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前言

在之前的文章中分析了Nacos配置中心，配置中心的核心是配置的創(chuàng)建、讀取、推送。

注冊(cè)中心的核心比配置中心多一個(gè)服務(wù)探活模塊，他倆的相似度非常高，甚至阿里內(nèi)部的注冊(cè)中心就叫ConfigServer。

Nacos注冊(cè)中心打算分成幾個(gè)模塊來(lái)分析，本文重點(diǎn)在于概要設(shè)計(jì)，基于2.0.0版本。

環(huán)境搭建

用Nacos的源碼來(lái)搭建源碼閱讀和調(diào)試環(huán)境，可參考《Nacos配置中心模塊詳解》 Nacos調(diào)試環(huán)境搭建部分。

其中 JVM參數(shù)可以指定只啟動(dòng)Naming模塊，也可以不指定，默認(rèn)全都啟動(dòng)。

example模塊下將NamingExample復(fù)制一份進(jìn)行測(cè)試。

設(shè)計(jì)概要

服務(wù)發(fā)現(xiàn)模型

客戶端視角的服務(wù)發(fā)現(xiàn)模型(注意：服務(wù)端視角的模型定義與客戶端視角有區(qū)別)包含以下幾點(diǎn)內(nèi)容：

• Service：服務(wù)
• Cluster：集群
• Instance：實(shí)例

代碼注釋：We introduce a 'service --> cluster --> instance' model, in which service stores a list of clusters, which contains a list of instances

他們的關(guān)系如下

Service

• name：服務(wù)名
• protectThreshold：保護(hù)閾值，限制了實(shí)例被探活摘除的最大比例
• appName：服務(wù)的應(yīng)用名，暫無(wú)實(shí)際用處
• groupName：分組名
• metadata：元數(shù)據(jù)

Cluster

• serviceName：所屬服務(wù)名
• name：集群名
• healthChecker：服務(wù)探活配置，此處僅對(duì)服務(wù)端主動(dòng)探活生效，有TCP、HTTP、MySQL、None幾種方式，默認(rèn)TCP
• defaultPort：默認(rèn)端口
• defaultCheckPort：默認(rèn)探活端口
• useIPPort4Check：是否使用port進(jìn)行探活
• metadata：元數(shù)據(jù)

Instance

• instanceId：實(shí)例id，唯一標(biāo)志，Nacos提供了simple和snowflake兩種算法來(lái)生成，默認(rèn)是simple，其生成方式為ip#port#clusterName#serviceName
• ip：實(shí)例ip
• port：實(shí)例port
• weight：實(shí)例權(quán)重
• healthy：實(shí)例健康狀態(tài)
• clusterName：所屬集群名
• serviceName：所屬服務(wù)名
• metadata：元數(shù)據(jù)
• enabled：是否接收請(qǐng)求，可用于臨時(shí)禁用或摘流等場(chǎng)景
• ephemeral：是否為臨時(shí)實(shí)例，后文會(huì)介紹該參數(shù)
• getInstanceHeartBeatInterval：獲取實(shí)例心跳上報(bào)間隔時(shí)間，默認(rèn)5秒，可配置
• getInstanceHeartBeatTimeOut：獲取心跳超時(shí)時(shí)間，15秒，配置
• getIpDeleteTimeout：獲取ip被刪除的超時(shí)時(shí)間，默認(rèn)30秒，可配置
• getInstanceIdGenerator：獲取id生成器

除了上述的三層模型外，Nacos注冊(cè)中心和配置中心有著一樣的namespace設(shè)計(jì)，與client綁定，可隔離環(huán)境，租戶。

接口設(shè)計(jì)

• registerInstance：注冊(cè)實(shí)例
• deregisterInstance：注銷(xiāo)實(shí)例
• getAllInstances：獲取一個(gè)服務(wù)的所有實(shí)例(包括不健康)
• selectInstances：根據(jù)條件獲取一個(gè)服務(wù)的實(shí)例
• selectOneHealthyInstance：根據(jù)負(fù)載均衡策略獲取服務(wù)的一個(gè)健康的實(shí)例
• subscribe：訂閱服務(wù)
• unsubscribe：取消訂閱服務(wù)
• getServicesOfServer：根據(jù)條件分頁(yè)獲取所有服務(wù)

交互流程

Nacos 2.0 為ephemeral不同的實(shí)例提供了兩套流程：

• ephemeral=false，永久實(shí)例，與server端的交互采用http請(qǐng)求，server節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)同步采用了raft協(xié)議，健康檢查采用了server端主動(dòng)探活的機(jī)制
• ephemeral=true，臨時(shí)實(shí)例，與server端的交互采用grpc請(qǐng)求，server節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)同步采用了distro協(xié)議，健康檢查采用了TCP連接的KeepAlive模式

臨時(shí)實(shí)例的交互流程

• client初始化，與server建立連接

只與其中一臺(tái)server節(jié)點(diǎn)建立長(zhǎng)連接

• client 注冊(cè)服務(wù)，將serviceName+ip+port+clusterName等數(shù)據(jù)打包發(fā)送grpc請(qǐng)求

同時(shí)客戶端緩存已注冊(cè)過(guò)的服務(wù)，當(dāng)client與server連接斷開(kāi)重連時(shí)，client重新將這些數(shù)據(jù)注冊(cè)到server端

• server端接收到client的注冊(cè)請(qǐng)求，將注冊(cè)信息存入client對(duì)象(用于保存client的所有數(shù)據(jù))中，并觸發(fā)ClientChangedEvent、ClientRegisterServiceEvent、InstanceMetadataEvent
  • ClientChangedEvent觸發(fā)server節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)同步(distro協(xié)議)
  • ClientRegisterServiceEvent觸發(fā)更新publisherIndexes(保存service => clientId的Map
  • InstanceMetadataEvent，處理元數(shù)據(jù)，Nacos在2.0中將元數(shù)據(jù)與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)拆分開(kāi)，分為不同的處理流程
• client訂閱服務(wù)
  • 根據(jù)serviceName、groupName、clusters信息生成key，創(chuàng)建eventListener，同時(shí)向server端發(fā)送訂閱請(qǐng)求，并緩存訂閱信息，用于連接斷開(kāi)重連后再次向server端發(fā)送信息
• server端接收到client的訂閱請(qǐng)求
  • 將訂閱信息打包為subscribers，并存入client對(duì)象中，觸發(fā)ClientSubscribeServiceEvent事件
  • ClientSubscribeServiceEvent事件更新subscriberIndexes(保存service => clientId的Map
  • ServiceSubscribedEvent事件會(huì)延時(shí)500ms向該client推送該服務(wù)的最新數(shù)據(jù)
• 反向的操作如注銷(xiāo)、取消訂閱與正向操作類似，不再贅述

最后

本文從總體上分析了Nacos 2.0的模型設(shè)計(jì)、接口設(shè)計(jì)以及交互流程，讀完后對(duì)Nacos的服務(wù)發(fā)現(xiàn)有一個(gè)整體上的認(rèn)識(shí)。后續(xù)篇幅會(huì)從細(xì)節(jié)入手，如dubbo Nacos擴(kuò)展、一致性協(xié)議、探活、CMDB擴(kuò)展等逐一進(jìn)行分析。