NACOS学习&最佳实践

• 1. 注册中心（服务发现）
  • 1.1. 通讯协议
  • 1.2. 服务注册
  • 1.3. 心跳机制
  • 1.4. 服务订阅
  • 1.5. 服务推送
    • 1.5.1. 推送失败重试
• 2. 配置中心（配置管理）
• 3. 实战
  • 3.1. Spring Boot集成
  • 3.2. Spring Cloud集成

1. 注册中心（服务发现）

原理

1.1. 通讯协议

在1.x的 Nacos 版本中服务端只支持 http 协议
后来为了提升性能在2.x版本引入了谷歌的 grpc，grpc 是一款长连接协议，极大的减少了 http 请求频繁的连接创建和销毁过程，能大幅度提升性能，节约资源。

1.2. 服务注册

服务注册的目的就是客户端将自己的ip端口等信息上报给 Nacos 服务端，过程如下：

• 创建长连接：Nacos SDK 通过Nacos服务端域名解析出服务端ip列表，选择其中一个ip创建 grpc 连接，并定时检查连接状态，当连接断开，则自动选择服务端ip列表中的下一个ip进行重连。
• 健康检查请求：在正式发起注册之前，Nacos SDK 向服务端发送一个空请求，服务端回应一个空请求，若Nacos SDK 未收到服务端回应，则认为服务端不健康，并进行一定次数重试，如果都未收到回应，则注册失败。
• 发起注册：当你查看Nacos java SDK的注册方法时，你会发现没有返回值，这是因为Nacos SDK做了补偿机制，在真实给服务端上报数据之前，会先往缓存中插入一条记录表示开始注册，注册成功之后再从缓存中标记这条记录为注册成功，当注册失败时，缓存中这条记录是未注册成功的状态，Nacos SDK开启了一个定时任务，定时查询异常的缓存数据，重新发起注册

1.3. 心跳机制

目前主流的注册中心，比如Consul、Eureka、Zk，都是通过心跳机制来感知服务的下线。Nacos也是通过心跳机制来实现的。
Nacos目前SDK维护了两个分支的版本（1.x、2.x），这两个版本心跳机制的实现不一样。

• 其中1.x版本的SDK通过http协议来定时向服务端发送心跳维持自己的健康状态
• 2.x版本的SDK则通过grpc自身的心跳机制来保活，当Nacos服务端接受不到服务实例的心跳，会认为实例下线。如下图：

1.4. 服务订阅

当一个服务发生上下线，Nacos如何知道要推送给哪些客户端？
Nacos SDK 提供了订阅和取消订阅方法，当客户端向服务端发起订阅请求，服务端会记录发起调用的客户端为该服务的订阅者，同时将服务的最新实例列表返回。当客户端发起了取消订阅，服务端就会从该服务的订阅者列表中把当前客户端移除。
当客户端发起订阅时，服务端除了会同步返回最新的服务实例列表，还会异步的通过grpc推送给该订阅者最新的服务实例列表，这样做的目的是为了异步更新客户端本地缓存的服务数据。
当客户端订阅的服务上下线，该服务所有的订阅者会立刻收到最新的服务列表并且将服务最新的实例数据更新到内存。

1.5. 服务推送

前面说了服务的注册和订阅都会发生推送（服务端->客户端），那推送到底是如何实现的呢？
推送方式
在早期的Nacos版本，当服务实例变化，服务端会通过udp协议将最新的数据发送给客户端，后来发现udp推送有一定的丢包率，于是新版本的Nacos支持了grpc推送。
Nacos服务端会自动判断客户端的版本来选择哪种方式来进行推送，如果你使用1.4.2以前的SDK进行注册，那Nacos服务端会使用udp协议来进行推送，反之则使用grpc。
失败重试

1.5.1. 推送失败重试

当发送推送时，客户端可能正在重启，或者连接不稳定导致推送失败，这个时候Nacos会进行重试。
Nacos将每个推送都封装成一个任务对象，放入到队列中，再开启一个线程不停的从队列取出任务执行，执行之前会先删除该任务，如果执行失败则将任务重新添加到队列，该线程会记录任务执行的时间，如果超过1秒，则会记录到日志。

2. 配置中心（配置管理）

3. 实战

3.1. Spring Boot集成

配置管理

1. 配置nacos地址
   nacos.config.server-addr=127.0.0.1:8848
2. 启动类上使用 @NacosPropertySource 加载 dataId 为 example 的配置源，并开启自动更新

@SpringBootApplication
@NacosPropertySource(dataId = "example", autoRefreshed = true)
public class NacosConfigApplication {

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

3. 使用 @NacosValue 注解来获取属性值

@Controller
@RequestMapping("config")
public class ConfigController {

    @NacosValue(value = "${useLocalCache:false}", autoRefreshed = true)
    private boolean useLocalCache;

    @RequestMapping(value = "/get", method = GET)
    @ResponseBody
    public boolean get() {
        return useLocalCache;
    }
}

服务发现

1. 配置nacos地址

nacos.discovery.server-addr=127.0.0.1:8848

2. 使用 @NacosInjected 注入NamingService 实例

@Controller
@RequestMapping("discovery")
public class DiscoveryController {

    @NacosInjected
    private NamingService namingService;

    @RequestMapping(value = "/get", method = GET)
    @ResponseBody
    public List<Instance> get(@RequestParam String serviceName) throws NacosException {
        return namingService.getAllInstances(serviceName);
    }
}

@SpringBootApplication
public class NacosDiscoveryApplication {

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

3. 通过调用 Nacos Open API 向 Nacos server 注册一个名称为 example 服务

curl -X POST ‘http://127.0.0.1:8848/nacos/v1/ns/instance?serviceName=example&ip=127.0.0.1&port=8080’

4. 再次访问 curl http://localhost:8080/discovery/get?serviceName=example，此时返回内容为：

[
  {
    "instanceId": "127.0.0.1-8080-DEFAULT-example",
    "ip": "127.0.0.1",
    "port": 8080,
    "weight": 1.0,
    "healthy": true,
    "cluster": {
      "serviceName": null,
      "name": "",
      "healthChecker": {
        "type": "TCP"
      },
      "defaultPort": 80,
      "defaultCheckPort": 80,
      "useIPPort4Check": true,
      "metadata": {}
    },
    "service": null,
    "metadata": {}
  }
]

3.2. Spring Cloud集成

配置管理

1. 在 bootstrap.properties 中配置 Nacos server 的地址和应用名

spring.cloud.nacos.config.server-addr=127.0.0.1:8848

spring.application.name=example

说明：之所以需要配置 spring.application.name ，是因为它是构成 Nacos 配置管理 dataId字段的一部分。
在 Nacos Spring Cloud 中，dataId 的完整格式如下：

${prefix}-${spring.profiles.active}.${file-extension}

• prefix 默认为 spring.application.name 的值，也可以通过配置项 spring.cloud.nacos.config.prefix来配置。
• spring.profiles.active 即为当前环境对应的 profile，详情可以参考 Spring Boot文档。 注意：当 spring.profiles.active 为空时，对应的连接符 - 也将不存在，dataId 的拼接格式变成 ${prefix}.${file-extension}
• file-exetension 为配置内容的数据格式，可以通过配置项 spring.cloud.nacos.config.file-extension 来配置。目前只支持 properties 和 yaml 类型。

2. 通过 Spring Cloud 原生注解 @RefreshScope 实现配置自动更新， @Value 注解导入配置：

@RestController
@RequestMapping("/config")
@RefreshScope
public class ConfigController {

    @Value("${useLocalCache:false}")
    private boolean useLocalCache;

    @RequestMapping("/get")
    public boolean get() {
        return useLocalCache;
    }
}

服务发现

1. 配置服务提供者，从而服务提供者可以通过 Nacos 的服务注册发现功能将其服务注册到 Nacos server 上。

i. 在 application.properties 中配置 Nacos server 的地址：

server.port=8070
spring.application.name=service-provider

spring.cloud.nacos.discovery.server-addr=127.0.0.1:8848

ii. 通过 Spring Cloud 原生注解 @EnableDiscoveryClient 开启服务注册发现功能：

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class NacosProviderApplication {

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

	@RestController
	class EchoController {
		@RequestMapping(value = "/echo/{string}", method = RequestMethod.GET)
		public String echo(@PathVariable String string) {
			return "Hello Nacos Discovery " + string;
		}
	}
}

2. 配置服务消费者，从而服务消费者可以通过 Nacos 的服务注册发现功能从 Nacos server 上获取到它要调用的服务。

i. 在 application.properties 中配置 Nacos server 的地址：

server.port=8080
spring.application.name=service-consumer

spring.cloud.nacos.discovery.server-addr=127.0.0.1:8848

ii. 通过 Spring Cloud 原生注解 @EnableDiscoveryClient 开启服务注册发现功能。给 RestTemplate 实例添加 @LoadBalanced 注解，开启 @LoadBalanced 与 Ribbon 的集成：

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class NacosConsumerApplication {

    @LoadBalanced
    @Bean
    public RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }

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

    @RestController
    public class TestController {

        private final RestTemplate restTemplate;

        @Autowired
        public TestController(RestTemplate restTemplate) {this.restTemplate = restTemplate;}

        @RequestMapping(value = "/echo/{str}", method = RequestMethod.GET)
        public String echo(@PathVariable String str) {
            return restTemplate.getForObject("http://service-provider/echo/" + str, String.class);
        }
    }