前言

在之前的文章中分析了Nacos配置中心骡湖，配置中心的核心是配置的創(chuàng)建榛臼、讀取、推送恩静。

注冊中心的核心比配置中心多一個服務(wù)探活模塊焕毫，他倆的相似度非常高，甚至阿里內(nèi)部的注冊中心就叫ConfigServer驶乾。

Nacos注冊中心打算分成幾個模塊來分析邑飒，本文重點(diǎn)在于概要設(shè)計(jì)，基于2.0.0版本级乐。

環(huán)境搭建

用Nacos的源碼來搭建源碼閱讀和調(diào)試環(huán)境疙咸，可參考《Nacos配置中心模塊詳解》 Nacos調(diào)試環(huán)境搭建部分。

其中 JVM參數(shù)可以指定只啟動Naming模塊风科，也可以不指定撒轮，默認(rèn)全都啟動。

example模塊下將NamingExample復(fù)制一份進(jìn)行測試贼穆。

設(shè)計(jì)概要

服務(wù)發(fā)現(xiàn)模型

客戶端視角的服務(wù)發(fā)現(xiàn)模型（注意：服務(wù)端視角的模型定義與客戶端視角有區(qū)別）包含以下幾點(diǎn)內(nèi)容：

• Service：服務(wù)
• Cluster：集群
• Instance：實(shí)例

代碼注釋：We introduce a 'service --> cluster --> instance' model, in which service stores a list of clusters, which contains a list of instances

他們的關(guān)系如下

Service

• name：服務(wù)名
• protectThreshold：保護(hù)閾值题山，限制了實(shí)例被探活摘除的最大比例
• appName：服務(wù)的應(yīng)用名，暫無實(shí)際用處
• groupName：分組名
• metadata：元數(shù)據(jù)

Cluster

• serviceName：所屬服務(wù)名
• name：集群名
• healthChecker：服務(wù)探活配置故痊，此處僅對服務(wù)端主動探活生效顶瞳，有TCP、HTTP崖蜜、MySQL浊仆、None幾種方式，默認(rèn)TCP
• defaultPort：默認(rèn)端口
• defaultCheckPort：默認(rèn)探活端口
• useIPPort4Check：是否使用port進(jìn)行探活
• metadata：元數(shù)據(jù)

Instance

• instanceId：實(shí)例id豫领，唯一標(biāo)志，Nacos提供了simple和snowflake兩種算法來生成舔琅，默認(rèn)是simple等恐，其生成方式為ip#port#clusterName#serviceName
• ip：實(shí)例ip
• port：實(shí)例port
• weight：實(shí)例權(quán)重
• healthy：實(shí)例健康狀態(tài)
• clusterName：所屬集群名
• serviceName：所屬服務(wù)名
• metadata：元數(shù)據(jù)
• enabled：是否接收請求，可用于臨時禁用或摘流等場景
• ephemeral：是否為臨時實(shí)例备蚓，后文會介紹該參數(shù)

• getInstanceHeartBeatInterval：獲取實(shí)例心跳上報(bào)間隔時間课蔬，默認(rèn)5秒，可配置
• getInstanceHeartBeatTimeOut：獲取心跳超時時間郊尝，15秒二跋，配置
• getIpDeleteTimeout：獲取ip被刪除的超時時間，默認(rèn)30秒流昏，可配置
• getInstanceIdGenerator：獲取id生成器

除了上述的三層模型外扎即，Nacos注冊中心和配置中心有著一樣的namespace設(shè)計(jì)吞获，與client綁定，可隔離環(huán)境谚鄙，租戶各拷。

接口設(shè)計(jì)

• registerInstance：注冊實(shí)例
• deregisterInstance：注銷實(shí)例
• getAllInstances：獲取一個服務(wù)的所有實(shí)例（包括不健康）
• selectInstances：根據(jù)條件獲取一個服務(wù)的實(shí)例
• selectOneHealthyInstance：根據(jù)負(fù)載均衡策略獲取服務(wù)的一個健康的實(shí)例
• subscribe：訂閱服務(wù)
• unsubscribe：取消訂閱服務(wù)
• getServicesOfServer：根據(jù)條件分頁獲取所有服務(wù)

交互流程

Nacos 2.0 為ephemeral不同的實(shí)例提供了兩套流程：

• ephemeral=false，永久實(shí)例闷营，與server端的交互采用http請求烤黍，server節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)同步采用了raft協(xié)議，健康檢查采用了server端主動探活的機(jī)制
• ephemeral=true傻盟，臨時實(shí)例速蕊，與server端的交互采用grpc請求，server節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)同步采用了distro協(xié)議娘赴，健康檢查采用了TCP連接的KeepAlive模式

臨時實(shí)例的交互流程

• client初始化互例，與server建立連接

  • 只與其中一臺server節(jié)點(diǎn)建立長連接

• client 注冊服務(wù)，將serviceName+ip+port+clusterName等數(shù)據(jù)打包發(fā)送grpc請求

  • 同時客戶端緩存已注冊過的服務(wù)筝闹，當(dāng)client與server連接斷開重連時媳叨，client重新將這些數(shù)據(jù)注冊到server端

• server端接收到client的注冊請求，將注冊信息存入client對象（用于保存client的所有數(shù)據(jù)）中关顷，并觸發(fā)ClientChangedEvent糊秆、ClientRegisterServiceEvent、InstanceMetadataEvent

  • ClientChangedEvent觸發(fā)server節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)同步（distro協(xié)議）
  • ClientRegisterServiceEvent觸發(fā)更新publisherIndexes（保存service => clientId的Map<Service, Set<String>>议双，即哪些客戶端注冊了這個服務(wù)的索引）痘番，同時也觸發(fā)一個ServiceChangedEvent，該事件負(fù)責(zé)向監(jiān)聽該服務(wù)的客戶端進(jìn)行推送
  • InstanceMetadataEvent平痰，處理元數(shù)據(jù)汞舱，Nacos在2.0中將元數(shù)據(jù)與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)拆分開，分為不同的處理流程

• client訂閱服務(wù)

  • 根據(jù)serviceName宗雇、groupName昂芜、clusters信息生成key，創(chuàng)建eventListener赔蒲，同時向server端發(fā)送訂閱請求泌神，并緩存訂閱信息，用于連接斷開重連后再次向server端發(fā)送信息

• server端接收到client的訂閱請求

  • 將訂閱信息打包為subscribers舞虱，并存入client對象中欢际，觸發(fā)ClientSubscribeServiceEvent事件
  • ClientSubscribeServiceEvent事件更新subscriberIndexes（保存service => clientId的Map<Service, Set<String>>，即哪些客戶端訂閱了這個服務(wù)的索引）矾兜，同時觸發(fā)ServiceSubscribedEvent事件
  • ServiceSubscribedEvent事件會延時500ms向該client推送該服務(wù)的最新數(shù)據(jù)

• 反向的操作如注銷损趋、取消訂閱與正向操作類似，不再贅述

最后

本文從總體上分析了Nacos 2.0的模型設(shè)計(jì)椅寺、接口設(shè)計(jì)以及交互流程浑槽，讀完后對Nacos的服務(wù)發(fā)現(xiàn)有一個整體上的認(rèn)識蒋失。
后續(xù)篇幅會從細(xì)節(jié)入手，如dubbo Nacos擴(kuò)展括荡、一致性協(xié)議高镐、探活、CMDB擴(kuò)展等逐一進(jìn)行分析畸冲。