[[419635]]

前面我說(shuō)過(guò)技術(shù) leader 的幾個(gè)特質(zhì)， 今天還想跟大家分享下，作為技術(shù) leader ，還要懂得研究和引入技術(shù)，引入的 前提一定是要 Hold 住。怎么才叫 hold 住呢？就是能精通使用它，能夠深入了解它的架構(gòu)、原理，能夠剖析它的核心源代碼。

以研究 Nacos 為例，這次我分享下研究技術(shù)的方法，授之以漁，希望大家有所收獲，當(dāng)然也歡迎留言共同討論更好的技巧。

01  官方文檔，搭建demo使用

很多人喜歡買書看，看別人的博客，其實(shí)都是吃剩飯，別人也是看了官方文檔寫的。一名合格的技術(shù)人員， 盡量從源頭看，看官方的文檔，原汁原味的，耐心點(diǎn)一點(diǎn)點(diǎn)看。

Nacos 的官方文檔，怎么看這個(gè)過(guò)程我就不講了，基本上就是按目錄過(guò)一遍，然后根據(jù)官方例子搭建起來(lái)，知道它的基本功能使用。

重點(diǎn)看看里面的架構(gòu)設(shè)計(jì)、模型概念。

02  了解功能設(shè)計(jì)主線，確定研究主線，高維度抽象功能模型

看完官方文檔，基本會(huì)用后，要確定深入研究的主線。 Nacos 不僅僅包含了服務(wù)管理功能，還包含了配置管理，元數(shù)據(jù)管理?？吹竭@里其實(shí)也能明白為什么 Nacos 未來(lái)會(huì)成為注冊(cè)中心的趨勢(shì)，因?yàn)樗瑫r(shí)包含了微服務(wù)的兩個(gè)套件：注冊(cè)中心、配置中心，用了它能少部署一個(gè)配置中心。下圖來(lái)自官方文檔：

圖片來(lái)源： nac os 官方文檔

這篇文章我們研究的主線是注冊(cè)中心，所以只研究它如何實(shí)現(xiàn)注冊(cè)中心的。 這個(gè)時(shí)候，我們要高維度看，注冊(cè)中心需要哪些功能？這些功能，是任何注冊(cè)中心都需要實(shí)現(xiàn)的功能，要把這些掌握清楚。顯然，注冊(cè)中心通用的功能模型包含：

1. 服務(wù)注冊(cè)

2. 服務(wù)心跳保活

3. 服務(wù)下線（正常下線、異常下線）

4. 服務(wù)發(fā)現(xiàn)

基本上實(shí)現(xiàn)上面四點(diǎn)，一個(gè)單體的注冊(cè)中心就實(shí)現(xiàn)了。然后如果考慮分布式，還要設(shè)計(jì)它如何實(shí)現(xiàn) CP/AP 模式。

03  下載源代碼，提取精華

很多人看源碼，學(xué)源碼，往往都是看了一個(gè)寂寞，為了寂寞而寂寞。 到底要看什么？

1. 源碼看什么？

看源碼，要看作者怎么架構(gòu)、怎么設(shè)計(jì)、怎么實(shí)現(xiàn)，并思考為什么要這么實(shí)現(xiàn)，通過(guò)源碼看到了它里面的精髓，才算真看了源碼。不然就是看了個(gè)西瓜，吃了就沒(méi)了，就是個(gè)吃瓜群眾。相反，看源代碼 ，提煉模型、原理、機(jī)制、設(shè)計(jì)模式、并發(fā)經(jīng)驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)經(jīng)驗(yàn)、 OS 存儲(chǔ)機(jī)制等 ，那你才算真看了源碼，吸收了它的營(yíng)養(yǎng)。

2.源代碼怎么看呢？

拋開(kāi)技術(shù)積累和經(jīng)驗(yàn)因素外，方法也是很重要的一個(gè)部分。很多看源代碼都沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)，看到源代碼復(fù)雜，代碼又多，一看就懵逼，也不知道從哪里看起。

我先分享 3 個(gè)經(jīng)驗(yàn)：

（ 1 ）找源頭，就是啟動(dòng)的地方， 這個(gè)一般從腳本里看可以到，大部分中間件都是封裝了啟動(dòng)腳本的，你就從這個(gè)啟動(dòng)腳本里找啟動(dòng)類，讓源碼能跑起來(lái)，后續(xù)可以 debug 驗(yàn)證。

（ 2 ）只看主線代碼。 就是我們上面提煉的功能模型。那些日志、統(tǒng)計(jì)分析、異常分支、非主線分支第一次都不要看。

（ 3 ）先靜態(tài)看源碼， 不要?jiǎng)討B(tài) debug ，因?yàn)?nbsp;debug ，很容易陷入細(xì)節(jié)，陷入各種分支，幾繞幾繞就懵逼了，然后就放棄了。靜態(tài)看源代碼，就是不斷鍛煉自己，讓自己只看主線代碼，那種明顯是分支的直接跳過(guò)不看，這樣快速的過(guò)主線。   實(shí)在有疑惑了，然后 debug 驗(yàn)證下。

我們來(lái)看看 Nacos 的源碼，版本是 1.4.2 ，分析下我是怎么看的。

（ 1 ）服務(wù)注冊(cè)如何實(shí)現(xiàn)的？如何確保高并發(fā)？

客戶端啟動(dòng)的時(shí)候，會(huì)通過(guò) http 請(qǐng)求發(fā)送注冊(cè)請(qǐng)求，請(qǐng)求鏈接采用 restful 模式。 服務(wù)端接受到注冊(cè)請(qǐng)求后，會(huì)把請(qǐng)求參數(shù)封裝放到一個(gè)阻塞隊(duì)列里，然后基于一個(gè)線程不斷的獲取這個(gè)阻塞隊(duì)列的信息，放入到注冊(cè)表中。

可以看到高并發(fā)設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：異步。 這里還可以對(duì)比延伸， zookeeper 如何實(shí)現(xiàn)的？ Eureka 如何實(shí)現(xiàn)的？這些實(shí)現(xiàn)之間有什么優(yōu)劣？它們能否做到高并發(fā)？是否也是異步？   這些就留給讀者探索了。

（2）服務(wù)注冊(cè)表是如何設(shè)計(jì)的？為什么這么設(shè)計(jì)？以及怎么防止多節(jié)點(diǎn)的讀寫并發(fā)沖突？

Nacos 支持 CP 和 AP 模式，如果不懂 CP 和 AP 的自己百度了，這種簡(jiǎn)單的概念我就不科普了。

①AP 模式下，是基于內(nèi)存存儲(chǔ)的，底層其實(shí)是一個(gè)雙重的 map 結(jié)構(gòu)。 CP 模式下，數(shù)據(jù)是存儲(chǔ)到文件的。這里我們主要還是研究 AP 模式。因?yàn)榇蠖鄶?shù)場(chǎng)景下，我們注冊(cè)中心更適合 AP 模式。

看到這個(gè) map 結(jié)構(gòu)，有沒(méi)有思考過(guò)為什么這么設(shè)計(jì)？ namespace 的目的是？ group 的目的是什么？ 如果有一定 Devops 經(jīng)驗(yàn)的同學(xué)知道，我們一個(gè)項(xiàng)目環(huán)境往往可能有多套，比如開(kāi)發(fā)環(huán)境、測(cè)試環(huán)境、預(yù)發(fā)布環(huán)境、線上環(huán)境等。如果每一套環(huán)境都部署一個(gè)注冊(cè)中心，是不是很麻煩。所以這里 namespace 的目的，就是可以用同一套注冊(cè)中心，基于 namespace 來(lái)隔離這些不同的環(huán)境。

那么 group 的目的是什么呢？如果我們用過(guò) dubbo 就知道這個(gè)概念了，對(duì)服務(wù)進(jìn)行分組。有時(shí)候我們一個(gè)服務(wù)剛開(kāi)始是一個(gè)大服務(wù)，但隨著業(yè)務(wù)擴(kuò)展，有時(shí)候需要拆成幾個(gè)小服務(wù)，這樣就可以設(shè)置為一個(gè) group。

這些都是基于 可擴(kuò)展性 來(lái)考慮設(shè)計(jì)的。我們看看官方文檔的數(shù)據(jù)模型：

圖片來(lái)源： nac os 官方文檔

② 怎么防止讀寫沖突呢？

核心點(diǎn)：讀寫分離，采用了寫時(shí)復(fù)制模式，提升了高并發(fā)。 就是寫的時(shí)候，拷貝一份舊的實(shí)例，對(duì)這份拷貝數(shù)據(jù)修改，修改完后，再?gòu)?fù)制過(guò)去，讀直接讀舊實(shí)例。

讀寫分離這種模式，避免了加鎖沖突，提升了高并發(fā)能力。讀過(guò) Eureka 源碼的了解，它的實(shí)現(xiàn)是基于多級(jí)緩存來(lái)實(shí)現(xiàn)的，然后緩存之間同步數(shù)據(jù)。時(shí)效性顯然沒(méi)有 Nacos 的好。

這里還要思考一個(gè)點(diǎn)，這里復(fù)制，復(fù)制的是什么？如果寫時(shí)復(fù)制，把所有的數(shù)據(jù)都復(fù)制，顯然內(nèi)存吃不消的。這里研究下官網(wǎng)的服務(wù)模型，服務(wù)下面封裝的是一個(gè)個(gè)集群，集群下面是實(shí)例。

為什么有集群這個(gè)概念呢？ 如果公司規(guī)模大一點(diǎn)的同學(xué)會(huì)知道，為了容災(zāi)高可用，一個(gè)服務(wù)，可能是多機(jī)房部署的。比如一個(gè)服務(wù)可能在亦莊機(jī)房部署一個(gè)集群，兆維機(jī)房下也有一個(gè)集群。這里可以看到 nacos 模型設(shè)計(jì)的是非常巧妙的，基本上很多點(diǎn)都考慮到。

圖片來(lái)源： nac os 官方文檔

我們看源代碼也可以驗(yàn)證，可以看到 Service 下面，封裝了一個(gè) clusterMap。

而 cluster 下面又封裝了具體的實(shí)例集合，畫橫線的部分。

所以，這里的寫時(shí)復(fù)制，它復(fù)制的是這個(gè)實(shí)例所屬的集群結(jié)構(gòu)，我把核心代碼截圖出來(lái)，

先復(fù)制舊的實(shí)例，放到一個(gè) oldmap 里面。

對(duì)舊的 map 做一系列運(yùn)算操作，比如下線一個(gè)實(shí)例 , 然后把結(jié)果放到 ips 。

最后把新的服務(wù)實(shí)例集合賦值回去。

可以看到這里面有很多技巧，這些都可以學(xué)習(xí)，以后自己設(shè)計(jì)中間件或者寫代碼的時(shí)候，都是可以直接用的。

（3）服務(wù)心跳是如何保活的？

客戶端每 5s 發(fā)送心跳給服務(wù)端，通過(guò) http 請(qǐng)求調(diào)用發(fā)送給服務(wù)端。 服務(wù)端開(kāi)啟健康檢查任務(wù)，每隔 5s 檢查一次，如果發(fā)現(xiàn)超過(guò) 15s 沒(méi)有收到心跳，設(shè)置健康狀態(tài)為 false. 如果超過(guò) 30s 沒(méi)有收到心跳，直接剔除實(shí)例。

這里我們想一個(gè)問(wèn)題，服務(wù)端開(kāi)啟健康檢查任務(wù)，如果集群模式下，每個(gè)服務(wù)端都要判斷嗎？這個(gè)會(huì)不會(huì)很耗性能？

我們看到健康檢查任務(wù)里有這樣一段代碼 , 它會(huì)根據(jù)服務(wù)名稱通過(guò) hash 運(yùn)算后對(duì)機(jī)器結(jié)點(diǎn)數(shù)取模，判斷是否要執(zhí)行健康檢查代碼。也就是說(shuō)，集群模式下，不管啟動(dòng)了多個(gè)服務(wù)實(shí)例，任何一個(gè)服務(wù)，正常情況下只有一個(gè)結(jié)點(diǎn)來(lái)執(zhí)行健康檢查代碼。但可能以為時(shí)效性，如果其他節(jié)點(diǎn)多執(zhí)行一次，也沒(méi)什么大影響對(duì)吧。當(dāng)然這里面還有一些細(xì)節(jié)，都可以深扣，服務(wù)發(fā)現(xiàn)，時(shí)效性是多大？

（4）服務(wù)是如何下線的？

超過(guò) 30s 未收到心跳，就會(huì)剔除，這個(gè)上面我們知道了，剔除調(diào)用的其實(shí)是自己的 deregister 方法：

 跟進(jìn)去看一下，我們發(fā)現(xiàn)刪除方法對(duì) service 也是加了鎖的，也就是說(shuō)對(duì)同一個(gè)服務(wù)的修改，是做了防并發(fā)的。

最后刪除，本質(zhì)也是基于異步的，這個(gè)和注冊(cè)邏輯類似。

（5）客戶端如何發(fā)現(xiàn)服務(wù)的，服務(wù)修改是如何感知的？

①  客戶端先從本地緩存獲取服務(wù)實(shí)例，如果為空，則從服務(wù)端拉取。

并啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)任務(wù)，定期更新服務(wù)端最新實(shí)例信息。

② 服務(wù)端修改后，通過(guò) udp 協(xié)議推送

一方面基于 udp 推送提升了實(shí)時(shí)性，另一方面， udp 雖然可能丟包，但客戶端定時(shí)拉取可以作為兜底。這個(gè)設(shè)計(jì)真的很巧妙。

然后 Nacos 的 CP 模式，基于 raft 協(xié)議實(shí)現(xiàn)的一致性。還有它的配置中心架構(gòu)是如何設(shè)計(jì)的，限于篇幅，就不再展開(kāi)了。大家按照我的思路，去研究就好。記住看源碼，根據(jù)主線看，然后學(xué)習(xí)它的機(jī)制、原理。不要緊緊只是看個(gè)代碼。

  3.提取源碼精華

看完源碼后，需要提取總結(jié)里面的精華，這里提取了部分用于舉例，大家可以根據(jù)自己的邏輯提取精華，不斷提取精華，不斷內(nèi)化成自己的經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)才能得到質(zhì)的飛躍。

4.學(xué)以致用

學(xué)習(xí)完源碼，吸取精華不是目的，目的還是要學(xué)以致用。常見(jiàn)的路徑有：參加開(kāi)源社區(qū)，自研中間件投入到生產(chǎn)實(shí)踐，內(nèi)部分享經(jīng)驗(yàn)，外部演講分享。

學(xué)以致用才是本質(zhì)！

本文以研究Nacos為例，以實(shí)踐步驟分享研究技術(shù)的方法；對(duì)于微服務(wù)架構(gòu)，后續(xù)將有其他同學(xué)分享Service Mesh，敬請(qǐng)關(guān)注！