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開篇構(gòu)想

在此之前，已經(jīng)寫了十多篇Nacos的文章，感覺Nacos還值得更深入的學(xué)習(xí)一下。于是萌生了寫一個Nacos源碼系列專欄的文章。

寫作的目標呢，有兩個：第一，能夠系統(tǒng)的學(xué)習(xí)Nacos知識;第二，能夠基于Nacos學(xué)到涉及到的知識點或面;

展現(xiàn)形式呢，也有兩個：第一，單篇足夠簡單且又有價值;第二，發(fā)現(xiàn)代碼中的新穎之處;

源碼版本信息

目前在生產(chǎn)實踐中建議大家采用1.4.2版本，但作為技術(shù)研究，本系列文章會基于2.0.2版本來僅僅講解。這是兩個跨度比較大的版本，建議大家配合源碼進行學(xué)習(xí)。

關(guān)于源碼拉取，環(huán)境搭建部分就不再贅述。下面就開始本篇文章，講解Nacos服務(wù)注冊的客戶端部分。

服務(wù)注冊信息

講到服務(wù)注冊，我們先要了解一下Nacos都會將什么信息傳遞給服務(wù)器。直接從Nacos Client項目的NamingTest看起：

Properties properties = new Properties(); 
properties.put(PropertyKeyConst.SERVER_ADDR, "127.0.0.1:8848"); 
properties.put(PropertyKeyConst.USERNAME, "nacos"); 
properties.put(PropertyKeyConst.PASSWORD, "nacos"); 
 
Instance instance = new Instance(); 
instance.setIp("1.1.1.1"); 
instance.setPort(800); 
instance.setWeight(2); 
Map<String, String> map = new HashMap<String, String>(); 
map.put("netType", "external"); 
map.put("version", "2.0"); 
instance.setMetadata(map); 
 
NamingService namingService = NacosFactory.createNamingService(properties); 
namingService.registerInstance("nacos.test.1", instance); 

這是服務(wù)注冊的核心所有代碼。僅從此處的代碼分析，可以看出，Nacos注冊服務(wù)實例時，包含了兩大類信息：Nacos Server連接信息和實例信息。

Nacos Server連接信息

Nacos Server連接信息，存儲在Properties當(dāng)中，包含以下信息：

• Server地址：Nacos服務(wù)器地址，屬性的key為serverAddr;
• 用戶名：連接Nacos服務(wù)的用戶名，屬性key為username，默認值為nacos;
• 密碼：連接Nacos服務(wù)的密碼，屬性key為password，默認值為nacos;

實例信息

注冊實例信息用Instance對象承載，注冊的實例信息又分兩部分：實例基礎(chǔ)信息和元數(shù)據(jù)。

實例基礎(chǔ)信息包括：

• instanceId：實例的唯一ID;
• ip：實例IP，提供給消費者進行通信的地址;
• port：端口，提供給消費者訪問的端口;
• weight：權(quán)重，當(dāng)前實例的權(quán)限，浮點類型(默認1.0D);
• healthy：健康狀況，默認true;
• enabled：實例是否準備好接收請求，默認true;
• ephemeral：實例是否為瞬時的，默認為true;
• clusterName：實例所屬的集群名稱;
• serviceName：實例的服務(wù)信息;

Instance類包含了實例的基礎(chǔ)信息之外，還包含了用于存儲元數(shù)據(jù)的metadata(描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù))，類型為HashMap。

從Demo中放了兩個數(shù)據(jù)：

netType：顧名思義，網(wǎng)絡(luò)類型，這里的值為external，也就是外網(wǎng)的意思;

version：版本，Nacos的版本，這里是2.0這個大版本。

除了Demo中這些“自定義”的信息，在Instance類中還定義了一些默認信息，這些信息通過get方法提供：

public long getInstanceHeartBeatInterval() { 
    return getMetaDataByKeyWithDefault(PreservedMetadataKeys.HEART_BEAT_INTERVAL, 
            Constants.DEFAULT_HEART_BEAT_INTERVAL); 
} 
 
public long getInstanceHeartBeatTimeOut() { 
    return getMetaDataByKeyWithDefault(PreservedMetadataKeys.HEART_BEAT_TIMEOUT, 
            Constants.DEFAULT_HEART_BEAT_TIMEOUT); 
} 
 
public long getIpDeleteTimeout() { 
    return getMetaDataByKeyWithDefault(PreservedMetadataKeys.IP_DELETE_TIMEOUT, 
            Constants.DEFAULT_IP_DELETE_TIMEOUT); 
} 
 
public String getInstanceIdGenerator() { 
    return getMetaDataByKeyWithDefault(PreservedMetadataKeys.INSTANCE_ID_GENERATOR, 
            Constants.DEFAULT_INSTANCE_ID_GENERATOR); 
} 

上面的get方法在需要元數(shù)據(jù)默認值時會被用到：

• preserved.heart.beat.interval：心跳間隙的key，默認為5s，也就是默認5秒進行一次心跳;
• preserved.heart.beat.timeout：心跳超時的key，默認為15s，也就是默認15秒收不到心跳，實例將會標記為不健康;
• preserved.ip.delete.timeout：實例IP被刪除的key，默認為30s，也就是30秒收不到心跳，實例將會被移除;
• preserved.instance.id.generator：實例ID生成器key，默認為simple;

這些都是Nacos默認提供的值，也就是當(dāng)前實例注冊時會告訴Nacos Server說：我的心跳間隙、心跳超時等對應(yīng)的值是多少，你按照這個值來判斷我這個實例是否健康。當(dāng)然，如果你想讓心跳“加速”，出現(xiàn)故障快速被移除，那可以跳短心跳間隙和超時時間。但這也意味著給Nacos服務(wù)帶來一定的壓力。

有了這些信息，我們基本是已經(jīng)知道注冊實例時需要傳遞什么參數(shù)，需要配置什么參數(shù)了。

NamingService接口

NamingService接口是Nacos命名服務(wù)對外提供的一個統(tǒng)一接口，看對應(yīng)的源碼就可以發(fā)現(xiàn)，它提供了大量實例相關(guān)的接口方法，比如：

• 服務(wù)實例注冊;
• 服務(wù)實例注銷;
• 獲取服務(wù)實例列表;
• 獲取服務(wù)單個實例;
• 訂閱服務(wù)事件;
• 取消訂閱服務(wù)事件;
• 獲取所有(或指定)服務(wù)名稱;
• 獲取所有訂閱的服務(wù);
• 獲取Nacos服務(wù)的狀態(tài);
• 主動關(guān)閉服務(wù);

其中部分功能提供了大量的重載方法，應(yīng)用于不同場景和不同類型實例或服務(wù)的篩選。這個就不逐一說明，按照需要或注釋進行使用即可。

NamingService的實例化是通過NamingFactory類和上面提到的Nacos服務(wù)信息：

public static NamingService createNamingService(Properties properties) throws NacosException { 
    try { 
        Class<?> driverImplClass = Class.forName("com.alibaba.nacos.client.naming.NacosNamingService"); 
        Constructor constructor = driverImplClass.getConstructor(Properties.class); 
        return (NamingService) constructor.newInstance(properties); 
    } catch (Throwable e) { 
        throw new NacosException(NacosException.CLIENT_INVALID_PARAM, e); 
    } 
} 

很明顯，這里采用了反射的機制來實例化NamingService，接口的具體實現(xiàn)類為NacosNamingService類。

NacosNamingService的實現(xiàn)

在示例代碼中使用了NamingService#registerInstance方法來進行服務(wù)實例的注冊，該方法接收兩個參數(shù)，服務(wù)名稱和實例對象。

@Override 
public void registerInstance(String serviceName, Instance instance) throws NacosException { 
    registerInstance(serviceName, Constants.DEFAULT_GROUP, instance); 
} 

這個方法的最大作用是設(shè)置了當(dāng)前實例的分組信息。我們知道，在Nacos中，通過Namespace、group、Service、Cluster等一層層的將實例進行環(huán)境的隔離。在這里設(shè)置了默認的分組為“DEFAULT_GROUP”。

緊接著調(diào)用的registerInstance方法如下：

@Override 
public void registerInstance(String serviceName, String groupName, Instance instance) throws NacosException { 
    NamingUtils.checkInstanceIsLegal(instance); 
    clientProxy.registerService(serviceName, groupName, instance); 
} 

這個方法實現(xiàn)了兩個功能：第一，檢查心跳時間設(shè)置的對不對，配置的超時時間總不能比心跳間隔還短吧。第二，通過NamingClientProxy這個代理來執(zhí)行服務(wù)注冊操作。

反觀NacosNamingService構(gòu)造方法，會發(fā)現(xiàn)NamingClientProxy這個代理接口的具體實現(xiàn)是有NamingClientProxyDelegate來完成的。

NamingClientProxyDelegate中實現(xiàn)

NamingClientProxy調(diào)用registerService實際上調(diào)用的就是NamingClientProxyDelegate的對應(yīng)方法：

@Override 
public void registerService(String serviceName, String groupName, Instance instance) throws NacosException { 
    getExecuteClientProxy(instance).registerService(serviceName, groupName, instance); 
} 

真正調(diào)用注冊服務(wù)的并不是代理實現(xiàn)類，而是根據(jù)當(dāng)前實例是否為瞬時對象，來選擇對應(yīng)的客戶端代理來進行請求的：

private NamingClientProxy getExecuteClientProxy(Instance instance) { 
    return instance.isEphemeral() ? grpcClientProxy : httpClientProxy; 
} 

如果當(dāng)前實例為瞬時對象，則采用gRPC協(xié)議(NamingGrpcClientProxy)進行請求，否則采用http協(xié)議(NamingHttpClientProxy)進行請求。默認為瞬時對象，也就是說，2.0版本中默認采用了gRPC協(xié)議進行與Nacos服務(wù)進行交互。

NamingGrpcClientProxy中實現(xiàn)

關(guān)于gRPC協(xié)議這部分我們會單獨進行講解，這里暫時不做拓展。主要看其registerService方法實現(xiàn)：

@Override 
public void registerService(String serviceName, String groupName, Instance instance) throws NacosException { 
    NAMING_LOGGER.info("[REGISTER-SERVICE] {} registering service {} with instance {}", namespaceId, serviceName, 
            instance); 
    namingGrpcConnectionEventListener.cacheInstanceForRedo(serviceName, groupName, instance); 
    InstanceRequest request = new InstanceRequest(namespaceId, serviceName, groupName, 
            NamingRemoteConstants.REGISTER_INSTANCE, instance); 
    requestToServer(request, Response.class); 
} 

在NamingGrpcClientProxy中做了兩件事，一件事是通過事件監(jiān)聽器緩存了當(dāng)前注冊的實例信息用于恢復(fù)。緩存的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為ConcurrentMap

另外一件事就是封裝了參數(shù)，基于gRPC協(xié)議進行服務(wù)的調(diào)用和結(jié)果的處理。

流程圖

下面來看一張流程圖，來匯總一下上面講到的整個業(yè)務(wù)邏輯： 

小結(jié)

關(guān)于Nacos源碼分析的開篇就寫這么多，主要分析了服務(wù)注冊需要哪些維度的信息、客戶端提供的核心服務(wù)處理類(NamingService)以及注冊通信協(xié)議的選擇。其中的一些內(nèi)容還可以細化，比如gRPC協(xié)議的實現(xiàn)等，我們后續(xù)文章繼續(xù)進行呈現(xiàn)。