什么是Alibaba Nacos

Nacos致力于解决微服务中的统一配置、服务注册与发现等问题。它提供了一组简单易用的特性集，帮助开发者快速实现动态服务发现、服务配置、服务元数据及流量管理

Nacos的关键特性如下：

服务发现和监控检测
动态配置服务
动态DNS服务
服务及元数据管理

Nacos的基本使用

来初步了解一下 Nacos 的基本使用

Nacos的安装

Nacos 支持三种部署，分别是单机、集群和多集群。需要注意一点，Nacos 依赖 Java 环境，并且要求使用 JDK 1.8 以上版本

Nacos 的安装方式一般有两种，一种是源码安装，另一种直接是使用已经编译好的安装包。由于后续需要分析 Nacos 源码，所以这里就先选择第一种源码安装方式

在 https://github.com/alibaba/nacos/releases 下载当前 Nacos 的最新版本源码(Source)
解压进入根目录，执行 mvn -Prelease-nacos -Dmaven.test.skip=true clean install -U 构建，构建之后会创建一个distribution 目录
执行 cd distribution/target/nacos-server-$version/nacos/bin
执行 sh startup.sh -m standalone 启动服务
服务启动之后，可以通过 http://127.0.0.1:8848/nacos 返回 nacos 控制台

Nacos服务注册发现相关API

Nacos提供SDK及Open API 的方式来完成服务注册与发现等操作，由于服务端只提供了 REST 接口，所以SDK本质上是对于 HTTP 请求的封装。下面简单列一下和服务注册相关的核心接口

注册实例

将服务地址信息注册到 Nacos Server:

OPAPI：/nacos/v1/ns/instance（POST）
SDK：
void registerInstance(String serviceName, String ip, int port) throws NacosException;
void registerInstance(String serviceName, String ip, int port, String clusterName) throws NacosException;
void registerInstance(String serviceName, Instance instance) throws NacosException;

参数说明如下：

serviceName：服务名称
ip：服务实例 IP
port：服务实例 Port
clusterName：集群名称，表示该服务实例属于哪个集群
instance：实例属性，实际上就是把上面这些参数封装成一个对象

调用方式：

NamingService naming =
NamingFactory.createNameingService(System.getProperty("serverAddr"));
naming.registerInstance("nacos_test", "192.168.1.1", 8080, "DEFAULT");

获取全部实例

根据服务名称从 Nacos Server 上获取所有服务实例：

Open API: /nacos/v1/ns/instance/list (GET)
SDK:
List<Instance> getAllInstance(String serviceName) throws NacosException;
List<Instance> getAllInstance(String serviceName, List<String> clusters) throws NacosException;

参数说明如下：

serviceName：服务名称
cluster：集群列表，可以传递多个值

调用方式

NamingService naming = NamingFactory.createNamingService(System.getProperty("serverAddr"));
System.out.println(naming.getAllInstances("nacos_test", true));

监听服务

监听服务是指监听指定服务下的实例变化，客户端从 Nacos Server 上获取的实例必须是健康的，否则会造成客户端请求失败。监听服务机制可以让客户端及时感知服务提供者的变化

Open API: /nacos/v1/ns/instance/list （GET）
SDK:
void subscribe(String serviceName, EventListener listener) throws Nacoe NacosException;
void subscribe(String serviceName, List<String> clusters, EventListener listener) throws NacosException;

参数说明：

EventListener：当服务提供者实例发生上、下线时，会触发一个事件回顾

服务监听两种方式

第一种是客户端调用 /nacos/v1/ns/Instance/list 定时轮询
第二种是基于 DatagramSocket 的 UDP 协议，实现服务端的主动推送

Nacos实现原理分析

先看一下 Nacos 的架构及实现注册中心的原理

这个是 Nacos官网图片：

Provide APP：服务提供者
Consumer APP：服务消费者
Name Server：通过 VIP （Vritual IP）或者 DNS 的方式实现 Nacos 高可用集群的服务路由
Naming Service 是Nacos提供的配置服务、名字服务模块。Consistency Protocol 是一致性协议，用来实现 Nacos 集群节点的数据同步，这里使用的是 Raft 算法（使用类似算法的中间件还有 Etcd、Redis 哨兵选举）
Nacos Console：Nacos 控制台

整体来说，服务提供者通过 VIP （Vritual IP）访问 Nacos server 高可用集群，基于 Open API 完成服务的注册和服务的查询。Nacos server 本身可以支持主备模式，所以底层会采用数据一致性算法来完成从节点的数据同步。服务消费者也是如此，基于 Open API 从 Nacos Server 中查询服务列表

注册中心的原理

服务注册的功能主要体现在：

服务实例在启动时注册到服务注册表，并在关闭时注销
服务消费者查询服务注册表，获得可用实例
服务注册中心需要调用服务实例的健康检查 API 来验证它是否能够处理请求

Nacos 服务注册与发现的实现原理图：

深入解读Nacos源码

Nacos 源码部分，我们主要阅读三部分：

服务注册
服务地址的获取
服务地址变化的感知

Spring Cloud 什么时候完成服务注册

在 Spring-Cloud-Common 包中有一个类 org.springframework.cloud.clinet.serviceregistry.ServiceResgistry，它是 Spring Cloud 提供的服务注册的标准。集成到 Spring Cloud 中实现服务注册的组件，都会实现该接口

public interface ServiceRegistry<R extends Registration> {void register(R registration);void deregister(R registration);void close();void setStatus(R registration, String status);<T> T getStatus(R registration);
}

这个接口有一个实现类是 com.alibaba.cloud.nacos.registry.NacosServiceRegistry

Spring Cloud 集成 Nacos 实现过程

在spring-clou-commons包的META-INF/spring.factories中包含自动装配的配置信息如下：

org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\org.springframework.cloud.client.CommonsClientAutoConfiguration,\org.springframework.cloud.client.ReactiveCommonsClientAutoConfiguration,\
## 省略部分代码org.springframework.cloud.client.serviceregistry.AutoServiceRegistrationAutoConfiguration

其中 AutoServiceRegistrationAutoConfiguration 就是服务注册相关的配置类

服务自动注册类关系图：

可以看出, AbstractAutoServiceRegistration抽象类实现了该接口,并且最重要的是NacosAutoServiceRegistration继承了AbstractAutoServiceRegistration。

看到EventListener我们就应该知道，Nacos是通过Spring的事件机制继承到SpringCloud中去的。

AbstractAutoServiceRegistration实现了onApplicationEvent抽象方法,并且监听WebServerInitializedEvent事件(当Webserver初始化完成之后) , 调用this.bind ( event )方法。

总结一下服务注册的完整过程：

Nacos 客户端通过 Open API 的形式发送服务注册请求

Nacos 服务端收到请求后，做以下三件事

构建一个 Service 对象保存到 ConcurrentHashMap 集合中
使用定时任务对当前服务下所有实例建立心跳检测机制
基于数据一致性协议将服务数据进行同步

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