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如何实现Nacos注册中心

这篇文章主要讲解了“如何实现Nacos注册中心”，文中的讲解内容简单清晰，易于学习与理解，下面请大家跟着小编的思路慢慢深入，一起来研究和学习“如何实现Nacos注册中心”吧！

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什么是Nacos

一个更易于构建云原生应用的动态服务发现、配置管理和服务管理平台。

通俗解释就是：Nacos是一个注册中心&配置中心

关键特性

  1. 服务发现和服务健康监测

  2. 动态配置服务

  3. 动态 DNS 服务

  4. 服务及其元数据管理

更多详细内容请关注Nacos官方文档

什么是注册中心

我们说Nacos是一个注册中心，那么，什么是注册中心呢？通过上面的关键特性不难发现，注册中心提供了服务注册，服务发现，服务健康检查等基础能力，使开发者能够轻松地管理服务，在Spring Cloud家族中，代表性的有Spring Cloud Eureka, Spring Cloud Consul，以及早期Apache的Zookeeper, 这些都能称之为注册中心，如果之前没有接触过微服务的小伙伴可能有疑问，为什么需要注册中心呢？

注册中心的由来

我们先来看看最原始的服务与服务之间的调用方式

Http远程调用

如何实现Nacos注册中心

相信这是最简单的也是大家最熟悉的调用方式，在同一个公司中，A项目组（简称订单服务）想要使用B项目组（简称商品服务）提供的能力时，往往就会采用这样的方式，只需简单的发送一个Http请求，即能获取到对方的能力。

这样的方式比较简单，但同样有一些问题，比如：

  • 商品服务做服务迁移时，订单服务将不得不跟随着修改请求地址，然后重启服务

  • 商品服务做了集群时，订单服务需要有负载均衡策略，不然就会造成商品服务单节点压力过大

这时，有开发经验的小伙伴就会说：搞个Nginx做负载均衡不就好啦！没错，当服务上到生产环境时，我们都会改成这样的方式。

Nginx负载

如何实现Nacos注册中心

基于Http请求直接调用的问题，我们只需稍稍改变一下调用策略：中间增加一个Nginx，订单服务不再直接调用商品服务，而且访问Nginx，由Nginx进行转发到商品服务上，此时，

如果商品服务ip地址发生变更：改动Nginx的代理配置即可

如果商品服务发生扩缩容：改动Nginx的负载均衡配置即可

完美解决Http请求直接调用的问题

一般来说，寻常的项目到这里就可以了，但是随着业务的不断迭代，需要的能力也逐渐增多，此时不仅仅只有订单和商品服务，还出现了物流，积分，库存，支付等等服务，不仅如此，这些服务与服务之间还会发生相互调用的情况，订单调积分，物流调库存，订单调支付....此时服务与服务之间的调用情况就会像下面这样：

如何实现Nacos注册中心

不难想象，此时的Nginx配置将会打动每一位运维小哥。后续每一个服务配置发生改动，或者增加一个服务，运维小哥的心都将颤一颤。

直到有一天，开发：今天再加一个服务。

如何实现Nacos注册中心

阿鉴在之前的公司就有幸目睹过运维小哥配置服务时nginx的样子，三台nginx的配置满满当当，令人头皮发麻，不知道有没有小伙伴遇到过这种情况呢

使用MySQL记录地址信息

使用Nginx负载的方式确实是一个比较好的方式，但就是有些费运维小哥，我们不妨思考一下，除了运维小哥知道服务的地址信息，还有谁知道呢？

没错，就是服务本身！

我们将运维小哥配置服务地址的动作转化成：服务启动时向MySQL中插入一条数据。

Nginx路由转发的动作改为：订单服务到数据库中查询商品服务的地址，再发起调用。

Nginx负载均衡改为：订单服务查询出商品服务列表，自己选择其中一个地址。

改变为的方式如下图：

如何实现Nacos注册中心

表结构中有个server_name字段，调用商品服务时使用server_name='goods-server'为条件查询即可。

这样子，我们就可以把运维小哥解放（kaichu）了。

善于思考的小伙伴不难看出其中带来的问题：

  1. 所有的服务都需要连接这个MySQL，一但MySQL跪了，那咱也跪了。

  2. 每次服务发起调用时都需要查询一次MySQL。

  3. 服务如果挂了，MySQL中的记录仍旧存在。

那么我们现在就来着手解决这些问题吧

  1. 既然MySQL不行，我们就把它换成redis，所有服务连一个MySQL不太现实，连Redis总行吧

  2. 每次调用前都要查询一次，改成查询后缓存到服务本地，同时启动定时任务，每30秒更新缓存，服务调用时从缓存中获取地址信息。

  3. 服务如果挂了，MySQL中的记录仍旧存在：插入到Redis的数据有过期时间，而且服务启动后开启定时任务，每30秒就更新缓存，如果服务挂了，缓存自动过期。

嘿，现在在看这个方案，是不是比较完美了呢~

偷偷告诉小伙伴，Dubbo使用Redis做注册中心时，就是这么玩的

虽然看起来完美，但是第二和第三点在真正使用时，产生的问题产生的足以让人自闭，现在阿鉴给大家模拟一下自闭场景。

环境：订单服务：一个实例，商品服务，两个实例，A和B。

时间：1分00秒

订单服务调用商品服务，正常。

A商品服务缓存过期时间剩余：29S

时间：1分01秒

A商品服务同步Redis缓存信息，Redis剩余过期时间：30S。

同时，A商品服务下线（挂了）

时间：1分02秒

订单服务调用商品服务，由于A商品服务已下线，此时的调用时好时坏(调用B时正常)。

A商品服务在本地缓存过期时间剩余：28S

A商品服务Redis剩余过期时间： 29S

时间：1分29秒

本地缓存更新，刷新A商品服务缓存时间：30S

A商品服务Redis剩余过期时间： 1S，下一秒过期

时间：1分59秒

本地缓存更新，刷新A商品服务缓存：此时Redis缓存中已没有A商品服务信息，所以本地缓存也将不再存在A商品服务信息。

订单服务调用商品服务，正常（此时缓存里只有B商品服务信息）

模拟完毕

大家可以看到，在1分01秒时，A商品服务已经下线了，但是直到1分59秒时，订单服务才能反应过来，这其中的58秒的服务调用时好时坏，怎么样，要是在生产环境足够让人自闭了吧。

当然，如果在订单服务上加上一个重试策略：在调用A商品服务失败后，重试，调用B商品服务，就能较好的解决这个问题，但是假设A商品服务没挂，它只是抖了一下，订单服务又去调用了B商品服务，这等于一个接口同时调了两次，这时又要考虑接口幂等性的问题了。

这时可能有小伙伴会说：幂等性的问题有啥的，Easy! 但一个项目的开发人员水平参差不齐，要求人人都做到这是不太现实的，不说了，说多了该被喷了。

这个问题的关键在于：被调用的服务挂了，调用方能不能及时感知到这个变化。

嘿，最早的Zookeeper（简称zk）就是来干这活的~ zk的临时节点机制能使服务下线后，zk能够立即感知，watch机制能够使其他服务立即收到所监听数据的变化。过多内容阿鉴这里就不再展开说了，有兴趣的小伙伴可以自己研究一下，Zookeeper官网

注册中心

聊了那么多，相信小伙伴已经有些感觉什么是注册中心了哈，没错，以上都是注册中心的能力，当我们把这些能力进行抽象，做成了一个服务时，那么这个服务，就叫做注册中心！

下面这张阿鉴画的图还是有些好看哈

如何实现Nacos注册中心

可以看到，注册中心的基础接口有4个：服务注册，服务发现（获取），心跳检测，服务注销

以下为使用注册中心时服务的调用过程

  1. 订单服务|商品服务启动时，调用服务注册接口，将自己的地址信息发送给注册中心

  2. 订单服务调用商品服务时，调用服务获取接口，获取到商品服务的地址信息，放入缓存

  3. 使用调用组件进行负载均衡，发起调用

  4. 商品服务下线，调用服务注销接口，注册中心剔除商品服务信息

当然，这样的方式还是没能解决被调用的服务挂了，调用方能不能及时感知到这个变化这个问题，到底该如何解决，我们放到后面再聊~

相信小伙伴已经明白了注册中心的原理，那么现在我们就来手写一个注册中心吧，开始使用Nacos吧。

Nacos安装

Nacos支持三种部署模式

  • 单机模式 - 用于测试和单机试用。

  • 集群模式 - 用于生产环境，确保高可用。

  • 多集群模式 - 用于多数据中心场景。

单机模式

环境：Ubuntu 18.04 LTS 一台

下载安装包

Releases notes

这里选择版本1.4.2

wget https://github.wuyanzheshui.workers.dev/alibaba/nacos/releases/download/1.4.2/nacos-server-1.4.2.tar.gz
tar -xf nacos-server-1.4.2.tar.gz
配置

Nacos支持两种数据存储方式

  • 使用内置数据源实现数据的存储，使用这种方式直接启动Nacos即可

  • 使用MySQL进行数据存储，这种方式需要先有个MySQL

为了方便观察数据存储的基本情况，这里我们使用MySQL的存储方式。

变变变，变出一台MySQL，没有MySQL的小伙伴可以参考安装MySQL

  1. 执行初始化SQL脚本

    脚本地址

  2. 修改配置文件

    vim nacos/conf/application.properties

    spring.datasource.platform=mysql
### Count of DB:
db.num=1
### Connect URL of DB:
db.url.0=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/nacos?characterEncoding=utf8&connectTimeout=1000&socketTimeout=3000&autoReconnect=true&useUnicode=true&useSSL=false&serverTimezone=UTC
db.user.0=nacos
db.password.0=nacos
nacos.core.auth.enabled=true
nacos.core.auth.enable.userAgentAuthWhite=false
nacos.core.auth.server.identity.key=abcd
nacos.core.auth.server.identity.value=123456

     

    其中db相关配置修改为自己的MySQL配置，nacos.core.auth.server.identity.key和nacos.core.auth.server.identity.value自行定义

启动
bash nacos/bin/startup.sh -m standalone

ubuntu系统需要使用bash命令，其他系统使用sh命令即可

此时在浏览器中输入以下地址即可打开Nacos控制台

127.0.0.1:8848/nacos/index.html

初始账号密码为：nacos | nacos

集群模式

环境：Ubuntu 18.04 LTS 三台，地址分别为：

192.168.2.11:8848

192.168.2.12:8848

192.168.2.13:8848

没有三台的小伙伴可以搭建一个伪集群用于测试，如127.0.0.1:8848,127.0.0.1:8849,127.0.0.1:8850

集群模式搭建十分简单，具体步骤如下：

  1. 将单机模式的配置复制三份到每个节点中

  2. 在每个节点的conf文件夹下新建cluster.conf，配置如下

    192.168.2.11:8848
192.168.2.12:8848
192.168.2.13:8848

  3. 依次启动各个节点

    bash startup.sh

这样子nacos集群就搭建好了，但是在浏览器访问时我们还需要一个nginx做负载均衡

变变变，变成一个nginx，如果没有nginx的小伙伴可以参考安装Nginx

  1. 配置反向代理

server {
    listen 8850;
    server_name _;
    location / {
       proxy_pass http://nacos-server;
    }
}
upstream nacos-server {
  server 192.168.2.13:8848 weight=5;
  server 192.168.2.12:8848 weight=5;
  server 192.168.2.11:8848 weight=5;
}

  1. 访问

    由于我的Nginx在192.168.2.11上，所以我的访问地址为：192.168.2.11:8848/nacos，初始账号密码同单机模式：nacos | nacos

Nacos Spring Cloud

Nacos已经搭建好了，接下来就是使用了。

下面阿鉴给大家介绍一下如何在Spring Cloud项目中使用Nacos

基本使用

新建项目

  1. 新建一个my-micro-service-demo项目，并在pom.xml中增加Spring Cloud相关依赖


  1.8
  Hoxton.SR8
  2.2.5.RELEASE



  
    
      org.springframework.cloud
      spring-cloud-dependencies
      ${spring.cloud-version}
      pom
      import
    
    
      com.alibaba.cloud
      spring-cloud-alibaba-dependencies
      ${spring.cloud.alibaba-version}
      pom
      import
    
  

  1. 在项目中增加两个子模块，分别为my-order和my-goods, 并引入Nacos的依赖


  com.alibaba.cloud
  spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery

  1. 编写bootstrap.yaml配置文件

server:
  port: 8080
spring:
  application:
    name: my-order
  main:
    allow-bean-definition-overriding: true
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 192.168.2.11:8850
        username: nacos
        password: nacos

management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: "*"

商品服务修改一下服务名和端口号即可

  1. 编写启动类

package com.my.micro.service.order;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

/**
 * @author Zijian Liao
 * @since 1.0.0
 */
@SpringBootApplication
public class OrderApplication {

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

}

  1. 启动项目，查看Nacos控制台

    如何实现Nacos注册中心

服务注册成功

发起调用

服务已经注册到Nacos上了，接下来，我们尝试使用订单服务调用商品服务吧

在画的原理图中，订单服务是使用的一个调用组件调用商品服务，大家先不必关心这个调用组件是什么，关于这部分内容，阿鉴会在后续的文章中详解介绍。

  1. 在商品服务中编写一个接口

    @RestController
@RequestMapping("/goods")
public class GoodsController {


    @GetMapping("/get")
    public String get(){
        return "商品服务响应了一个苹果";
    }
}

  2. 在订单服务中注入调用组件

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

     

    增加@LoadBalanced注解会使RestTemplate增加基于服务名进行调用的功能

  3. 发起调用

    @RestController
@RequestMapping("/order")
public class OrderController {

    @Resource
    private RestTemplate restTemplate;

    @GetMapping("/get")
    public String get(){
        // 旧方式：restTemplate.getForObject("http://127.0.0.1:8081/goods/get", String.class)
        // 现在直接使用服务名即可发起调用
        return restTemplate.getForObject("http://my-goods/goods/get", String.class);
    }
}

  4. 测试

    如何实现Nacos注册中心

优雅上下线

Nacos还提供服务实例的上下线操作，在服务详情页面，可以点击实例的上线或者下线按钮，被下线的实例，将不会再被服务所获取。

如何实现Nacos注册中心

当然，前面也提到了，由于缓存的原因，服务下线后，调用方并不能立即感知到，需要等待一定的时间。

那么，这个功能可以用来做什么呢？

假设商品服务需要升级

运行版本：v1.0.0

升级版本：v1.1.0

我们先将v1.1.0部署到生产环境中，此时商品服务便有了两个实例v1.0.0和v1.1.0，紧接着我们需要将旧版本下线

如果我们直接停止服务，此时商品服务正在处理业务，业务被中断，造成的后果不可估摸。

如果我们先将v1.0.0下线，等待一段时间，此时便不会有服务再访问v1.0.0了，便可以安全停止服务了。

命名空间

在以往的注册中心里，一般都是一个注册中心只对应一整个微服务系统，这是因为只要有服务注册到了注册中心上，那么只要在这个注册中心上的服务，都是可以相互访问的，这样就造成了每一个微服务系统，都要有一个自己的注册中心，比如Eureka。

这就会造成一个资源浪费的问题，因为一个注册中心明明是可以注册成千上万的实例的（Nacos服务发现性能测试报告），所以，Nacos还给我们提供了命名空间的功能，这使得服务与服务之间拥有了隔离机制（同一个命名空间下的服务才能相互访问），这样，每个命名空间便可以对应一个微服务系统。

  1. 新增命名空间

    新增一个dev命名空间与test命名空间

    如何实现Nacos注册中心

  2. 修改服务配置

    修改my-goods, 让my-goods处于dev命名空间下

    server:
  port: 8081
spring:
  application:
    name: my-goods
  main:
    allow-bean-definition-overriding: true
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 192.168.2.11:8850
        namespace: dev
        username: nacos
        password: nacos

    修改my-order, 让my-order处于test命名空间下

    server:
  port: 8080
spring:
  application:
    name: my-order
  main:
    allow-bean-definition-overriding: true
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 192.168.2.11:8850
        namespace: test
        username: nacos
        password: nacos

  3. 重启服务

    查看Nacos控制台

    my-goods

    如何实现Nacos注册中心

    my-order

    如何实现Nacos注册中心

  4. 测试

    如何实现Nacos注册中心

    此时服务已经隔离了

感谢各位的阅读，以上就是“如何实现Nacos注册中心”的内容了，经过本文的学习后，相信大家对如何实现Nacos注册中心这一问题有了更深刻的体会，具体使用情况还需要大家实践验证。这里是创新互联，小编将为大家推送更多相关知识点的文章，欢迎关注！


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