04篇 Nacos Client服务订阅机制之核心流程

Posted 2021-09-05 程序新视界

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说起Nacos的服务订阅机制，对此不了解的朋友，可能感觉非常神秘，这篇文章就大家深入浅出的了解一下Nacos 2.0客户端的订阅实现。由于涉及到的内容比较多，就分几篇来讲，本篇为第一篇。

Nacos订阅概述

Nacos的订阅机制，如果用一句话来描述就是：Nacos客户端通过一个定时任务，每6秒从注册中心获取实例列表，当发现实例发生变化时，发布变更事件，订阅者进行业务处理。该更新实例的更新实例，该更新本地缓存的更新本地缓存。

上图画出了订阅方法的主线流程，涉及的内容较多，处理细节复杂。这里只用把握住核心部分即可。下面就通过代码和流程图来逐步分析上述过程。

从订阅到定时任务开启

我们这里聊的订阅机制，其实本质上就是服务发现的准实时感知。上面已经看到了当执行订阅方法时，会触发定时任务，定时去拉服务器端的数据。所以，本质上，订阅机制就是实现服务发现的一种方式，对照的方式就是直接查询接口了。

NacosNamingService中暴露的许多重载的subscribe，重载的目的就是让大家少写一些参数，这些参数呢，Nacos给默认处理了。最终这些重载方法都会调用到下面这个方法：

// NacosNamingService
public void subscribe(String serviceName, String groupName, List<String> clusters, EventListener listener)
        throws NacosException {
    if (null == listener) {
        return;
    }
    String clusterString = StringUtils.join(clusters, ",");
    changeNotifier.registerListener(groupName, serviceName, clusterString, listener);
    clientProxy.subscribe(serviceName, groupName, clusterString);
}

方法中的事件监听我们暂时不聊，直接看subscribe方法，这里clientProxy类型为NamingClientProxyDelegate。实例化NacosNamingService时该类被实例化，前面章节中已经讲到，不再赘述。

而clientProxy.subscribe方法在NamingClientProxyDelegate中实现：

// NamingClientProxyDelegate
@Override
public ServiceInfo subscribe(String serviceName, String groupName, String clusters) throws NacosException {
    String serviceNameWithGroup = NamingUtils.getGroupedName(serviceName, groupName);
    String serviceKey = ServiceInfo.getKey(serviceNameWithGroup, clusters);
    // 获取缓存中的ServiceInfo
    ServiceInfo result = serviceInfoHolder.getServiceInfoMap().get(serviceKey);
    if (null == result) {
        // 如果为null，则进行订阅逻辑处理，基于gRPC协议
        result = grpcClientProxy.subscribe(serviceName, groupName, clusters);
    }
    // 定时调度UpdateTask
    serviceInfoUpdateService.scheduleUpdateIfAbsent(serviceName, groupName, clusters);
    // ServiceInfo本地缓存处理
    serviceInfoHolder.processServiceInfo(result);
    return result;
}

这段方法是不是眼熟啊？对的，在前面分析《Nacos Client服务发现》时我们已经讲过了。看来殊途同归，查询服务列表和订阅最终都调用了同一个方法。

上篇讲了其他流程，我们这里重点看任务调度：

// ServiceInfoUpdateService
public void scheduleUpdateIfAbsent(String serviceName, String groupName, String clusters) {
    String serviceKey = ServiceInfo.getKey(NamingUtils.getGroupedName(serviceName, groupName), clusters);
    if (futureMap.get(serviceKey) != null) {
        return;
    }
    synchronized (futureMap) {
        if (futureMap.get(serviceKey) != null) {
            return;
        }
        // 构建UpdateTask
        ScheduledFuture<?> future = addTask(new UpdateTask(serviceName, groupName, clusters));
        futureMap.put(serviceKey, future);
    }
}

该方法包含了构建serviceKey、通过serviceKey判重，最后添加UpdateTask。

而其中的addTask的实现就是发起了一个定时任务：

// ServiceInfoUpdateService
private synchronized ScheduledFuture<?> addTask(UpdateTask task) {
    return executor.schedule(task, DEFAULT_DELAY, TimeUnit.MILLISECONDS);
}

定时任务延时1秒执行。

跟踪到这里就告一阶段了。核心功能只有两个：调用订阅方法和发起定时任务。

定时任务都干了啥

UpdateTask封装了订阅机制的核心业务逻辑，先来通过一张流程图看一下都做了啥。

有了上述流程图，基本就很清晰的了解UpdateTask所做的事情了。直接贴出run方法的所有代码：

public void run() {
    long delayTime = DEFAULT_DELAY;

    try {
        // 判断该注册的Service是否被订阅，如果没有订阅则不再执行
        if (!changeNotifier.isSubscribed(groupName, serviceName, clusters) && !futureMap.containsKey(serviceKey)) {
            NAMING_LOGGER
                    .info("update task is stopped, service:" + groupedServiceName + ", clusters:" + clusters);
            return;
        }

        // 获取缓存的service信息
        ServiceInfo serviceObj = serviceInfoHolder.getServiceInfoMap().get(serviceKey);
        if (serviceObj == null) {
            // 根据serviceName从注册中心服务端获取Service信息
            serviceObj = namingClientProxy.queryInstancesOfService(serviceName, groupName, clusters, 0, false);
            serviceInfoHolder.processServiceInfo(serviceObj);
            lastRefTime = serviceObj.getLastRefTime();
            return;
        }

        // 过期服务（服务的最新更新时间小于等于缓存刷新时间），从注册中心重新查询
        if (serviceObj.getLastRefTime() <= lastRefTime) {
            serviceObj = namingClientProxy.queryInstancesOfService(serviceName, groupName, clusters, 0, false);
            // 处理Service消息
            serviceInfoHolder.processServiceInfo(serviceObj);
        }
        // 刷新更新时间
        lastRefTime = serviceObj.getLastRefTime();
        if (CollectionUtils.isEmpty(serviceObj.getHosts())) {
            incFailCount();
            return;
        }
        // 下次更新缓存时间设置，默认为6秒
        // TODO multiple time can be configured.
        delayTime = serviceObj.getCacheMillis() * DEFAULT_UPDATE_CACHE_TIME_MULTIPLE;
        // 重置失败数量为0
        resetFailCount();
    } catch (Throwable e) {
        incFailCount();
        NAMING_LOGGER.warn("[NA] failed to update serviceName: " + groupedServiceName, e);
    } finally {
        // 下次调度刷新时间，下次执行的时间与failCount有关
        // failCount=0，则下次调度时间为6秒，最长为1分钟
        // 即当无异常情况下缓存实例的刷新时间是6秒
        executor.schedule(this, Math.min(delayTime << failCount, DEFAULT_DELAY * 60), TimeUnit.MILLISECONDS);
    }
}

首先在判断服务是否是被订阅过，实现方法是ChangeNotifier#isSubscribed：

public boolean isSubscribed(String groupName, String serviceName, String clusters) {
    String key = ServiceInfo.getKey(NamingUtils.getGroupedName(serviceName, groupName), clusters);
    ConcurrentHashSet<EventListener> eventListeners = listenerMap.get(key);
    return CollectionUtils.isNotEmpty(eventListeners);
}

查看该方法的源码会发现，这里的listenerMap正是最开始的subscribe方法中registerListener注册的EventListener。

run方法后面的业务处理基本上都雷同了，先判断缓存是否有ServiceInfo信息，如果没有则查询注册中心、处理ServiceInfo、更新上次处理时间。

而下面判断ServiceInfo是否失效，正是通过“上次更新时间”与当前ServiceInfo中的“上次更新时间”做比较来判断。如果失效，也会查询注册中心、处理ServiceInfo、更新上次处理时间等一系列操作。

业务逻辑最后会计算下一次定时任务的执行时间，通过delayTime来延迟执行。delayTime默认为 1000L * 6，也就是6秒。而在finally里面真的发起下一次定时任务。当出现异常时，下次执行的时间与失败次数有关，但最长不超过1分钟。

小结

这一篇我们讲了Nacos客户端服务订阅机制的源码，主要有以下步骤：

第一步：订阅方法的调用，并进行EventListener的注册，后面UpdateTask要用来进行判断；

第二步：通过委托代理类来处理订阅逻辑，此处与获取实例列表方法使用了同一个方法；

第三步：通过定时任务执行UpdateTask方法，默认执行间隔为6秒，当发生异常时会延长，但不超过1分钟；

第四步：UpdateTask方法中会比较本地是否存在缓存，缓存是否过期。当不存在或过期时，查询注册中心，获取最新实例，更新最后获取时间，处理ServiceInfo。

第五步：重新计算定时任务时间，循环执行上述流程。

下一篇，我们会在此基础上继续讲解ServiceInfoHolder#processServiceInfo方法中是如何对获取到的实例信息进行处理的。

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