前言

java语言中Nacos注册中心：核心原理与Client核心类

0. 环境

• nacos版本：1.4.1
• Spring Cloud : 2020.0.2
• Spring Boot ：2.4.4
• Spring Cloud alibaba: 2.2.5.RELEASE

测试代码：github.com/hsfxuebao/s…

1. 核心原理

1.1 系统架构

服务 (Service)

服务是指一个或一组软件功能（例如特定信息的检索或一组操作的执行），其目的是不同的客户端可以为不同的目的重用（例如通过跨进程的网络调用）。Nacos 支持主流的服务生态，如 Kubernetes Service、gRPC|Dubbo RPC Service 或者 Spring Cloud RESTful Service。

服务注册中心 (Service Registry)

服务注册中心，它是服务，其实例及元数据的数据库。服务实例在启动时注册到服务注册表，并在关闭时注销。服务和路由器的客户端查询服务注册表以查找服务的可用实例。服务注册中心可能会调用服务实例的健康检查 API 来验证它是否能够处理请求。

服务元数据 (Service Metadata)

服务元数据是指包括服务端点(endpoints)、服务标签、服务版本号、服务实例权重、路由规则、安全策略等描述服务的数据。

服务提供方 (Service Provider)

是指提供可复用和可调用服务的应用方。

服务消费方 (Service Consumer)

是指会发起对某个服务调用的应用方。

配置 (Configuration)

在系统开发过程中通常会将一些需要变更的参数、变量等从代码中分离出来独立管理，以独立的配置文件的形式存在。目的是让静态的系统工件或者交付物（如 WAR，JAR 包等）更好地和实际的物理运行环境进行适配。配置管理一般包含在系统部署的过程中，由系统管理员或者运维人员完成这个步骤。配置变更是调整系统运行时的行为的有效手段之一。

配置管理 (Configuration Management)

在数据中心中，系统中所有配置的编辑、存储、分发、变更管理、历史版本管理、变更审计等所有与配置相关的活动统称为配置管理。

名字服务 (Naming Service)

提供分布式系统中所有对象(Object)、实体(Entity)的“名字”到关联的元数据之间的映射管理服务，例如 ServiceName -> Endpoints Info, Distributed Lock Name -> Lock Owner/Status Info, DNS Domain Name -> IP List, 服务发现和 DNS 就是名字服务的2大场景。

配置服务 (Configuration Service)

在服务或者应用运行过程中，提供动态配置或者元数据以及配置管理的服务提供者。

1.2 数据模型

Nacos 数据模型 Key 由三元组唯一确定, Namespace默认是空串，公共命名空间（public），分组默认是 DEFAULT_GROUP。

DEFAULT_GROUP@@nacos-provider-depart@@DEFAULT
即 DEFAULT_GROUP@@nacos-provider-depart@@DEFAULT
即 groupId@@微服务名称@@clusterName

注意，图中的Service不是一个简单的服用提供者，而是很多提供者实例的集合。而这个集合中的提供 者又可以分属于很多的Cluster。详细看下图：

1.3 临时实例和持久实例

配置

在服务注册时有一个属性ephemeral用于描述当前实例在注册时是否以临时实例出现。为true则为临时 实例，默认值；为false则为持久实例。

区别

临时实例与持久实例的实例的存储位置与健康检测机制是不同的。

• 临时实例：默认情况。服务实例仅会注册在Nacos内存，不会持久化到Nacos磁盘。其健康检测 机制为Client模式，即Client主动向Server上报其健康状态（类似于推模式）。默认心跳间隔为5 秒。在15秒内Server未收到Client心跳，则会将其标记为“不健康”状态；在30秒内若收到了Client 心跳，则重新恢复“健康”状态，否则该实例将从Server端内存清除。即对于不健康的实例， Server会自动清除。
• 持久实例：服务实例不仅会注册到Nacos内存，同时也会被持久化到Nacos磁盘。其健康检测机 制为Server模式，即Server会主动去检测Client的健康状态（类似于拉模式），默认每20秒检测一 次。健康检测失败后服务实例会被标记为“不健康”状态，但不会被清除，因为其是持久化在磁盘 的。其对不健康持久实例的清除，需要专门进行。

应用场景

临时实例适合于存在突发流量暴增可能的互联网项目。因为临时实例可以实现弹性扩容。

2. Client端常用实例API

2.1 Instance类

实例，代表一个Nacos Client主机实例。

// com.alibaba.nacos.api.naming.pojo.Instance
// 实例，表示一个Nacos Client主机实例
@JsonInclude(Include.NON_NULL)
public class Instance implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = -742906310567291979L;

    /**
     * unique id of this instance.
     */
    // 实例唯一id
    private String instanceId;

    /**
     * instance ip.
     */
    private String ip;

    /**
     * instance port.
     */
    private int port;

    /**
     * instance weight.
     */
    private double weight = 1.0D;

    /**
     * instance health status.
     */
    // 用于标记临时实例的健康状态
    private boolean healthy = true;

    /**
     * If instance is enabled to accept request.
     */
    // 决定是否实例可以接受请求
    private boolean enabled = true;

    /**
     * If instance is ephemeral.
     *
     * @since 1.0.0
     */
    // 是否为临时实例
    private boolean ephemeral = true;

    /**
     * cluster information of instance.
     */
    private String clusterName;

    /**
     * Service information of instance.
     */
    private String serviceName;

    /**
     * user extended attributes.
     */
    private Map<String, String> metadata = new HashMap<String, String>();
}

2.2 ServiceInfo类

微服务信息实例。其包含着一个Instance列表。

// com.alibaba.nacos.api.naming.pojo.ServiceInfo
// 客户端使用这个实例：微服务信息实例，包含一个Instance列表
@JsonInclude(Include.NON_NULL)
public class ServiceInfo {

    @JsonIgnore
    private String jsonFromServer = EMPTY;

    public static final String SPLITER = "@@";

    private String name;

    private String groupName;

    private String clusters;

    private long cacheMillis = 1000L;

    // 当前服务所有提供者列表
    private List<Instance> hosts = new ArrayList<Instance>();

    private long lastRefTime = 0L;

    private String checksum = "";

    private volatile boolean allIPs = false;
}

2.3 NamingService接口

该接口只有一个实现类，NacosNamingService。通过这个类的实例，可以完成Client与Server间的通 信，例如注册/取消注册，订阅/取消订阅，获取Server状态，获取Server中指定的Instance。

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