献给Nacos小白的一篇好文：注册中心

Posted 2023-03-01 云水之路

服务注册中心

随着微服务的发展，出现了各种各样的服务注册与发现组件，市面使用较多的有eureka、consul、etcd、zookeeper以及本篇的主角nacos等。对于这些组件的优缺点及区别，网络上有很多说法，读者可自行网络识别。Nacos是个不错的选择，它是由阿里牵头，当前社区非常活跃，并且支持网关、限流及监控等配套功能可快速集成，同时它也是个动态配置中心，采用java开发，学习门槛相对低些，受众群体也比较大，所以选择Nacos作为服务的注册和配置中心是个不错的选择。

1. 简介及环境搭建
2. 服务注册及发现
3. 数据存放策略
4. 使用的一些建议

一、简介及环境搭建

1、简介

Nacos（Dynamic Naming and Configuration Service），顾名思义，na代表注册中心，而co则代表配置中心，s代表服务。Nacos是由阿里开源的服务注册发现与配置中心组件，采用java语言开发，支持单机、集群及多集群模式，支持多数据中心，早些时间是阿里内部项目，经历过大数据量的压力考验，其官网也提供了详细的性能测试报告，以及相关的使用文档说明，方便读者参考学习。需要特别注意的是Nacos是内部网络应用组件，强烈不推荐暴露在公网使用，实际使用时，一般将其部署在内网，或者采用VIP实现虚拟隔离，以保证其使用的安全性，并且生产环境中，必须搭建集群环境以保证高可用。

2、环境搭建

Nacos使用非常简单，前提是需要你安装和配置好jdk或jre环境，然后，按照如下步骤搭建即可,这里以Linux系统为例，以单机模式运行（单机模式适合学习和测试使用，不适合生产环境，后续章节会继续介绍集群环境的搭建），方便讲解和学习。

A、下载软包

下载地址：

https://github.com/alibaba/nacos/releases

进行解压：

$tar -xvf nacos-server-1.4.3.tar.gz

或

$unzip nacos-server-1.4.3.zip

改个名字：

$mv nacos-server-1.4.3  nacos

B、如何运行

$cd nacos/bin

单机模式：

$startup.sh -m standalone

注意：

单机模式仅适用于本地测试或开发，正常上线时必须配置为集群模式。

C、控制台页

访问地址（默认端口8848、默认帐号/密码：nacos/nacos）：

http://127.0.0.1:8848/nacos

登录进来的默认页面效果如下：

二、服务注册及发现

所有支持集成nacos的程序均提供了如何快捷注册服务到nacos的配置方式，如：springboot程序中application.yml配置，这里我们也以此种方式讲解nacos作为服务注册中心，其它类型程序可参看官网说明，对应配置即可。当然，nacos亦提供了http方式的开放api接口供使用者调取（目前参考地址如下）:

Open API 指南

详细信息可自行查看其官网说明。

另外，如果我们使用springboot2.x构建服务并要注入到nacos中，那么需要先引入nacos集成依赖包，如：pom.xml配置如下：

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>

注意：这里我们使用了com.alibaba.cloud包装组件，其提供了很多便捷的api供我们使用，这里省略了version版本，则下载的依赖包版本自动随着springboot版本下载兼容版本。

1、服务注册

A、通过API注册一个服务

$curl -X POST 'http://192.168.43.156:8848/nacos/v1/ns/

instance?serviceName=ApiTest&ip=192.168.43.156&port=8080'

ps: 服务名、IP地址及端口号为必填，其它可选参数可参照官网。此时注册到nacos的是一个空服务，因为其没有对应的程序或进程存在，所以一般以此种方式注册服务时，建议先将服务实体运行后再调取接口注册，避免健康检测扫描时检测不到对应服务健康状态，而将其剔除。

B、application.yml注册

spring:
  application:
    name: provider-service
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 127.0.0.1:8848

其中server-addr为nacos的服务注册地址127.0.0.1，默认端口8848。服务被注册到默认的保留命名空间（public）中，nacos提供使用一套nacos环境通过namespace来管理多套隔离的服务环境，方便对服务进行隔离和灵活切换，此时注册服务时，需要填写想要注册到的命名空间ID，命名空间如下创建：

不填写命名空间ID时，默认按照UUID格式生成ID，命名空间名字不能重复。下面是将provider-service服务注册到providers空间的配置，需要配置namespace为providers空间ID，如下：

spring:
  application:
    name: provider-service
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 127.0.0.1:8848
        namespace: c1a176a1-589d-42b5-8eb5-acf734f1c269

为演示跨空间服务隔离效果，这里创建另一个消费者服务client-service，并将其注册到clients命名空间中，该空间的创建方法请参看providers的创建，配置如下：

spring:
  application:
    name: client-service
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 127.0.0.1:8848
        namespace: 184c0159-a2f7-415a-a395-bb48df58ec8a

两个服务注册后效果如下图：

另外，在nacos中也提供了分组概念，默认服务均被注册到DEFAULT_GROUP中，不需要我们指定，不过令人疑惑的是为什么分组不能可视化维护？但是，我们又可以通过配置将服务注册到指定的分组中，并且经过验证得知，同一个namespace不同group的服务间是不能通信的，只有同一个namespace和同一个group才能通信，这分组隔离与命名隔离道理是一样的。

2、服务发现与隔离

nacos中的服务发现主要是通过服务名、分组和命名空间等信息，在nacos存储中寻找想要消费的服务，然后格式转换并返回。这里我们以测试不同命名空间的服务之间调取为例，来演示服务如何发现及跨命名空间服务调取的限制。

上面创建的client-service和provider-service两个服务，他们分属于不同的命名空间，现在我们使用client-service来调取provider-service服务接口，client-service接口如下：

@GetMapping(value = "/test/hello")
public String testHello(@PathVariable String hello)
    // 获取指定服务名的多个实例，如果未找到则代表不属于同一个命名空间
    List<ServiceInstance> providers = discoveryClient.getInstances("provider-service");
    if(CollectionUtils.isEmpty(providers))
        return "未找到该服务，欲调取服务与当前服务不在一个命名空间！";
   
    // 实际环境中，为保障服务可用性，服务一般存在多个实例，这里随机取
    Integer index = ThreadLocalRandom.current().nextInt(providers.size());
    // 构建完整的provider-service服务的接口地址
    String url = providers.get(index).getUri() + "/test/" + hello;
    // 采用RestTemplate远程调取服务接口并返回结果
    return restTemplate.getForObject(url, String.class);

下面是provider-service服务接口，直接返回调取端传递的hello字符串文本，如下：

@GetMapping(value = "/test/hello")
public String hello(@PathVariable String hello)
    return hello;

2.1 如何寻找服务

我们在client-service服务中添加如上代码，其中使用了DiscoveryClient，它是个通用的模版接口，而nacos自定义了NacosDiscoveryClient来重写它的getInstances方法，主要通过传递的服务ID或服务名、组名及命名空间（当前服务配置的空间ID）等信息找到服务端信息（实际上最终会通过HttpClient调取nacos开放http接口/instance/list），并转为ServiceInstance服务实例类型供我们使用，这就是如何在nacos中寻找或发现服务。

另外，实际我们在注册服务到nacos时，为了保障服务的高可用性，往往需要为单个服务注册多个实例，所以出现了上面的List<ServiceInstance>来接收同个服务的多个实例，这也是服务负载调度的前提条件。

2.2 跨空间调取限制

了解了发现服务的过程，通过查看源码可知道，我们在调取getInstances并传递服务名时，实际上该方法内会从NacosDiscoveryProperties中获取当前服务client-service所配置的命名空间， 并结合传递的服务名、组名等信息，通过HttpClient调取开放的/instance/list接口，如果查询不到服务信息ServiceInstance，则代表服务不在一个空间，这就是nacos中的命名空间隔离原理。

此时，调取服务provider-service的接口时，直接返回"未找到该服务，欲调取服务与当前服务不在一个命名空间！" 提示信息。我们可以将服务provider-service同样注册到client-service所在的空间时，然后通过RestTemplate访问相关接口，此时就能正常访问，建议读者尝试验证。

三、数据存放策略

我们知道，在nacos中我们可通过服务名字、分组及命名空间等信息，找到服务具体的调取信息，如：IP、端口号、服务名等。那么，这些信息是从哪里获取的？其实也就是要知道服务注册的信息存放在哪里，以及如何存放的。

这里先介绍单机模式，后面再介绍集群模式。注册到nacos的服务实例信息是存放在Map数据结构的内存中，目前nacos使用了ConcurrentSkipListMap，因为我们知道nacos对服务的存储是共享的，所以会存在多个线程并发访问的安全问题，而ConcurrentSkipListMap比较适合解决此类问题，这主要是依靠它的“跳表”存取算法，只需局部加锁，所以吞吐率比较好，这是nacos选择它的主要原因。

那么，都存放哪些服务实例信息了？nacos主要存放了服务所在机器的IP地址和端口号、空间ID、分组Group、服务名字等信息，这也就是前面我们发现服务所需要的一些基本信息。

四、使用的一些建议

1、建议指定服务所归属的命名空间namespace，如果公司的服务测试和生产环境均采用同一套nacos管理的话，那么，就可以创建测试和生产两套命名空间，以便于灵活切换管理。当然，也可以有别的划分维度，比如：按业务块划分或区域划分等，具体要看实际场景需求来定。

2、对于分组的划分，笔者建议从实际角度考虑，如果namespace能够满足隔离需求，可以不设定分组，毕竟少了维护分组的工作。