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Nacos服務(wù)注冊客戶端服務(wù)端原理分析

 更新時間:2023年02月09日 14:23:13   作者:碼出code  
這篇文章主要為大家介紹了Nacos服務(wù)注冊客戶端服務(wù)端原理分析,有需要的朋友可以借鑒參考下,希望能夠有所幫助,祝大家多多進(jìn)步,早日升職加薪

正文

在分布式服務(wù)中,原來的單體服務(wù)會被拆分成一個個微服務(wù),服務(wù)注冊實例到注冊中心,服務(wù)消費者通過注冊中心獲取實例列表,直接請求調(diào)用服務(wù)。

服務(wù)是如何注冊到注冊中心,服務(wù)如果掛了,服務(wù)是如何檢測?帶著這些問題,我們從源碼上對服務(wù)注冊進(jìn)行簡單的源碼分析。

版本 2.1.1

  • Nacos Server:2.1.1
  • spring-cloud-starter-alibaba:2.1.1.RELEASE
  • spring-boot:2.1.1.RELEASE

方便統(tǒng)一版本,客戶端和服務(wù)端版本號都為2.1.1。

客戶端

啟動nacos服務(wù)注冊和發(fā)現(xiàn)需要添加maven依賴:

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
    <version>${latest.version}</version>
</dependency>

根據(jù)maven依賴找到對應(yīng)的spring.factories文件:

spring.factories文件里找到啟動配置類信息,SpringBoot服務(wù)啟動時會將這些配置類信息注入到bean容器中。

org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\
  com.alibaba.cloud.nacos.NacosDiscoveryAutoConfiguration,\
  com.alibaba.cloud.nacos.ribbon.RibbonNacosAutoConfiguration,\
  com.alibaba.cloud.nacos.endpoint.NacosDiscoveryEndpointAutoConfiguration,\
  com.alibaba.cloud.nacos.discovery.NacosDiscoveryClientAutoConfiguration,\
  com.alibaba.cloud.nacos.discovery.configclient.NacosConfigServerAutoConfiguration
org.springframework.cloud.bootstrap.BootstrapConfiguration=\
  com.alibaba.cloud.nacos.discovery.configclient.NacosDiscoveryClientConfigServiceBootstrapConfiguration

服務(wù)注冊的核心配置類為:NacosDiscoveryAutoConfiguration,該類配置三個bean對象:

  • NacosServiceRegistry
  • NacosRegistration
  • NacosAutoServiceRegistration

NacosAutoServiceRegistration

NacosAutoServiceRegistration繼承了抽象類AbstractAutoServiceRegistration。AbstractAutoServiceRegistration抽象類又實現(xiàn)了ApplicationListener接口。

實現(xiàn)ApplicationListener接口的方法,會在Spring容器初始化完成之后調(diào)用onApplicationEvent方法:

public void onApplicationEvent(WebServerInitializedEvent event) {
  bind(event);
}

調(diào)用bind方法:

public void bind(WebServerInitializedEvent event) {
		ApplicationContext context = event.getApplicationContext();
		if (context instanceof ConfigurableWebServerApplicationContext) {
			if ("management".equals(((ConfigurableWebServerApplicationContext) context)
					.getServerNamespace())) {
				return;
			}
		}
		this.port.compareAndSet(0, event.getWebServer().getPort());
    // 調(diào)用 start 方法
		this.start();
	}

調(diào)用了start方法:

public void start() {
  if (!isEnabled()) {
    if (logger.isDebugEnabled()) {
      logger.debug("Discovery Lifecycle disabled. Not starting");
    }
    return;
  }
  if (!this.running.get()) {
    this.context.publishEvent(
        new InstancePreRegisteredEvent(this, getRegistration()));
    register();
    if (shouldRegisterManagement()) {
      registerManagement();
    }
    this.context.publishEvent(
        new InstanceRegisteredEvent&lt;&gt;(this, getConfiguration()));
    this.running.compareAndSet(false, true);
  }
}

調(diào)用了register方法,最終調(diào)用的是NacosServiceRegistry類的register方法。

NacosServiceRegistry

根據(jù)上文可知,服務(wù)器啟動后調(diào)用NacosServiceRegistry類的register方法,該方法實現(xiàn)將實例注冊到服務(wù)端

public void register(Registration registration) {
  if (StringUtils.isEmpty(registration.getServiceId())) {
    log.warn("No service to register for nacos client...");
    return;
  }
  String serviceId = registration.getServiceId();
  String group = nacosDiscoveryProperties.getGroup();
  // 創(chuàng)建實例
  Instance instance = getNacosInstanceFromRegistration(registration);
  try {
    // 注冊實例 
    namingService.registerInstance(serviceId, group, instance);
    log.info("nacos registry, {} {} {}:{} register finished", group, serviceId,
        instance.getIp(), instance.getPort());
  }
  catch (Exception e) {
    log.error("nacos registry, {} register failed...{},", serviceId,
        registration.toString(), e);
  }
}

創(chuàng)建實例,然后通過namingService.registerInstance方法注冊實例,然后查看registerInstance方法:

@Override
public void registerInstance(String serviceName, String groupName, Instance instance) throws NacosException {
    if (instance.isEphemeral()) {
        // 封裝心跳包
        BeatInfo beatInfo = new BeatInfo();
        beatInfo.setServiceName(NamingUtils.getGroupedName(serviceName, groupName));
        beatInfo.setIp(instance.getIp());
        beatInfo.setPort(instance.getPort());
        beatInfo.setCluster(instance.getClusterName());
        beatInfo.setWeight(instance.getWeight());
        beatInfo.setMetadata(instance.getMetadata());
        beatInfo.setScheduled(false);
        long instanceInterval = instance.getInstanceHeartBeatInterval();
        beatInfo.setPeriod(instanceInterval == 0 ? DEFAULT_HEART_BEAT_INTERVAL : instanceInterval);
        // 發(fā)送心跳包
        beatReactor.addBeatInfo(NamingUtils.getGroupedName(serviceName, groupName), beatInfo);
    }
    // 發(fā)送實例 
    serverProxy.registerService(NamingUtils.getGroupedName(serviceName, groupName), groupName, instance);
}

registerInstance主要做兩件事:

  • 發(fā)送心跳包

beatReactor.addBeatInfo使用定時服務(wù),每隔5s向服務(wù)端發(fā)送一次心跳請求,通過http請求發(fā)送心跳信息,路徑為/v1/ns/instance/beat。

心跳請求定時任務(wù)使用線程池ScheduledThreadPoolExecutor.schedule(),而該方法只會調(diào)用一次,定時任務(wù)的實現(xiàn)是在每次請求任務(wù)只會再調(diào)用一次ScheduledThreadPoolExecutor.schedule(), 簡單說就是nacos在發(fā)送心跳的時候,會調(diào)用schedule方法,在schedule要執(zhí)行的任務(wù)中,如果正常發(fā)送完心跳,會再次調(diào)用schedule方法。

那為什么不直接調(diào)用周期執(zhí)行的線程池ScheduledThreadPoolExecutor.scheduleAtFixedRate()?可能是由于發(fā)送心跳服務(wù)發(fā)生異常后,定時任務(wù)還會繼續(xù)執(zhí)行,但是周期執(zhí)行的線程池遇到報錯后也不會重復(fù)調(diào)用執(zhí)行的任務(wù)。

線程任務(wù)BeatTaskrun方法,,每次執(zhí)行會先判斷isStopped,如果是false,說明心跳停止,就不會觸發(fā)下次執(zhí)行任務(wù)。如果使用定時任務(wù)scheduleAtFixedRate,即使心跳停止還會繼續(xù)執(zhí)行任務(wù),造成資源不必要浪費。

  • 注冊實例

registerService主要封裝實例信息,比如ip、port、servicename,將這些信息通過http請求發(fā)送給服務(wù)端。路徑為/v1/ns/instance

根據(jù)上面流程,查看以下的流程圖:

服務(wù)端

服務(wù)端就是注冊中心,服務(wù)注冊到注冊中心,在https://github.com/alibaba/nacos/releases/tag/2.1.1下載源碼部署到本地,方便調(diào)式和查看,部署方式詳見我的另外一篇文章Nacos 源碼環(huán)境搭建。

服務(wù)端主要接收兩個信息:心跳包實例信息。

心跳包

客戶端向服務(wù)請求的路徑為/v1/ns/instance/beat,對應(yīng)的服務(wù)端為InstanceController類的beat方法:

@PutMapping("/beat")
@Secured(action = ActionTypes.WRITE)
public ObjectNode beat(HttpServletRequest request) throws Exception {
    ObjectNode result = JacksonUtils.createEmptyJsonNode();
    result.put(SwitchEntry.CLIENT_BEAT_INTERVAL, switchDomain.getClientBeatInterval());
    String beat = WebUtils.optional(request, "beat", StringUtils.EMPTY);
    RsInfo clientBeat = null;
    // 判斷是否有心跳,存在心跳就轉(zhuǎn)成RsInfo
    if (StringUtils.isNotBlank(beat)) {
        clientBeat = JacksonUtils.toObj(beat, RsInfo.class);
    }
    String clusterName = WebUtils
            .optional(request, CommonParams.CLUSTER_NAME, UtilsAndCommons.DEFAULT_CLUSTER_NAME);
    String ip = WebUtils.optional(request, "ip", StringUtils.EMPTY);
    int port = Integer.parseInt(WebUtils.optional(request, "port", "0"));
    if (clientBeat != null) {
        if (StringUtils.isNotBlank(clientBeat.getCluster())) {
            clusterName = clientBeat.getCluster();
        } else {
            // fix #2533
            clientBeat.setCluster(clusterName);
        }
        ip = clientBeat.getIp();
        port = clientBeat.getPort();
    }
    String namespaceId = WebUtils.optional(request, CommonParams.NAMESPACE_ID, Constants.DEFAULT_NAMESPACE_ID);
    String serviceName = WebUtils.required(request, CommonParams.SERVICE_NAME);
    NamingUtils.checkServiceNameFormat(serviceName);
    Loggers.SRV_LOG.debug("[CLIENT-BEAT] full arguments: beat: {}, serviceName: {}, namespaceId: {}", clientBeat,
            serviceName, namespaceId);
    // 獲取實例信息
    BeatInfoInstanceBuilder builder = BeatInfoInstanceBuilder.newBuilder();
    builder.setRequest(request);
    int resultCode = getInstanceOperator()
            .handleBeat(namespaceId, serviceName, ip, port, clusterName, clientBeat, builder);
    result.put(CommonParams.CODE, resultCode);
    // 下次發(fā)送心跳包間隔
    result.put(SwitchEntry.CLIENT_BEAT_INTERVAL,
            getInstanceOperator().getHeartBeatInterval(namespaceId, serviceName, ip, port, clusterName));
    result.put(SwitchEntry.LIGHT_BEAT_ENABLED, switchDomain.isLightBeatEnabled());
    return result;
}

handleBeat方法中執(zhí)行線程任務(wù)ClientBeatProcessorV2run方法,延長lastHeartBeatTime時間。注冊中心會定時查詢實例,當(dāng)前時間 - lastHeartBeatTime > 設(shè)置時間(默認(rèn)15秒),就標(biāo)記實例為不健康實例。如果心跳實例不健康,發(fā)送通知給訂閱方,變更實例。

服務(wù)端在15秒沒有收到心跳包會將實例設(shè)置為不健康,在30秒沒有收到心跳包會將臨時實例移除掉。

實例注冊

客戶端請求的地址是/nacos/v1/ns/instance, 對應(yīng)的是服務(wù)端是在InstanceController類。找到類上對應(yīng)的post請求方法上。

注冊流程:

InstanceController#register ——>InstanceOperatorClientImpl#registerInstance ——>ClientOperationServiceProxy#registerInstance ——>EphemeralClientOperationServiceImpl#registerInstance

創(chuàng)建 Service

服務(wù)注冊后,將服務(wù)存儲在一個雙層map集合中:

private final Map<String, Map<String, Service>> serviceMap = new ConcurrentHashMap<>();

通過是否存在ephemeral,true,走AP模式,否則走CP模式。

Nacos 默認(rèn)就是采用的AP模式使用Distro協(xié)議實現(xiàn)。實現(xiàn)的接口是EphemeralConsistencyService對節(jié)點信息的持久化主要是調(diào)用put方法,

會先寫入到DataStore中:

public void onPut(String key, Record value) {
    if (KeyBuilder.matchEphemeralInstanceListKey(key)) {
        Datum<Instances> datum = new Datum<>();
        datum.value = (Instances) value;
        datum.key = key;
        datum.timestamp.incrementAndGet();
         // 數(shù)據(jù)持久化到緩存中
        dataStore.put(key, datum);
    }
    if (!listeners.containsKey(key)) {
        return;
    }
    notifier.addTask(key, DataOperation.CHANGE);
}

總結(jié)

從依賴上找到需要啟動的是要加載的服務(wù)注冊類NacosDiscoveryAutoConfiguration,主要配置三個對象

  • NacosServiceRegistry
  • NacosRegistration
  • NacosAutoServiceRegistration

NacosServiceRegistry類的register方法,封裝實例和心跳信息

  • 通過http請求,定時發(fā)送發(fā)送心跳包,默認(rèn)時間間隔是5秒。
  • 通過http請求,發(fā)送實例信息。

服務(wù)端

  • 接收到心跳請求,更新心跳包最新時間。服務(wù)端在15秒沒有收到心跳包會將實例設(shè)為不健康,在30秒沒有收到心跳包會將臨時實例移除掉。
  • 接收到服務(wù)注冊接口,通過ephemeral判斷是否走AP還是走CP,AP模式使用Distro協(xié)議。通過調(diào)用EphemeralConsistencyService接口實現(xiàn),持久化實例信息。

參考

Nacos源碼之注冊中心的實現(xiàn)

Nacos 服務(wù)注冊源碼分析

以上就是Nacos服務(wù)注冊客戶端服務(wù)端原理分析的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于Nacos服務(wù)注冊原理的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!

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