一、介绍

springCloud第一代与第二代：

名称	第一代	第二代
网关	Spring Cloud Zuul	Spring Cloud Gateway
服务注册	Eureka、Consul、ZK	Spring Cloud Alibaba Nacos
配置中心	Spring Cloud Config	Spring Cloud Alibaba Nacos
负载均衡	Ribbon	Spring Cloud loadbalancer
熔断器	Hystrix	Spring Cloud Alibaba Sentinel

第一代使用Netflix系列开源组件
第二代实际上是自己研发和国内优秀微服务框架整合
- Spring Cloud Gateway 网关
- Spring Cloud Loadbalancer 客户端负载均衡
- Spring Cloud r4j 服务保护
- Spring Cloud Alibaba Nacos 服务注册
- Spring Cloud Alibaba Nacos 分布式配置中心
- Spring Cloud Alibaba Sentinel 服务保护
- Spring Cloud Alibaba Seata 分布式事务解决框架
- Alibaba Cloud OSS 阿里云存储
- Alibaba Cloud SchedulerX 分布式任务调度平台
- Alibaba Cloud SMS 分布式短信系统

Alibaba解决方案：

这么多小服务，如何管理他们？【Nacos】

这么多小服务，他们之间如何通讯？【restful、rpc、dubbo、feign】

这么多小服务，客户端怎么访问？【Gateway】

这么多小服务，一旦出现问题，应该如何自处理？【容错Sentinel】

这么多小服务，一旦出现问题，应该如何排错？【链路追踪Skywalking】

二、Nacos服务注册与发现

Nacos是SpringCloudAlibaba中分布式服务注册中心、分布式配置中心；相当于之前的SpringCloudEruika+Config。

2.1 传统RPC远程调用的问题

RPC远程调用框架：HttpClient、gRpc、dubbo、rest、openFeign

问题：服务与服务之间URL地址怎么管理？

例如A服务要调用B服务，传统手段在A服务端写死，一旦B服务除了问题，要改A服务的代码才能切换。

在微服务架构通讯，服务之间依赖关系非常大。如果通过传统手段管理服务URL，一旦地址发生变化，还需要手动修改。因此需要使用URL治理技术，可以实现对我们整个实现动态服务注册与发现，本地负载均衡，容错等。

2.2 注册中心

注册中心就是管理服务的URL地址信息，能够实现动态感知。
常用的注册中心：Dubbo依赖ZK、Eureka、Consul、Nacos

值得注意的是，Nacos支持CP和AP的切换。首先在分布式系统中，需要保证其P分区容错性；在此基础上，如果使用主从架构，就是保证其一致性，但是这种保证了CP的系统，就无法保障其可用性A，当一半以上的节点不可用时整个架构不可用。另一个方向就是不使用主从架构，而是不同服务在不同的nacos中进行注册，这种情况保证了其可用性AP，但是就无法保障一致性C。Nacos默认保证了AP，可以通过Nacos提供的restful接口进行CP的切换。
CAP：

一致性（Consistency)

可用性（Availability）

分区容错性（Partition tolerance）

整个微服务注册中心的实现原理：

生产者：单个服务启动后，会将自己的IP、端口、服务名称等基本信息发送给注册中心。注册中心存放Map<String, List<String>>中。
消费者：其他服务会先去注册中心找服务名称，获取服务信息列表；采用负载均衡器选择一个地址进行RPC远程调用。

整体流程示意图

NacosClient会默认每5s一次发送心跳
NacosServer对于超过15s没有收到心跳的服务，会将其健康值置位false，超过30s没有心跳就会将其剔除

2.3 Nacos安装

链接：传送门

这里下载的是源码，因此需要本地环境搭建。

进入到nacos源码目录，使用如下mvn命令，开始本地编译：

mvn -Prelease-nacos -Dmaven.test.skip=true clean install -U

开启单机模式，添加虚拟机参数：

-Dnacos.standalone=true

运行后访问http://localhost:8848/nacos/#/login

登录查看，账号密码都是Nacos

如果不使用源码，就在github中下载对应release版本，因为我这里使用的mac，我就下载对应.zip文件，不同Spring Cloud Alibaba版本，对应nacos版本不同，版本对照表

下载好后，首先确保环境变量没有问题(Mac配置java环境变量)，然后进入到nacos文件夹下的/bin目录，执行bin sh startup.sh -m standalone，然后直接访问http://localhost:8848/nacos/#/login即可访问

2.4 Nacos管理界面

服务管理

查看服务详细数据

对某个服务点击“详情”

查看订阅者列表

三、客户端搭建

我们需要构造一个如下的环境：

3.1 Nacos服务注册与发现的依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
    <version>0.2.2.RELEASE</version>
</dependency>

3.2 生产者服务

POM文件添加3.1所述依赖
编写yaml配置

server:
  port: 8001
spring:
  application:
    name: order-service # 这里是服务的名字，多个服务时可以一致
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 127.0.0.1:8848 # 填写服务注册中心的地址

启动类

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class OrderApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(OrderApplication.class, args);
    }

}

controller

@RestController
public class OrderController {
    @Value("${server.port}")
    private String port;

    @GetMapping("/port")
    public String getPort() {
        return port;
    }
}

为了能够说明Nacos自带Ribbon负载均衡的效果，我们需要多个生产者，因此进行如下操作

多个生产者最开始还像傻子一样复制之前的生产者然后改配置，这样很容易出现问题，而且改的地方很多。其实IDEA有很便捷的方式，我们先启动生产者服务，然后在上面右键点击Copy Configuration：

然后在弹出界面中进行配置修改：

启动在这里，点击：

3.3 服务消费者

添加POM依赖
修改yaml文件

server:
  port: 8003
  baseUrl: http://order-service # 这里是需要远程调用的服务名称，就是3.2.2中服务的名字
spring:
  application:
    name: consumer-8003 # 自己服务的名字
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 127.0.0.1:8848 # 注册中心

启动类


@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class NacosComsumer8003Application {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(NacosComsumer8003Application.class, args);
    }
    
    /**
     * 这里要注意，因为消费者要通过远程调用访问生产者的对应端口，这里需要配置restTemplate
     * 因为Nacos远程调用是自带负载均衡，这里一定要写LoadBalance，否则会报错说找不到对应服务
     */
    @Bean
    @LoadBalanced
    public RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }

}

controller

@RestController
public class ComsumerController {
    /* 自动注入restTemplate */
    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    /* 这里就是在配置文件中配置的生产者服务跟地址，即 “http://order-service” */
    @Value("${server.baseUrl}")
    private String baseUrl;

    @GetMapping("/port")
    public String getServer() {
        return restTemplate.getForObject(baseUrl + "/port", String.class);
    }
}

3.4 启动服务

启动服务前先保证Nacos注册中心是启动的

启动两个生产者

单独访问生产者可以正常返回其端口

启动消费者

三个服务我们都启动后，查看Nacos：

我们访问消费者，测试负载均衡

Nacos自带了Ribbon负载均衡器，默认是轮训的方式，我们也可以从依赖看出来这一点

3.5 Nacos配置项

在上面小结中，我们在配置文件里对Nacos的地址进行了配置，它的常用配置项如下：

配置项	Key	默认值	说明
服务端地址	`spring.cloud.nacos.discovery.server-addr`	无	NacosServer启动监听的ip地址和端口
服务名	`spring.cloud.nacos.discovery.service`	`${spring.application.name}`	给当前服务命名
服务分组	`spring.cloud.nacos.discovery.group`	`DEFAULT_GROUP`	设置读物所处的分组
权重	`spring.cloud.nacos.discovery.weight`	`1`	取值范围`1`到`100`，数值越大权重越大，可以结合带权重的负载均衡策略
网卡名	`spring.cloud.nacos.discovery.nerwork-interface`	无	当IP未配置时，注册的IP为此网卡对应IP地址，如果此项也未配置，则默认取缔一块网卡的地址
注册的IP地址	`spring.cloud.nacos.discovery.ip`	无	优先级最高
注册的端口	`spring.cloud.nacos.discovery.port`	`-1`	默认情况下不会配置，自动探测
命名空间	`spring.cloud.nacos.discovery.namespace`	无	常用场景之一是不同环境的注册区分隔离，dev、master
AccessKey	`spring.cloud.nacos.discovery.access-key`	无	当要上阿里云时云账号名
SecretKey	`spring.cloud.nacos.discovery.secret-key`	无	当要上阿里云时云密码
MetaData	`spring.cloud.nacos.discovery.metadata`	无	使用Map格式配置，用户可以根据自己的需要自定义一些和服务相关的元数据信息。例如版本号
日志文件	`spring.cloud.nacos.discovery.log-name`	无
集群	`spring.cloud.nacos.discovery.cluster-name`	`DEFAULT`	配置Nacos集群名称
接入点	`spring.cloud.nacos.discovery.enpoint`	`UTF-8`	地域的某个服务入口域名，通过此域名可以动态拿到服务器地址
是否集成Ribbon	`ribbon.nacos.enabled`	`true`	一般设置为`true`即可
是否开启NacosWatch	`spring.cloud.nacos.discovery.watch.enabled`	`true`
是否作为临时实例	`spring.cloud.nacos.discovery.ephemeral`	`true`	为`true`表示是临时实例，存在内存中，如果没有心跳超过一定时间就会被删除；对应的是持久化实例，实例会被写入数据库，即使没有心跳也是会存在的，标记为不健康

在雪崩保护时，如果健康实例的比例小于保护阈值时，不健康实例也是可以被访问。例如有两个生产者，每个服务上限是10w，因此可以承载20w访问量，当服务雪崩时，如果20w访问一起冲到一台服务器去，就会导致整个服务瘫痪。因此此时让不健康实例也可以访问，虽然这样做会有10w的用户访问不成功，但是另外的10w可以正常访问，不至于整个服务访问不了。

四、Nacos源码分析

思考：Nacos服务端有成百上千的服务同时写（注册），还有成百上千的服务同时读（获取注册表），那么Nacos服务器是如何解决读写高可用的问题？

CopyOnWrite写时复制：写注册表时，将注册表复制一份进行写副本。因此不用加锁。

4.1 启动Nacos

通过注解@SpringBootApplication可以看出这是一个SpringBoot项目，实际上Nacos服务注册中心就是一个web服务器，对外提供了很多的HTTPAPI，应用服务通过API对外接口来实现将自己注册和发送心跳等功能。

4.2 客户端如何进行注册

刚才提到，Nacos本身就是web应用，提供了很多API，然后客户端通过远程服务调用来进行各个功能实现。我们可以通过API文档找到服务注册的API：官方链接

我们先从客户端代码看起，我们可以通过全局搜索/instance，就能够找到在UtilAndComs.java文件中定义了服务注册的对应路径，然后我们再次全局产找看哪里使用了NACOS_URL_INSTANCE

public static String NACOS_URL_INSTANCE = NACOS_URL_BASE + "/instance";

最终可以在NamingProcy.java文件中的registerService方法中看到使用了这个路径，我们在此处打上断点，然后启动客户端，看是否能够断住：

还有一种方法，可以找到这个断点，就是在对应包下的spring.factories中找到自动装配的类

查看NacosDiscoveryAutoConfiguration类中，可以看到它向容器中添加了一个Bean，其中最重要的就是nacosAutoServiceRegistration

点进NacosAutoServiceRegistration类中，该类继承自AbstractAutoServiceRegistration:

进入AbstractAutoServiceRegistration，里面有一个@EventListener，会调用this.start方法：

而this.start方法继续调用register()方法

而register()方法最终会调用到NacosServiceRegistry的同名方法：

而这里最终会调用咱们断点的位置。

以上只是提供一种找到这个断点的方式。不用过度深究

我们打好断点之后，启动客户端，可以看到代码走到了这里，说明我们找的没有错，这里可以看到服务注册的相关信息：

接着跟进reqAPI方法，可以看到底层是使用了HttpClient来进行远程服务调用：

4.3 服务端如何处理注册请求

我们在Nacos源码中可以看到有一个naming的模块，里面有各种controller。可以看到如图的Controller正是对应我们的注册请求：

...未完

SpringCloudAlibaba--Nacos