1.nacos是怎么实现动态监听配置变更
Nacos 实现动态配置监听的核心机制,经历从 1.x 版本的“长轮询(Long Polling)” 到 2.x 版本的“基于 gRPC 的双向流推送” 的演进。
作为 Java 开发者,理解这个过程可以从以下三个维度拆解:
一、 Nacos 1.x:经典长轮询机制 (Long Polling)
在 1.x 版本中,Nacos 并没有使用简单的 Push(服务端主动推)或 Pull(客户端定时拉),而是采用了长轮询。
1. 核心流程:
- 客户端发起轮询:客户端(Java 应用)通过 HTTP 请求向服务端询问:“我监听的这些配置(DataID, Group)有没有变动?”。
- 服务端“憋住”请求:服务端收到请求后,会先检查配置的 MD5 是否一致。
- 如果不一致:说明有变更,立即返回新配置的元数据。
- 如果一致:服务端不会立刻返回,而是利用 Servlet 3.0 的
AsyncContext(异步上下文) 将请求挂起(默认 29.5 秒)。
- 配置变更触发:
- 如果在 29.5 秒内,有人通过后台修改了配置,服务端会发布一个
LocalDataChangeEvent事件,唤醒挂起的请求,告诉客户端:“变了,快来拿!”。 - 如果 29.5 秒到了还没变,服务端就返回“未变更”,结束请求。
- 如果在 29.5 秒内,有人通过后台修改了配置,服务端会发布一个
- 客户端循环发起:客户端收到响应(无论是否有变动)后,立刻再次发起下一次长轮询。
2. 为什么是 29.5 秒?
因为 Nacos 服务端的请求超时时间通常设为 30 秒。客户端会稍早一点返回,防止出现 Socket Timeout 异常。这种机制既保证了实时性,又避免了短连接轮询对服务器 CPU 的剧烈消耗。
二、 Nacos 2.x:基于 gRPC 的双向流 (Modern)
2.x 版本引入了 gRPC,彻底改变了通信模型。
1. 核心变更:
- 长连接:客户端与服务端建立一个基于 gRPC 的持久双向流连接(Bi-directional Stream)。
- 真正的“推”:不再需要客户端反复发 HTTP 请求。一旦服务端配置发生变更,服务端可以直接通过这个已有的 gRPC 通道,将
ConfigChangeNotifyRequest发送给对应的客户端。 - 连接心跳:通过 gRPC 的心跳机制监控客户端是否在线。
2. 实现细节:
- 客户端:启动时会创建一个
RpcClient。 - 监听注册:当你调用
configService.addListener时,客户端会在本地维护一个CacheData映射表。 - 服务端推送:服务端检测到配置落库后,触发事件通知,找到订阅该配置的所有客户端连接(Connection),直接推送到客户端。
三、 Java 客户端内部的“观察者模式”
无论是 1.x 还是 2.x,客户端拿到“配置已变”的通知后,本地的处理逻辑是一样的,这是最能体现代码灵活性的地方:
- CacheData 与 MD5: 客户端本地会缓存配置的内容及其 MD5 值。只有当收到通知且发现 MD5 确实变化时,才会触发后续动作。
- Listener 回调:
Nacos 客户端维护了一个监听器列表:
// 伪代码 public class CacheData { private final CopyOnWriteArrayList<ManagerListenerWrap> listeners; void checkListenerMd5() { for (ManagerListenerWrap wrap : listeners) { // 如果发现内容变了 wrap.listener.receiveConfigInfo(content); } } } - Spring 结合点:
如果你用的是 Spring Cloud Alibaba Nacos Config:
- 它利用了 Spring 的
ContextRefresher。 - 当 Nacos Listener 触发时,它会发送一个
RefreshEvent。 - Spring 会重新加载
@Value注入的值,或者销毁并重建标记了@RefreshScope的 Bean。
- 它利用了 Spring 的
四、 总结与对比
| 特性 | Nacos 1.x (HTTP) | Nacos 2.x (gRPC) |
|---|---|---|
| 通信模型 | 短连接长轮询(Long Polling) | 长连接双向流 |
| 实时性 | 高(受限于 29.5s 挂起) | 极高(实时推送) |
| 服务端压力 | 较重(需频繁处理 HTTP 请求上下文) | 轻(维护连接,按需推送) |
| 容错性 | 简单(超时重试即可) | 复杂(需处理连接断开、重连、降级) |
面试标准回答: "Nacos 1.x 使用 HTTP 长轮询 机制,服务端通过异步 Servlet 挂起请求,并在配置变更或超时后返回,平衡了实时性和资源损耗;Nacos 2.x 升级为 gRPC 双向流,通过持久长连接实现真正的服务端主动推送,极大提升了性能和连接利用率。在 Java 层,则是通过 MD5 校验 和 观察者模式(Listener 回调) 来解耦配置变更与业务逻辑。"
2.NacosValue注解的工作原理
在 Spring Boot 环境下,使用 Nacos 2.1.0 客户端时,@NacosValue 的核心功能是提供了比原生 Spring @Value 更强大的动态刷新能力。
它的工作原理可以拆解为:启动期的注解扫描与元数据登记、运行期的配置监听注册、以及配置变更时的反射注入。
1. 核心组件:NacosValueAnnotationBeanPostProcessor
@NacosValue 的核心逻辑是由 NacosValueAnnotationBeanPostProcessor 实现的。它是一个 Spring 的 BeanPostProcessor,会在 Spring 容器初始化 Bean 的生命周期中介入。
启动阶段流程:
- 扫描 (Scanning):当 Spring 加载 Bean 时,该后置处理器会检查每一个 Bean 的字段(Fields)和方法(Methods)。
- 提取元数据 (Metadata Extraction):如果发现了
@NacosValue注解,它会提取注解中的属性:value: 占位符(如${useLocalCache:false})。autoRefreshed: 是否开启自动刷新(默认 false)。
- 登记目标 (Registration):如果
autoRefreshed为true,系统会将该 Bean 的引用、字段信息、占位符表达式封装成一个NacosValueTarget对象,保存到本地的一个多级 Map 结构中:Map<DataID, Map<GroupID, List<NacosValueTarget>>>
2. 占位符解析与初始赋值
在 Bean 初始化时,@NacosValue 的处理方式与 @Value 类似:
- 它利用 Spring 的
PropertySourcesPlaceholderConfigurer来解析${...}中的变量。 - 它会从当前环境(Spring
Environment)中查找对应的配置值。此时,由于 Nacos 启动时已经将远程配置加载到了 Spring 的PropertySources中,所以能直接拿到初始值。
3. 建立动态监听(关键点)
这是 @NacosValue 与 @Value 的本质区别。对于所有标记了 autoRefreshed = true 的配置:
- 注册 Nacos Listener:
NacosValueAnnotationBeanPostProcessor会调用 Nacos Client 内部的ConfigService.addListener()。 - gRPC 长连接 (Nacos 2.x):由于你使用的是 2.1.0 版本,客户端会通过 gRPC 与服务端建立长连接。Nacos 服务端会记录该连接订阅了哪些
DataId和GroupId。
4. 运行时刷新原理:反射更新(In-place Update)
当 Nacos 服务端上的配置发生变更时,流程如下:
- 下发通知:服务端通过 gRPC 双向流向客户端推送最新的配置内容。
- 触发回调:客户端本地的
Listener被触发,进入onReceiveConfigInfo回调方法。 - 重新解析:
- 客户端拿到全量的配置字符串(如新的 YAML 或 Properties 内容)。
- Nacos 内部的解析器会根据最新的内容重新解析
@NacosValue中的占位符。
- 反射注入 (Reflection):
- 通过之前在
NacosValueTarget中保存的 Bean 引用和 Field 引用。 - 调用
field.setAccessible(true)。 - 直接修改内存中该 Bean 实例的字段值。
- 通过之前在
5. @NacosValue 与 @RefreshScope 的区别
这是很多开发者容易混淆的地方:
@RefreshScope(Spring Cloud 标准):- 原理:它是通过销毁并重建 Bean 来实现刷新的。当你访问被标记的 Bean 时,它其实是一个代理对象,发现配置变了,就会把旧的 Bean 扔掉,根据新配置重新 new 一个。
- 影响:Bean 的内部状态(比如临时变量、缓存)会丢失。
@NacosValue(Nacos 特有):- 原理:它是热更新字段。Bean 还是那个 Bean,对象地址没变,只是字段的值被反射改掉了。
- 影响:性能更高,Bean 状态不丢失,但要注意线程安全问题(如果你在多线程环境下读取该字段,可能会读到修改前后的值)。
6. 源码级别核心类路径(你可以去搜这些类):
如果你想看代码实现,可以关注 nacos-spring-context 包下的:
com.alibaba.nacos.spring.context.annotation.value.NacosValueAnnotationBeanPostProcessorcom.alibaba.nacos.spring.core.env.AnnotationNacosPropertySourceBuildercom.alibaba.nacos.api.config.ConfigService(监听注册的入口)
总结
@NacosValue 的本质是一个 “基于监听机制的反射设值器”。它通过 BPP(BeanPostProcessor)在启动时埋伏好 Hook,在配置变更时通过 Nacos 2.x 的 gRPC 通道接收指令,最后精准地在运行时修改目标 Bean 的属性。
3.nacos的观察者模式
你说得非常对。观察者模式(Observer Pattern)是 Nacos 动态配置特性的灵魂。它不仅存在于客户端,也存在于服务端,甚至可以说 Nacos 的整个配置推送链路就是由多层观察者模式堆叠而成的。
我们可以把整个过程拆解为三个层面的“观察者模式”:
第一层:服务端内部(配置变更的发布与订阅)
当管理员在 Nacos 控制台修改配置并保存时,服务端内部通过事件驱动(Event-Driven,观察者模式的一种变体)来通知相关组件。
- 目标对象 (Subject):
ConfigService或持久化层(DB)。 - 观察者 (Observer):负责推送给客户端的处理器(如
LongPollingService或 2.x 的RpcPushService)。 - 实现细节:
- Nacos 内部有一个
NotifyCenter。 - 当配置保存到数据库后,服务端会发布一个
LocalDataChangeEvent。 - 各种监听器(Subscribers)监听到该事件后,会去查找到底有哪些客户端连接订阅了这个配置。
- Nacos 内部有一个
为什么要用模式? 解耦。保存配置的逻辑不需要知道“有哪些客户端连着我”,它只需要发个通知,后续的推送逻辑由专门的处理器去完成。
第二层:宏观架构(服务端为目标,客户端为观察者)
从分布式系统的整体架构看,Nacos Server 是被观察者,成千上万的 Java 客户端是观察者。
- 目标对象 (Subject):Nacos Server 上的配置项。
- 观察者 (Observer):每一个注册了监听器的 Client。
- 通信桥梁(核心差异):
- 1.x 时代:这种观察是“伪观察”。客户端通过长轮询(Long Polling)不停地问服务端:“变了吗?”,服务端没变就憋着请求不回。
- 2.x 时代:这种观察是“真观察”。客户端与服务端建立 gRPC 长连接。服务端维护了一个观察者名单(Client Connection List)。一旦配置变了,服务端直接通过 gRPC 流把数据“推”过去。
为什么要用模式? 实现“数据一致性”的最终目标:当源头(Server)变化时,所有的副本(Clients)都能自动更新。
第三层:客户端内部(CacheData 与业务代码)
这是你作为 Java 开发者最直接接触的一层。Nacos 客户端 SDK 内部也嵌套了一套完整的观察者模式。
在客户端,每一个被监听的配置项(DataId + Group)都被封装成一个 CacheData 对象。
- 目标对象 (Subject):
CacheData对象。 - 观察者 (Observer):
Listener接口实现类。- 你代码里的
@NacosValue处理逻辑。 - Spring Cloud 的
ContextRefresher。
- 工作流程(以 Nacos 2.x 为例):
- gRPC 接收:客户端的 gRPC 线程收到服务端下发的最新配置。
- 定位主体:根据 DataId 找到对应的
CacheData实例。 - 状态变更:更新
CacheData内部的content和MD5。 - 执行通知:
CacheData遍历它内部维护的一个listeners列表,循环调用每个监听器的receiveConfigInfo方法。
代码示意:
// Nacos 内部简化逻辑
public class CacheData {
// 观察者列表
private final CopyOnWriteArrayList<ManagerListenerWrap> listeners = new CopyOnWriteArrayList<>();
private String content;
// 当远程数据到达时
public void setContent(String newContent) {
this.content = newContent;
this.checkListenerMd5(); // 触发通知
}
private void checkListenerMd5() {
for (ManagerListenerWrap wrap : listeners) {
// 回调具体的观察者实现
wrap.listener.receiveConfigInfo(content);
}
}
}
总结:观察者模式如何贯穿始终?
我们可以用一个“快递订阅”的比喻来总结这三层:
- 第一层(服务端内部):快递站收到货(配置落库),前台(持久化层)喊一声“来新货了”,分拣员(PushService)过来把快递按区域分好。
- 第二层(跨网络连接):分拣员发现你订阅了送货上门(gRPC连接),直接开车把快递送到你家门口,而不是等你来查。
- 第三层(客户端内部):你家管家(Nacos SDK)签收了快递,然后去通知家里不同的成员:
- 通知厨师(@NacosValue 注入的字段):盐换牌子了。
- 通知司机(Spring Bean):油价变了。
这种设计的妙处:
- 极高的灵活性:你可以给同一个配置加无数个 Listener,比如一个用来修改内存变量,一个用来重新创建数据库连接池,一个用来打日志。
- 性能优化:通过 MD5 比对,只有数据真正变化时才触发后续笨重的反射逻辑。
- 异步化:观察者模式天然支持异步,服务端推送和客户端处理可以在不同的线程池中完成,不会阻塞主业务链路。
4.关于gqpc,是基于 Netty的么
你说得完全正确。Nacos 2.x 的 gRPC 实现底层确实是基于 Netty 的。
在 Java 生态中,Google 提供的 grpc-java 官方库默认的传输层实现(Transport Layer)就是 Netty。我们可以通过以下三个层面来深度拆解 Nacos、gRPC 和 Netty 之间的关系:
1. 技术栈分层:谁在干什么?
你可以把 Nacos 2.x 的通信架构看作一个“四层三明治”:
- 第一层:Nacos 业务层:定义了配置变更、服务发现的逻辑(如
ConfigChangeNotifyRequest)。 - 第二层:gRPC 框架层:负责将业务对象序列化(Protobuf),并管理调用逻辑(Stub、Service)。
- 第三层:Netty 传输层:核心角色。负责网络连接的建立、心跳检测、数据的字节流读写。
- 第四层:HTTP/2 协议层:gRPC 规定必须基于 HTTP/2。Netty 提供了处理 HTTP/2 帧(Frames)的 Handler。
2. 为什么 Nacos 2.x 选择基于 Netty 的 gRPC?
相比 1.x 的 HTTP 1.1,基于 Netty 的 gRPC 带来了本质的提升:
A. 多路复用 (Multiplexing)
- 1.x (HTTP 1.1):一个请求对应一个响应。虽然有 Keep-Alive,但依然存在“队头阻塞”问题。
- 2.x (Netty + HTTP/2):在同一个 TCP 连接上,可以同时跑成千上万个“流”(Stream)。Nacos 的配置查询、服务订阅、心跳检测可以并发跑在一个连接里,互不干扰。
B. 双向流 (Bi-directional Streaming)
- 这是实现“动态监听”的关键。Netty 维持长连接,gRPC 开启双向流。
- 服务端推送:当配置变更时,服务端不再等客户端来查,而是直接通过 Netty 维护的 Channel,向客户端发送一个 HTTP/2 的 Data Frame。
C. 事件驱动模型 (Event-Loop)
- Netty 的
EventLoopGroup(大名鼎鼎的 Reactor 线程模型)让 Nacos 能够以极少的线程支撑超大规模的连接。 - Nacos 服务端不再需要为每个长轮询请求挂起一个 Servlet 线程,而是通过 Netty 的非阻塞 I/O 监听数万个客户端的连接状态。
3. Nacos 2.1.0 内部的 Netty 细节
如果你去翻阅 Nacos 2.1.0 的源码或依赖,你会发现:
- 依赖库:你会看到
grpc-netty-shaded。- 注:Shaded 是为了防止 Netty 版本冲突,Nacos 将 Netty 重新打包到了自己的命名空间下。
- 连接管理:
- Nacos 客户端启动时,会通过 Netty 建立一个持久的长连接。
- 服务端通过
ConnectionManager维护这些连接。每个连接在内存中对应一个 Netty 的Channel。
- 心跳机制:
- gRPC 内部利用 Netty 的
IdleStateHandler实现 Keep-Alive。如果网络断开,Netty 会感知到异常,触发channelInactive事件,Nacos 客户端随后发起重连。
- gRPC 内部利用 Netty 的
4. 总结:从监听配置的角度看 Netty 的作用
当你使用 @NacosValue(autoRefreshed = true) 时,底层的 Netty 链路是这样的:
- 链路开启:Netty 与 Server 握手成功,建立 HTTP/2 链接。
- 订阅发送:gRPC 将你的 DataId 包装成一个请求,通过 Netty 发给 Server。
- 静默等待:由于是异步非阻塞的,如果没有配置变更,这条链路在 Netty 层只是一个挂起的事件监听,不消耗 CPU。
- 数据到达:Server 配置变了,Server 的 Netty 往这个 Channel 丢数据。
- I/O 唤醒:Client 的 Netty 读线程监听到读事件,解码出 Protobuf 对象。
- 逻辑回调:gRPC 收到对象后,分发给 Nacos 业务监听器(Observer 模式),最终通过反射修改你 Bean 里的字段。
一句话总结: Nacos 2.x 动态监听的“快”和“稳”,本质上是 Netty 的高性能异步通信能力 + HTTP/2 的多路复用能力 + gRPC 的标准化协议封装 共同作用的结果。
5.关于http2和tcp
这是一个非常基础且关键的问题。首先要明确一点:HTTP/2 和 TCP 不是同层级的竞争关系。
根据 OSI 网络模型:
- TCP 是传输层协议(第 4 层),负责数据的可靠传输(类似快递公司的货车和路线)。
- HTTP/2 是应用层协议(第 7 层),负责定义数据的格式和交互逻辑(类似包裹里装的是什么,以及怎么拆解这些包裹)。
HTTP/2 是运行在 TCP 之上的。 它之所以被发明,是因为传统的 HTTP/1.1 在利用 TCP 时太低效了。
以下是 HTTP/2 的核心特性及其相对于传统方式(基于 TCP 的 HTTP/1.1)的优点:
1. 二进制分帧 (Binary Framing) —— 协议的基石
- 过去 (HTTP/1.1):数据是纯文本格式的(比如
GET /index.html HTTP/1.1)。解析文本很慢,而且容易出错。 - 现在 (HTTP/2):所有数据都被切分成更小的二进制帧。电脑解析 0 和 1 远比解析字符串快。这是 HTTP/2 能够实现下面其他高级特性的前提。
2. 多路复用 (Multiplexing) —— 彻底解决阻塞
这是 HTTP/2 最显著的优点。
- 过去:由于 TCP 的限制,HTTP/1.1 在同一个 TCP 连接里,前一个请求没结束,后一个就得排队(这叫 队头阻塞 Head-of-Line Blocking)。为了快,浏览器不得不针对同一个域名开启 6~8 个 TCP 连接。
- 现在:HTTP/2 允许在同一个 TCP 连接上同时发送成百上千个请求和响应。它们就像打碎的积木,在 TCP 隧道里混在一起传输,到了另一端再按 ID 组装起来。
- 优点:不再需要建立多个 TCP 连接(省去了多次三次握手的消耗),极大提升了并发能力。
3. 头部压缩 (HPACK) —— 节省带宽
- 过去:每次 HTTP 请求都要带上一堆重复的 Header(比如 User-Agent, Cookie),这些内容可能占了几百字节甚至几 KB。
- 现在:HTTP/2 在客户端和服务器两端各维护一张哈希表。
- 优点:相同的 Header 只要传一次。之后如果 Header 没变,只传一个“索引号”就行。带宽利用率大幅提升,尤其是在请求很小(比如 RPC 调用)时,效果极佳。
4. 服务端推送 (Server Push)
- 过去:浏览器解析完 HTML 发现有 CSS,再去请求 CSS。
- 现在:服务器可以“预判”。你请求 HTML,服务器直接顺便把 CSS 和 JS 塞给浏览器。
- 优点:减少了往返时间 (RTT),页面加载更快。
总结:HTTP/2 相对于 TCP 传统利用方式的优点
| 维度 | HTTP/1.1 over TCP | HTTP/2 over TCP |
|---|---|---|
| 连接数 | 多个(每个域名 6-8 个) | 一个(单连接承载所有请求) |
| 效率 | 文本解析,低效 | 二进制解析,极快 |
| 并发 | 串行排队(队头阻塞) | 并行传输(多路复用) |
| 带宽成本 | 头部重复传输,浪费 | 头部压缩,极省 |
| 三次握手消耗 | 频繁握手,开销大 | 仅需一次,长期复用 |
进阶:HTTP/2 依然存在的“TCP 痛点”
虽然 HTTP/2 优化了应用层,但它底层依然跑在 TCP 上。这产生了一个尴尬的问题:TCP 层面的队头阻塞。
- 问题:如果 TCP 连接中有一个数据包丢失了,TCP 协议会卡住后面所有的包,直到这个丢掉的包被重传回来。
- 后果:即使 HTTP/2 里的其他请求已经到齐了,也没法交给应用层。
解决办法: 这就是为什么现在出现了 HTTP/3。HTTP/3 彻底抛弃了 TCP,改用基于 UDP 的 QUIC 协议。
- HTTP/1.1: 像一条单车道,一辆车坏了后面全堵。
- HTTP/2: 像一条多车道,但共用一个收费站,收费站坏了后面全堵。
- HTTP/3 (QUIC): 彻底变成了多条独立航线,互不影响。
对于你的 Nacos 项目来说: Nacos 2.x 选择 gRPC(基于 HTTP/2),就是为了利用多路复用和长连接复用,从而在处理数万个微服务节点的心跳和配置推送时,不需要频繁建立 TCP 连接,极大减轻了服务器的压力。
6.http2和netty的多路复用有什么关联
这是一个非常精彩的切入点。很多开发者会混淆这两个概念,因为它们都叫“多路复用(Multiplexing)”,但它们发生的层级和解决的问题完全不同。
简单来说:Netty 的多路复用是“管理路”的,而 HTTP/2 的多路复用是“管理车”的。
我们可以从以下三个维度来理清它们的关系:
1. 技术层级的差异
| 特性 | Netty 的多路复用 (I/O Multiplexing) | HTTP/2 的多路复用 (Stream Multiplexing) |
|---|---|---|
| 层级 | 操作系统 / 传输层 (L4) | 应用层 (L7) |
| 核心机制 | select / poll / epoll | 二进制分帧 (Binary Framing) |
| 解决的问题 | 一个线程如何高效处理成千上万个连接? | 一个连接如何同时发起成千上万个请求? |
| 操作对象 | 文件描述符 (FD) / Socket | 流 (Stream) / 帧 (Frame) |
2. Netty 的多路复用:高效的“管家”
Netty 底层基于 Java NIO,使用的是操作系统级别的 I/O 多路复用。
- 场景:假设你的 Nacos Server 有 10000 个微服务实例连接。
- 做法:如果没有多路复用,你需要 10000 个线程去守着这些连接,系统会直接崩溃。
- Netty 的实现:它利用一个
Selector(在 Linux 上是epoll)。一个线程(BossGroup 或 WorkerGroup 里的线程)可以同时监控 10000 个 Socket。只有当某个 Socket 真的有数据发过来了,线程才会去处理。 - 关联:它是 HTTP/2 能够运行的高性能基础。没有 Netty 的非阻塞 I/O,HTTP/2 处理大量连接时依然会卡顿。
3. HTTP/2 的多路复用:精巧的“包装”
HTTP/2 的多路复用是协议层面的特性。
- 场景:在同一个连接(Socket)里,你既想查 Nacos 配置 A,又想查配置 B,还想发一个心跳包。
- 做法:在 HTTP/1.1 里,你必须发完 A 的请求,等 A 回来了,才能发 B。
- HTTP/2 的实现:它把 A、B 和心跳包拆成一小块一小块的“帧(Frame)”,给每一块打上 ID(Stream ID)。这些碎块在同一个 TCP 连接里混合着发出去。对方收到后,根据 ID 再把它们拼回成完整的 A、B 和心跳包。
- 关联:它是在 Netty 提供的单条 TCP 连接上,实现逻辑上的并行。
4. 它们是怎么结合在一起的?
在 Nacos 2.x 的代码实现中,它们是组合关系:
- Netty 负责“接入”:
Netty 的
EventLoop线程通过epoll监听到某个数据包到达了。这个包是一个 HTTP/2 的二进制帧。 - Netty Pipeline 处理“协议”:
数据包进入 Netty 的
ChannelPipeline。里面会有一个Http2FrameCodec(Netty 提供的组件)。 - 解析 HTTP/2 帧: 这个组件会解析二进制数据,发现“哦,这是 ID 为 5 的 Stream 的一段数据”。它把这些数据拼装好,交给 Nacos 的业务逻辑。
- 业务逻辑执行: Nacos 发现这是查配置的请求,去数据库(或 OceanBase)查到结果。
- 数据返回: Nacos 把结果交给 Netty,Netty 再通过 HTTP/2 编码器打上 ID 为 5 的标签,通过那条 TCP 长连接发回给客户端。
5. 形象的比喻:物流系统
- TCP 连接:是一条从北京到上海的高速公路。
- Netty 的多路复用:是高速公路入口的收费站。一个收费员(线程)可以看着好几条车道(Socket),哪条车道有车(数据)过来了,他就处理一下。这保证了可以同时开通很多条路,而不需要几万个收费员。
- HTTP/2 的多路复用:是物流公司的集装箱。以前一辆大货车只能装一家公司的货(HTTP/1.1 阻塞);现在集装箱技术发达了,一辆大货车可以混装 100 家公司的包裹(帧),每个包裹都有快递单号(Stream ID)。这样,虽然只有一条高速公路(TCP),但所有公司的货都能同时在路上跑。
总结
Netty 保证了 Nacos Server 能够同时接纳巨大的“路网”(海量连接),而 HTTP/2 保证了每一条“路”上都能跑着密集的“货车流”(并发请求)。
两者结合,才让 Nacos 2.x 能够支撑起单集群数十万级的服务发现和配置推送。
其实就是netty负责一个线程处理多个channel,http2就是相当于在一个channel中混合了多个请求的数据。
这就是为什么 Nacos 2.x 比 1.x 性能强悍得多的根本原因。我们可以用一句话把这两个“多路复用”串起来:
“Netty 解决了【连接数】的瓶颈,而 HTTP/2 解决了【单个连接利用率】的瓶颈。”
为了让你理解得更透彻,我们可以把这两个维度的“混合”再深度对比一下:
1. Netty 的多路复用:【线程】与【Channel】的解耦
- 动作:一个
EventLoop线程在不停地轮询(Selector)成千上万个Channel。 - 状态:此时,这些 Channel 就像是几万个排队打水的水桶。线程像个巡逻员,哪个水桶接满了(数据到了),就去拎哪个。
- 意义:让服务器能用极少的资源(几百个线程)扛住几十万个微服务实例的长连接。
2. HTTP/2 的多路复用:【数据】与【Channel】的解耦
- 动作:在同一个
Channel(TCP 连接)里面,不同的请求被打碎成带编号的“帧”。 - 状态:此时,Channel 就像一根吸管。吸管里流动着五颜六色的水滴(帧),红色水滴属于“查询配置请求”,绿色属于“服务发现请求”,蓝色属于“心跳包”。
- 意义:因为有编号(Stream ID),这些水滴在吸管里可以随便混在一起跑,不用互相等待。
- 应用场景:比如你的 Nacos 客户端,只需要跟服务端建立一根吸管(Channel),就可以同时完成:
- 每 5 秒发一次心跳。
- 瞬间监听 100 个配置文件的变更。
- 实时拉取最新的服务实例列表。 (而在 HTTP/1.1 时代,这三件事要么排队,要么得开三根吸管。)
总结这个架构的“组合拳”:
当你的 Nacos 2.1.0 客户端运行在 Spring Boot 中时:
- 在操作系统层面:Netty 通过
epoll保证了即使你的公司有 10 万个服务节点,Nacos Server 也能用很低的 CPU 占用把这些连接全稳住。 - 在应用协议层面:gRPC 基于 HTTP/2 保证了这 10 万个连接中,每一个连接都能“一心多用”,同时处理多种业务数据。
- 在业务代码层面:观察者模式(Listener)保证了当数据从那根“多路复用的吸管”里流出来并还原后,能精准地反射到你标记了
@NacosValue的字段上。
这套“Netty + HTTP/2 + 观察者模式”的组合,就是目前工业界处理大规模分布式配置实时推送的最强方案。