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Nacos-创新互联

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一、什么是 Alibaba Nacos

二、Nacos的基本使用

1.Nacos的安装

2.Nacos服务注册发现相关API

3.Nacos 集成Spring Boot实现服务注册与发现

三、Dubbo 使用Nacos实现注册中心

四、Spring Cloud Alibaba Nacos Discovery

1.完成服务注册与发现功能

2.服务端开发

3.消费端开发

五、Nacos注册中心的实现原理

1.服务注册的功能主要体现：

2.原理步骤

六、Nacos配置中心的简单使用

1.简介

2.Nacos集成Spring Boot实现统一配置管理

七、Spring Cloud Alibaba Nacos Config

1.在Spring Cloud生态下Nacos Config的使用步骤

2.动态更新配置

3.基于Data ID配置YAML的文件扩展名

4.不同环境的配置切换

5.Nacos Config 自定义 Namespace 和 Group

Namespace

Group

八、Nacos Config实现原理

1.Nacos Config针对配置管理提供了4种操作

2.配置的存储

3.动态监听之Pull OR Push

Pull

Push

Nacos的监听机制

一、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：

  • 服务发现和服务健康监测：Nacos支持基于DNS和基于RPC的服务发现。服务提供者注册Service后，服务消费者可以使用DNS或HTTP&API查找和发现服务。  Nacos提供对服务的实时的健康检查，阻止向不健康的主机或服务实例发送请求。
  • 动态配置服务
  • 动态DNS服务：支持权重路由，让开发者更容易实现中间层负载均衡
  • 服务及元数据管理
二、Nacos的基本使用 1.Nacos的安装

Nacos支持三种部署模式：单机、集群、多集群；

需要注意：Nacos依赖Java环境，并且要求使用JDK1.8以上版本；

Nacos的安装方式有两种：源码安装、使用已编译好的安装包；

以下举例为源码安装：

  1. 在 https://github.com/alibaba/nacos/releases 上下载当前Nacos的最新版本(1.1.4)
  2. 解压进入根目录，执行 mvn -Prelease-nacos clean install -U 构建，构建后会创建一个distribution目录
  3. 执行 cd distribution/target/nacos-server-$version/nacos/bin
  4. 执行 sh startup.sh -m standalone,启动服务
  5. 服务启动后，可以通过http://127.0.0.1:8848/nacos 访问Nacos的控制台。控制台主要用于增强对服务列表、健康状态管理、服务治理、分布式配置管理等方面的管控能力 
2.Nacos服务注册发现相关API

Nacos提供了SDK及Open API的方式来完成服务注册与发现等操作，SDK本质上是对HTTP请求的封装

  • 注册实例：将服务地址信息注册到 Nacos Server

Open API： /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：

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.createNamingService(System.getProperty("serveAddr"))；

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:

ListgetAllInstances(String serviceName) throws NacosException；

ListgetAllInstances(String serviceName，Listclusters) throws NacosException；

参数说明：

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("serveAddr"))；

naming.getAllInstances("nacos_test",true);

  • 监听服务：监听服务下的实例变化，监听服务机制可以让客户端及时感知服务提供者实例变化

Open API：/nacos/v1/ns/instance/list (GET)

SDK:

void subscribe (String serviceName,EventListener listener) throws NacosException;

void subscribe (String serviceName,Listclusters,EventListener listener) throws NacosException;

参数说明：

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

服务监听有两种方式：

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。

3.Nacos 集成Spring Boot实现服务注册与发现

通过Spring Boot集成Nacos实现一个简单的服务注册与发现功能

  • 创建一个Spring Boot工程spring-boot-nacos-discovery
  • 添加Maven依赖 （nacos-discovery-spring-boot-starter(0.2.4)）
  • 创建DiscoveryController类，通过@NacosInjected注入Nacos的NamingService，并提供discovery方法，可以根据服务名称获得注册到Nacos上的服务地址
  • 在application.properties中添加Nacos服务地址的配置 （nacos.discovery.server-addr=127.0.0.1:8848）
  • 启动启动类，调用curl http://127.0.0.1:8080/discovery?serviceName=example去Nacos服务器上查询服务名称为example所对应的地址信息，如果没有example的服务实例，返回一个空的JSON数组，如果有返回一个数组包含对象的信息。
三、Dubbo 使用Nacos实现注册中心
  • 创建一个普通Maven项目spring-boot-dubbo-nacos-sample，添加两个模块：nacos-sample-api和nacos-sample-provider（是一个Spring Boot工程）
  • 在nacos-sample-api 中声明接口  
  • 在nacos-sample-provider中添加如下依赖

nacos-sample-api，接口定义类的依赖

nacos-discovery-spring-boot-starter，Nacos的Starter组件

dubbo-spring-boot-starter ,Dubbo的Starter组件，添加Dubbo依赖

  • 创建类并实现api中的接口
  • 修改application.properties配置，仅将dubbo.registry.address中配置的协议改成nacos://127.0.0.1:8848，基于nacos协议

dubbo.application.name=spring-boot-dubbo-nacos-sample

dubbo.registry.address=nacos://127.0.0.1:8848

dubbo.protocol.name=dubbo

dubbo.protocol.port=20880

  • 运行Spring Boot启动类，在启动来上需要声明注解@DubboComponentScan
  • 服务启动成功之后，访问Nacos控制台，进入服务管理-服务列表，可以看到所有注册在Nacos上的服务。
四、Spring Cloud Alibaba Nacos Discovery

Nacos作为Spring Cloud Alibaba中服务注册与发现的核心组件，可以很好的帮助开发者将服务自动注册到Nacos服务端，并且能够动态感知和刷新某个服务实例的服务列表。

1.完成服务注册与发现功能

将Spring Cloud Alibaba Nacos Discovery集成到Spring Cloud Alibaba Dubbo,代码如下

2.服务端开发
  • 创建一个普通的Maven项目spring-cloud-nacos-sample，在项目中添加两个模块
  • spring-cloud-nacos-sample-api，暴露服务接口，作为服务提供者及服务消费者的接口契约
  • spring-cloud-nacos-sample-provider，项目类型为Spring Cloud，它是接口的实现
  • 在spring-cloud-nacos-sample-api中定义一个接口
  • spring-cloud-nacos-sample-provider项目的pom.xml文件中添加相关依赖包，如下

spring-cloud-starter：Spring Cloud核心包  

spring-cloud-starter-dubbo：引入Spring Cloud Alibaba Dubbo

spring-cloud-dubbo-sample-api：API的接口声明

spring-cloud-alibaba-nacos-discovery：基于Nacos的服务注册与发现

spring-cloud-context (2.1.1.RELEASE)

注意：spring-cloud-starter、spring-cloud-alibaba-nacos-discovery由于版本冲突，需要用exclusion标签排除掉spring-cloud-context子包，在pom文件中重新引回2.1.1版本的spring-cloud-context

  • 在spring-cloud-nacos-sample-provider中创建接口的实现类，@Service是Dubbo服务的注解，表示当前服务会发布成一个远程服务
  • 在application.properties中提供Dubbo及Nacos的配置，用于声明Dubbo服务暴露的网络端口和协议，以及服务注册的地址信息

spring.application.name=spring-cloud-nacos-sample

dubbo.scan.base-packages=com.gupaoedu.book.nacos.bootstrap  备注：功能等同于@DubboComponentScan，指定Dubbo服务实现类的扫描包路径

dubbo.protocol.name=dubbo

dubbo.protocol.port=20880

dubbo.registry.address=spring-cloud://localhost  备注：Dubbo服务注册中心的配置地址，它的值spring-cloud://localhost表示挂载到Spring Cloud注册中心，不配置的话会提示没有配置注册中心的错误

spring.cloud.nacos.discovery.server-addr=127.0.0.1:8848   备注：Nacos服务注册中心的地址

  • 启动服务：进入Nacos控制台的服务管理-服务列表会看到服务注册上来
3.消费端开发
  • 创建一个Spring Boot项目 spring-cloud-nacos-consumer
  • 添加相关依赖如下

spring-boot-starter-web ：演示需要就加不然不用加

spring-cloud-starter

spring-cloud-starter-dubbo

spring-cloud-nacos-sample-api

spring-cloud-alibaba-nacos-discovery

  • 在application.properties中添加配置信息

dubbo.cloud.subscribed-services=spring-cloud-nacos-sample

dubbo.scan.base-packages=com.gupaoedu.book.nacos.bootstrap  

spring.application.name=spring-cloud-nacos-consumer

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

  • 定义Controller类，@Reference注解，将远程访问类引入进来
  • 启动服务
五、Nacos注册中心的实现原理 1.服务注册的功能主要体现：
  • 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
2.原理步骤
  1. 服务提供方使用Open API发起服务注册
  2. Nacos Server与服务提供方建立心跳机制，检查服务状态
  3. 服务消费者从Nacos Server查询服务提供方实例列表
  4. 服务消费者开启定时任务，每10秒从Nacos Server拉取一次数据
  5. 检测到服务提供者异常，Nacos Server基于UDP协议向服务消费者推送更新
  6. 服务消费者通过Dubbo 远程通信链接服务提供方
六、Nacos配置中心的简单使用 1.简介

Nacos的架构图中有两个模块，分别是Config Server和Naming Server。Naming Server是实现注册中心的核心模块，Config Server是Nacos用于实现配置中心的核心模块，它实现了对配置的CRUD、版本管理、灰度管理、监听管理、推送轨迹、聚合数据等功能。

2.Nacos集成Spring Boot实现统一配置管理

Nacos是一个独立组件，它可以独立部署和应用，在集成到Spring Cloud之前，可以结合Spring Boot来实现统一配置管理

  • 创建一个Spring Boot工程spring-boot-nacos-config
  • 添加Nacos Config的Jar包依赖  （nacos-config-spring-boot-starter）
  • 在application.properties中添加Nacos Server地址  （nacos.config.server-addr=127.0.0.1:8848）
  • 创建Controller类，可以从Nacos Server读取配置，用到以下两个注解

@NacosPropertySource(dataId="example",autoRefreshed=true)

注释：用于加载dataId为example的配置源，autoRefreshed表示开启自动更新

@NacosValue(value="${info:Local Hello World}",autoRefreshed=true)

注释：设置属性的值，其中info表示key，而Local Hello World代表默认值。也就是说如果key不存在，则使用默认值。

  • 启动Nacos Server：进入 ${NACOS_HOME}\bin目录，执行sh startup.sh启动Nacos Server
  • 创建配置：有两种方式   1.在Nacos控制台上创建   2.使用Open API方式创建

控制台创建方式：通过http://ip:8848/nacos控制台进入 配置管理-配置列表，单击创建按钮进入创建界面。Data ID:表示Nacos中某个配置集的ID；Group：表示配置所属的分组；配置格式：当前配置内容所遵循的格式。

注意：dataId和group必须与NacosPropertySource中配置保持一致，否则无法匹配到配置内容

  • 启动Spring Boot项目的启动类，执行访问命令，就能获取到配置的内容
七、Spring Cloud Alibaba Nacos Config 1.在Spring Cloud生态下Nacos Config的使用步骤
  • 创建Spring Boot项目，添加spring-cloud-starter依赖
  • 添加Jar包依赖  （spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config）
  • 创建bootstrap.properties文件，在其中添加Nacos Server的连接地址，如下

spring.application.name=spring-cloud-nacos-config-sample

spring.cloud.nacos.config.server-addr=127.0.0.1:8848  注释:设置Nacos配置中心地址

spring.cloud.nacos.config.prefix=example   注释：表示Nacos配置中心的Data ID的前缀

注：在Spring Boot中有两种上下文配置，一种是bootstrap，一种是application。bootstrap是父上下文，也就是说bootstrap加载优先于application。由于在加载远程配置之前，需要读取Nacos配置中心的服务地址信息，所以Nacos服务地址等属性配置需要放在bootstrap.properties文件中

  • 在Nacos Console中创建如下配置

DataId：example

Group:DEFAULT_GROUP

配置内容：info=Nacos Server Data : Hello World

  • 在启动类中，读取配置中心的数据

ConfigurableApplicationContext context=

 SpringApplication.run(SpringCloudNacosConfigSampleApplication.class,args);

String info=context.getEnvironment().getProperty("info");

注：从Environment中读取配置，info为得到的配置数据

2.动态更新配置

配置中心必然需要支持配置的动态更新，也就是在配置中心上修改配置的值之后，应用程序需要感知值的变化。

3.基于Data ID配置YAML的文件扩展名

Spring Cloud Alibaba Nacos Config从Nacos Config Server中加载配置时，会匹配Data ID。

Data ID默认规则是：${prefix}-${spring.profile.active}.${file-extension}。

在实际应用中，如果用YAML格式的配置，Nacos Server也提供了YAML配置格式的支持，步骤如下：

  • 在bootstrap.properties中声明spring.cloud.nacos.config.file-extension=yaml
  • 在Nacos控制台上增加如下配置

Data ID：spring-cloud-nacos-config-sample.yaml

Group：DEFAULT_GROUP

配置格式：YAML

配置内容：info:yaml config type

  • 运行启动后，就能获得到配置内容
4.不同环境的配置切换

在Spring Boot中，可以基于spring.profiles.active实现不同环境的配置切换。比如：开发环境、测试环境、预生产环境、生产环境。具体切换步骤如下：

  • 在resources目录下根据不同环境创建不同的配置：application-dev.properties；application-test.properties；application-prod.properties
  • 定义一个application.properties默认配置，在该配置中通过spring.profiles.active=${env}来指定当前使用哪个环境的配置，如果${env}的值为prod，表示使用application-prod.properties。也可以使用VM options=-Dspring.profiles.active=prod来指定使用的配置环境。
  • 在bootstrap.properties中声明spring.profiles.active=prod。
  • 在Nacos控制台上新增两个Data ID的配置项。

spring-cloud-nacos-config-sample-test.properties，配置内容为info-test

spring-cloud-nacos-config-sample-prod.properties，配置内容为info=prod env:Hello

  • 运行启动方法，会得到prod下配置的内容
5.Nacos Config 自定义 Namespace 和 Group

Nacos Config中默认的行为 Namespace:public；Group:DEFAULT_GROUP 

Namespace

用于解决多环境及多租户数据的隔离问题，比如在多套不同的环境下，可以根据指定的环境创建不同的Namespace，实现多环境隔离。或者多用户的场景中，每个用户可以维护自己的Namespace，实现每个用户的配置数据和注册数据的隔离。

需要注意的是：在不同的Namespace下，可以存在相同的Group和DataId

操作：

  • 在Nacos控制台的命名空间下，创建一个命名空间。
  • 在bootstrap.properties中添加配置：spring.cloud.nacos.namespace=ee6d2c78-003b-4151-9984-63b1b40111a0（命名空间ID，在Nacos界面可以获取）
Group

是Nacos中用来实现Data ID分组管理的机制，它可以实现不同Service/DataId的隔离

操作：不需要提前创建，只需要在创建的时候指定

  • 在Nacos控制台 新建配置界面中指定配置所属的Group
  • 在bootstrap.properties中添加配置：spring.cloud.nacos.config.group=TEST_GROUP
八、Nacos Config实现原理 1.Nacos Config针对配置管理提供了4种操作
  • 获取配置：从Nacos Config Server中读取配置

SDK：public  String getConfig（String dataId,String group,long timeoutMs）

throws NacosException;

API(GET)： /nacos/v1/cs/configs

  • 监听配置：订阅感兴趣的配置，当配置发生变化时可以收到一个事件

SDK：public  void  addListener(String dataId,String group,Listener listener);

API(POST)：/nacos/v1/cs/configs/listener

  • 发布配置：将配置保存到Nacos Config Server中

SDK：public boolean publishConfig(String dataId,String group,String content)

  throws NacosException;

API(POST)：/nacos/v1/cs/configs

  • 删除配置：删除配置中心的指定配置

SDK：public boolean removeConfig(String dataId,String group) throws NacosException;

API(DELETE)：/nacos/v1/cs/configs

2.配置的存储

Nacos服务端的数据存储默认采用的是Deaby数据库，除此之外，还支持MySQL数据库。

3.动态监听之Pull OR Push Pull

表示客户端从服务端主动拉取数据 

优缺点：在Pull模式下，客户端需要定时从服务端拉取一次数据，由于定时任务会存在一定的时间间隔，所以不能保证数据的实时性，并且在服务端配置长时间不更新的情况下，客户端的定时任务会做一些无效的Pull

Push

表示服务端主动把数据推送给客户端

优缺点：在Push模式下，服务端需要维持与客户端的长链接，如果客户端的数量比较多，那么服务端需要耗费大量的内存资源来保存每个连接，并且为了保证连接的有效性，还需要心跳机制来维持每个连接的状态。

Nacos的监听机制

Nacos采用的是Pull模式，但不是简单的Pull模式，而是一种长轮询机制。客户端采用长轮询的方式定时发起Pull请求，去检查服务端配置信息是否发生了变化：

  • 如果发生了变化，则客户端会根据变更的数据获取最新的配置；
  • 如果服务端的配置和客户端的保持一致，那么服务端会先“Hold”住这个请求29.5秒，先不返回，如果这段时间内配置发生变化，服务端会把原来Hold住的这个请求返回；
  • 如果时间到达29.5秒一直没有变更，也会自动触发一次检查机制，耗时0.5秒后，不管有没有变化都把结果返回给客户端。

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