Eureka Server、Eureka Client及服務的IP及Port。可使用瀏覽器測試以下項目：

1. 顯示所有App資訊。

http://localhost:8761/eureka/apps

2. 執行結果：部份資訊如下，可以看到服務(Apps)的IP、Port及健康狀況。
   

3. 呼叫Alice服務的方法(/)。

http://localhost:8001

4. 執行結果：

Hello world, from BobAlice

5. 遠端呼叫：在Alice服務的程式中呼叫Bob服務的方法(/)，其中sidecar-alice是Eureka Client，提供Alice服務。程式名稱為fastapi-eureka-docker-service-discovery-master\service-alice\app\main.py。

@app.get("/call-bob", response_class=PlainTextResponse)
def call_bob():
    r = requests.get('http://sidecar-alice:5678/hosts/bob')
    json = r.json()
    if len(json) == 0:
        return 'Service bob is not available yet.'
    uri = json[0]['uri'] # 取得bob的URL
    nr = requests.get(uri)
    return nr.text + ' Through Alice.'

6. 呼叫Alice服務的方法(/call-bob)：會執行上述程式，呼叫Bob服務的方法(/)。

http://localhost:8001/call-bob

7. 執行結果：表透過Alice服務呼叫Bob服務。

Hello world, from Bob. Through Alice.

8. 筆者另外改寫一段程式，在Alice服務的程式中呼叫Bob服務的方法(/test)。先在fastapi-eureka-docker-service-discovery-master\service-bob\app\main.py加入：

@app.get("/test", response_class=PlainTextResponse)
async def root():
    return "test from Bob."

9. 在fastapi-eureka-docker-service-discovery-master\service-alice\app\main.py加入以下程式碼，呼叫Bob服務的方法(/test)：

@app.get("/call-bob-test", response_class=PlainTextResponse)
def call_bob_test():
    r = requests.get('http://sidecar-alice:5678/hosts/bob')
    json = r.json()
    if len(json) == 0:
        return 'Service bob is not available yet.'
    uri = json[0]['uri']
    nr = requests.get(uri+'/test')

    return nr.text + ' Through Alice.\n'

10. 呼叫Alice服務的方法(/call-bob-test)：會執行上述程式，呼叫Bob服務的方法(/test)。

http://localhost:8001/call-bob-test

11. 執行結果：

test from Bob. Through Alice.

以上測試可以看到Eureka不僅可以註冊服務，服務之間還可以彼此呼叫。

程式說明

參照上圖及fastapi-eureka-docker-service-discovery-master\docker-compose.yml內容如下：

1. 建立Eureka Server及Port(8761)：

version: "3"
services:
  eureka-server:
    image: "eureka-server"
    ports:
      - "8761:8761"

2. 建立alice服務：對外的Port(8001)映射對內的Port(80)

  alice:
    image: "service-alice"
    ports:
      - "8001:80"
    depends_on:
      - "eureka-server"

3. 建立Eureka Client(sidecar-alice)，提供alice服務。

  sidecar-alice:
    image: "eureka-sidecar"
    environment:
      - SERVICE_NAME=alice
    depends_on:
      - "alice"

4. 比照步驟2、3，建立bob服務及Eureka Client(sidecar-alice)，提供bob服務。

alice服務的程式包括：

1. fastapi-eureka-docker-service-discovery-master\service-alice\Dockerfile：建置docker image。
2. fastapi-eureka-docker-service-discovery-master\service-alice\app\main.py：以FastAPI開發的程式。

Eureka Client的程式包括：

1. fastapi-eureka-docker-service-discovery-master\eureka-sidecar\src\main\java\mk\ukim\finki\soa\eurekasidecar\Sidecar.java：Eureka Client主程式。
2. fastapi-eureka-docker-service-discovery-master\eureka-sidecar\Dockerfile：建置docker image，定義port為5678，容器啟動後即執行第1項建置的程式eureka-sidecar.jar。
3. fastapi-eureka-docker-service-discovery-master\eureka-sidecar\target\classes\application.yml：註冊服務，以變數定義，可傳入alice/bob服務，定義port為5678。

Python Eureka Client

以上主要是以Java開發，不免有些遺憾，筆者搜尋是否有純粹以Python開發的方式，找到【python-eureka-client】，測試並未成功，可以順利找到alice/bob服務，也可以註冊服務，但是並無法找到代理alice/bob服務的Eureka Client，相關程式如26\discovery1.py、discovery2.py，未來如果找到問題，再修正嘍。

結語

本次透過Eureka，可以讓微服務(Microservices)之間互相溝通，並能統一管理，可避免微服務像散落各地的孤島，各自維運，也可以串連多個微服務構成一個完整的服務，例如旅館訂房：

1. 檢查是否加入會員，帳密是否正確。
2. 訂房付款：須串接金流，確認付款成功。
3. 產生PDF檔收據。
4. Email通知。
5. 保留房間。
6. 匯入帳務系統。

以上假設每一項都是微服務，要串連起來其實是一個很服雜的任務，值得深究。

本系列的程式碼會統一放在GitHub，本篇的程式放在src/26資料夾，歡迎讀者下載測試，如有錯誤或疏漏，請不吝指正。