背景介紹

前幾篇文章介紹了Nacos配置中心服務(wù)的能力機(jī)制政钟，接下來向族，我們來介紹Nacos另一個非常重要的特性就是服務(wù)注冊與發(fā)現(xiàn)差油，說到服務(wù)的注冊與發(fā)現(xiàn)相信大家應(yīng)該都不陌生抖誉，在微服務(wù)盛行的今天，服務(wù)是非常重要的钦奋，而在 Nacos 中服務(wù)更被稱為他的一等公民座云。Nacos 支持幾乎所有主流類型的 “服務(wù)” 的發(fā)現(xiàn)、配置和管理付材。

服務(wù) (Service)

服務(wù)是指一個或一組軟件功能（例如特定信息的檢索或一組操作的執(zhí)行）朦拖，其目的是不同的客戶端可以為不同的目的重用（例如通過跨進(jìn)程的網(wǎng)絡(luò)調(diào)用）。Nacos 支持主流的服務(wù)生態(tài)厌衔，如 Kubernetes Service璧帝、gRPC|Dubbo RPC Service 或者 Spring Cloud RESTful Service。

nacos的架構(gòu)圖所示

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(dubbo) RPC微服務(wù)的基礎(chǔ)架構(gòu)

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圖中的6個步驟的含義解釋如下：

1. 服務(wù)容器負(fù)責(zé)啟動富寿，加載睬隶，運行服務(wù)提供者。
2. 服務(wù)提供者在啟動時页徐，向注冊中心注冊自己提供的服務(wù)苏潜。
3. 服務(wù)消費者在啟動時，向注冊中心訂閱自己所需的服務(wù)变勇。
4. 注冊中心返回服務(wù)提供者地址列表給消費者恤左，如果有變更，注冊中心將基于長連接推送變更數(shù)據(jù)給消費者贰锁。
5. 服務(wù)消費者赃梧，從提供者地址列表中，基于軟負(fù)載均衡算法豌熄，選一臺提供者進(jìn)行調(diào)用，如果調(diào)用失敗物咳，再選另一臺調(diào)用锣险。
6. 服務(wù)消費者和提供者，在內(nèi)存中累計調(diào)用次數(shù)和調(diào)用時間览闰，定時每分鐘發(fā)送一次統(tǒng)計數(shù)據(jù)到監(jiān)控中心芯肤。

服務(wù)注冊中心 (Service Registry)

上圖中Registry就是注冊中心，負(fù)責(zé)服務(wù)的注冊與發(fā)現(xiàn)压鉴，Dubbo服務(wù)體系之前使用Zookeeper或者自己的Registry 實現(xiàn)崖咨，而 Nacos 則是另一種 Registry的實現(xiàn)。

服務(wù)注冊中心油吭，它是服務(wù)击蹲，其實例及元數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫（Dubbo3已經(jīng)將源數(shù)據(jù)中心署拟、配置服務(wù)全部提取獨立出來了），服務(wù)實例在啟動時注冊到服務(wù)注冊表歌豺，并在關(guān)閉時注銷推穷。

服務(wù)和路由器的客戶端查詢服務(wù)注冊表以查找服務(wù)的可用實例，服務(wù)注冊中心可能會調(diào)用服務(wù)實例的健康檢查 API 來驗證它是否能夠處理請求类咧。

服務(wù)元數(shù)據(jù) (Service Metadata)

服務(wù)元數(shù)據(jù)是指包括服務(wù)端點(endpoints)馒铃、服務(wù)標(biāo)簽、服務(wù)版本號痕惋、服務(wù)實例權(quán)重区宇、路由規(guī)則、安全策略等描述服務(wù)的數(shù)據(jù)值戳。

邏輯架構(gòu)及其組件介紹

• 服務(wù)管理：實現(xiàn)服務(wù)CRUD议谷，域名CRUD，服務(wù)健康狀態(tài)檢查述寡，服務(wù)權(quán)重管理等功能
• 配置管理：實現(xiàn)配置管CRUD柿隙，版本管理，灰度管理鲫凶，監(jiān)聽管理禀崖，推送軌跡，聚合數(shù)據(jù)等功能
• 元數(shù)據(jù)管理：提供元數(shù)據(jù)CURD 和打標(biāo)能力
• 插件機(jī)制：實現(xiàn)三個模塊可分可合能力螟炫，實現(xiàn)擴(kuò)展點SPI機(jī)制
• 事件機(jī)制：實現(xiàn)異步化事件通知波附，sdk數(shù)據(jù)變化異步通知等邏輯
• 日志模塊：管理日志分類，日志級別昼钻，日志可移植性（尤其避免沖突）掸屡，日志格式，異常碼+幫助文檔
• 回調(diào)機(jī)制：sdk通知數(shù)據(jù)然评，通過統(tǒng)一的模式回調(diào)用戶處理仅财。接口和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)需要具備可擴(kuò)展性
• 尋址模式：解決ip，域名碗淌，nameserver盏求、廣播等多種尋址模式，需要可擴(kuò)展
• 推送通道：解決server與存儲亿眠、server間碎罚、server與sdk間推送性能問題
• 容量管理：管理每個租戶，分組下的容量纳像，防止存儲被寫爆荆烈，影響服務(wù)可用性
• 流量管理：按照租戶，分組等多個維度對請求頻率竟趾，長鏈接個數(shù)憔购，報文大小宫峦，請求流控進(jìn)行控制
• 緩存機(jī)制：容災(zāi)目錄，本地緩存倦始，server緩存機(jī)制斗遏。容災(zāi)目錄使用需要工具
• 啟動模式：按照單機(jī)模式，配置模式鞋邑，服務(wù)模式诵次，dns模式，或者all模式枚碗，啟動不同的程序+UI
• 一致性協(xié)議：解決不同數(shù)據(jù)逾一，不同一致性要求情況下，不同一致性機(jī)制
• 存儲模塊：解決數(shù)據(jù)持久化肮雨、非持久化存儲遵堵，解決數(shù)據(jù)分片問題
• Nameserver：解決namespace到clusterid的路由問題，解決用戶環(huán)境與nacos物理環(huán)境映射問題
• CMDB：解決元數(shù)據(jù)存儲怨规，與三方cmdb系統(tǒng)對接問題陌宿，解決應(yīng)用，人波丰，資源關(guān)系
• Metrics：暴露標(biāo)準(zhǔn)metrics數(shù)據(jù)壳坪，方便與三方監(jiān)控系統(tǒng)打通
• Trace：暴露標(biāo)準(zhǔn)trace，方便與SLA系統(tǒng)打通掰烟，日志白平化爽蝴，推送軌跡等能力，并且可以和計量計費系統(tǒng)打通
• 接入管理：相當(dāng)于阿里云開通服務(wù)纫骑，分配身份蝎亚、容量、權(quán)限過程
• 用戶管理：解決用戶管理先馆，登錄发框，sso等問題
• 權(quán)限管理：解決身份識別，訪問控制煤墙，角色管理等問題
• 審計系統(tǒng)：擴(kuò)展接口方便與不同公司審計系統(tǒng)打通
• 通知系統(tǒng)：核心數(shù)據(jù)變更缤底，或者操作，方便通過SMS系統(tǒng)打通番捂，通知到對應(yīng)人數(shù)據(jù)變更
• OpenAPI：暴露標(biāo)準(zhǔn)Rest風(fēng)格HTTP接口，簡單易用江解，方便多語言集成
• Console：易用控制臺设预，做服務(wù)管理、配置管理等操作
• SDK：多語言sdk
• Agent：dns-f類似模式犁河，或者與mesh等方案集成
• CLI：命令行對產(chǎn)品進(jìn)行輕量化管理鳖枕，像git一樣好用

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Nacos 的服務(wù)注冊與發(fā)現(xiàn)

服務(wù)提供方 (Service Provider)

是指提供可復(fù)用和可調(diào)用服務(wù)的應(yīng)用方魄梯。

模擬服務(wù)注冊

服務(wù)注冊最重要的就是將服務(wù)注冊到哪里，在注冊中心服務(wù)端宾符，肯定有一個用來管理服務(wù)的容器酿秸，他保存著所有服務(wù)的實例。不需要知道該容器具體的實現(xiàn)細(xì)節(jié)魏烫，只需要知道有這樣一個概念辣苏。

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• 將同一個服務(wù)的兩個實例注冊到 Nacos 中：

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• 雙注冊模式注入進(jìn)入

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• 維持服務(wù)在線狀態(tài)

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demo代碼如下：

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通過 NamingService 接口的 registerInstance 方法就可以將服務(wù)進(jìn)行注冊了，該方法有很多重載的方法哄褒，這里我們選擇一個簡單的來調(diào)用就好了稀蟋。注冊完成后，通過調(diào)用 getAllInstances 方法呐赡，立即獲取所有可用的實例退客，然后讓主線程等待，打印如下：

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可以發(fā)現(xiàn)naming客戶端成功獲取到了兩個實例链嘀。

服務(wù)消費方 (Service Consumer)

服務(wù)注冊到注冊中心后萌狂，服務(wù)的消費者就可以進(jìn)行服務(wù)發(fā)現(xiàn)的流程了，消費者可以直接向注冊中心發(fā)送獲取某個服務(wù)實例的請求怀泊，這種情況下注冊中心將返回所有可用的服務(wù)實例給消費者茫藏，但是一般不推薦這種情況。另一種方法就是服務(wù)的消費者向注冊中心訂閱某個服務(wù)包个，并提交一個監(jiān)聽器刷允，當(dāng)注冊中心中服務(wù)發(fā)生變更時，監(jiān)聽器會收到通知碧囊，這時消費者更新本地的服務(wù)實例列表树灶，以保證所有的服務(wù)均是可用的。

Nacos消費服務(wù)機(jī)制

是指會發(fā)起對某個服務(wù)調(diào)用的應(yīng)用方糯而。服務(wù)注冊之后天通，服務(wù)的消費者就可以向注冊中心訂閱自己所需要的服務(wù)了，注冊中心會將所有服務(wù)的實例“推送”給消費者熄驼，實際上獲取服務(wù)是客戶端主動輪詢的像寒，跟客戶端獲取配置中心的配置項的原理一樣。

現(xiàn)在我創(chuàng)建一個服務(wù)消費者瓜贾，然后向注冊中心訂閱一個服務(wù)诺祸，當(dāng)接收到注冊中心返回的服務(wù)列表之后，執(zhí)行5次 select 服務(wù)實例的操作祭芦，相當(dāng)于進(jìn)行一個模擬的服務(wù)請求筷笨，具體的代碼如下圖所示：

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其中的 printInstances 方法主要是打印出所有服務(wù)的實例，將 ServiceConsumer 類啟動之后，打印出如下的日志：

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Nacos機(jī)制負(fù)載均衡

負(fù)載均衡有很多中實現(xiàn)方式胃夏，包括輪詢法轴或，隨機(jī)方法法，對請求ip做hash后取模等等仰禀，從負(fù)載的維度考慮又分為：服務(wù)端負(fù)載均衡和客戶端負(fù)載均衡照雁。Nacos 的客戶端在獲取到服務(wù)的完整實例列表后，會在客戶端進(jìn)行負(fù)載均衡算法來獲取一個可用的實例答恶，模式使用的是隨機(jī)獲取的方式饺蚊。

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Nacos 服務(wù)注冊與訂閱的完整流程

• Nacos客戶端進(jìn)行服務(wù)注冊有兩個部分組成，一個是將服務(wù)信息注冊到服務(wù)端亥宿，另一個是像服務(wù)端發(fā)送心跳包卸勺，這兩個操作都是通過NamingProxy 和服務(wù)端進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的。

• Nacos客戶端進(jìn)行服務(wù)訂閱時也有兩部分組成烫扼，一個是不斷從服務(wù)端查詢可用服務(wù)實例的定時任務(wù)曙求，另一個是不斷從已變服務(wù)隊列中取出服務(wù)并通知 EventListener 持有者的定時任務(wù)，更新服務(wù)訂閱列表映企。

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參考資料

https://nacos.io/zh-cn/docs/feature-list.html