Lison <dreamlison@163.com>, v1.0.0, 2023.05.10

Spring Cloud Alibaba-02-Nacos Discovery服務(wù)治理及負(fù)載均衡

服務(wù)治理介紹

先來思考一個(gè)問題

通過上一章的操作，我們已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)微服務(wù)之間的調(diào)用。但是我們把服務(wù)提供者的網(wǎng)絡(luò)地址 (ip，端口)等硬編碼到了代碼中，這種做法存在許多問題:

一旦服務(wù)提供者地址變化，就需要手工修改代碼

一旦是多個(gè)服務(wù)提供者，無法實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡功能

一旦服務(wù)變得越來越多，人工維護(hù)調(diào)用關(guān)系困難

那么應(yīng)該怎么解決呢， 這時(shí)候就需要通過注冊中心動(dòng)態(tài)的實(shí)現(xiàn)服務(wù)治理。

什么是服務(wù)治理

服務(wù)治理是微服務(wù)架構(gòu)中最核心最基本的模塊。用于實(shí)現(xiàn)各個(gè)微服務(wù)的自動(dòng)化注冊與發(fā)現(xiàn)。

服務(wù)注冊:在服務(wù)治理框架中，都會構(gòu)建一個(gè)注冊中心，每個(gè)服務(wù)單元向注冊中心登記自己提供服務(wù)的詳細(xì)信息。并在注冊中心形成一張服務(wù)的清單，服務(wù)注冊中心需要以心跳的方式去監(jiān)測清單中的服務(wù)是否可用，如果不可用，需要在服務(wù)清單中剔除不可用的服務(wù)。

服務(wù)發(fā)現(xiàn):服務(wù)調(diào)用方向服務(wù)注冊中心咨詢服務(wù)，并獲取所有服務(wù)的實(shí)例清單，實(shí)現(xiàn)對具體服務(wù)實(shí)例的訪問

通過上面的調(diào)用圖會發(fā)現(xiàn)，除了微服務(wù)，還有一個(gè)組件是服務(wù)注冊中心，它是微服務(wù)架構(gòu)非常重要 的一個(gè)組件，在微服務(wù)架構(gòu)里主要起到了協(xié)調(diào)者的一個(gè)作用。注冊中心一般包含如下幾個(gè)功能:

1. 服務(wù)發(fā)現(xiàn):
   服務(wù)注冊:保存服務(wù)提供者和服務(wù)調(diào)用者的信息
   服務(wù)訂閱:服務(wù)調(diào)用者訂閱服務(wù)提供者的信息，注冊中心向訂閱者推送提供者的信息
2. 服務(wù)配置:
   配置訂閱:服務(wù)提供者和服務(wù)調(diào)用者訂閱微服務(wù)相關(guān)的配置
   配置下發(fā):主動(dòng)將配置推送給服務(wù)提供者和服務(wù)調(diào)用者
3. 服務(wù)健康檢測：
   檢測服務(wù)提供者的健康情況，如果發(fā)現(xiàn)異常，執(zhí)行服務(wù)剔除

常見的注冊中心

Zookeeper

zookeeper是一個(gè)分布式服務(wù)框架，是Apache Hadoop 的一個(gè)子項(xiàng)目，它主要是用來解決分布式 應(yīng)用中經(jīng)常遇到的一些數(shù)據(jù)管理問題，如:統(tǒng)一命名服務(wù)、狀態(tài)同步服務(wù)、集群管理、分布式應(yīng)用 配置項(xiàng)的管理等。

Eureka

Eureka是Springcloud Netflix中的重要組件，主要作用就是做服務(wù)注冊和發(fā)現(xiàn)。但是現(xiàn)在已經(jīng)閉 源

Consul

Consul是基于GO語言開發(fā)的開源工具，主要面向分布式，服務(wù)化的系統(tǒng)提供服務(wù)注冊、服務(wù)發(fā)現(xiàn) 和配置管理的功能。Consul的功能都很實(shí)用，其中包括:服務(wù)注冊/發(fā)現(xiàn)、健康檢查、Key/Value 存儲、多數(shù)據(jù)中心和分布式一致性保證等特性。Consul本身只是一個(gè)二進(jìn)制的可執(zhí)行文件，所以 安裝和部署都非常簡單，只需要從官網(wǎng)下載后，在執(zhí)行對應(yīng)的啟動(dòng)腳本即可。

Nacos

Nacos是一個(gè)更易于構(gòu)建云原生應(yīng)用的動(dòng)態(tài)服務(wù)發(fā)現(xiàn)、配置管理和服務(wù)管理平臺。它是 Spring Cloud Alibaba 組件之一，負(fù)責(zé)服務(wù)注冊發(fā)現(xiàn)和服務(wù)配置，可以這樣認(rèn)為nacos=eureka+config。

Nacos介紹

• Nacos是SpringCloudAlibaba架構(gòu)中最重要的組件。
• Nacos 是一個(gè)更易于幫助構(gòu)建云原生應(yīng)用的動(dòng)態(tài)服務(wù)發(fā)現(xiàn)、配置和服務(wù)管理平臺，提供注冊中心、配置中心和動(dòng)態(tài) DNS 服務(wù)三大功能。能夠無縫對接Springcloud、Spring、Dubbo等流行框架。
• nacos和eureka功能對比

• nacos支持a（高可用）p（分區(qū)容錯(cuò)）和c（一致性）p的切換默認(rèn)為ap, eureka僅支持ap，zookeeper僅支持c

nacos能做什么？

• 服務(wù)注冊發(fā)現(xiàn)和服務(wù)健康監(jiān)測：Nacos支持基于DNS和基于RPC的服務(wù)發(fā)現(xiàn)，服務(wù)端可以通過SDK或者Api進(jìn)行服務(wù)注冊，相應(yīng)的服務(wù)消費(fèi)者可以使用DNS或者Http查找的方式獲取服務(wù)列表。Nacos同時(shí)提供對服務(wù)的實(shí)時(shí)健康檢查，阻止想不健康的主機(jī)或服務(wù)發(fā)送請求，與Eureka類似Nacos也有友好的控制臺界面。
• 動(dòng)態(tài)DNS服務(wù)：支持權(quán)重路由，更容易地實(shí)現(xiàn)中間層負(fù)載均衡、更靈活的路由策略、流量控制以及數(shù)據(jù)中心內(nèi)網(wǎng)的簡單DNS解析服務(wù)。
• 動(dòng)態(tài)配置服務(wù)：接觸過SpringCloud應(yīng)該對config有所了解，那么配置中心也就很好理解，Nacos支持動(dòng)態(tài)的配置管理，將服務(wù)的配置信息分環(huán)境分類別外部管理，并且支持熱更新。不過與Config不同Nacos的配置信息存儲與數(shù)據(jù)庫中，支持配置信息的監(jiān)聽和版本回滾。
• 服務(wù)及元數(shù)據(jù)管理：Nacos 能讓您從微服務(wù)平臺建設(shè)的視角管理數(shù)據(jù)中心的所有服務(wù)及元數(shù)據(jù)，包括管理服務(wù)的描述、生命周期、服務(wù)的靜態(tài)依賴分析、服務(wù)的健康狀態(tài)、服務(wù)的流量管理、路由及安全策略、服務(wù)的 SLA （服務(wù)等級協(xié)議）以及最首要的 metrics 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（默認(rèn)不開啟暴露需要修改配置）?？梢源罱ù罱╬rometheus采集Nacos metrics數(shù)據(jù)也可以搭建搭建grafana圖形化展示metrics數(shù)據(jù)

Nacos下載安裝

**官網(wǎng)網(wǎng)址：**https://nacos.io/zh-cn/index.html

官網(wǎng)文檔網(wǎng)址：https://nacos.io/zh-cn/docs/quick-start.html

**注意：**使用官網(wǎng)推薦的穩(wěn)定版本：下載地址：https://github.com/alibaba/nacos/releases

執(zhí)行命令

Linux/Unix/Mac

啟動(dòng)命令(standalone代表著單機(jī)模式運(yùn)行，非集群模式):

sh startup.sh -m standalone

Windows

啟動(dòng)命令(standalone代表著單機(jī)模式運(yùn)行，非集群模式):

startup.cmd -m standalone

執(zhí)行結(jié)果

驗(yàn)證

得到結(jié)果以后為了驗(yàn)證是否成功開啟Nacos，我們需要訪問：http://localhost:8848/nacos

出現(xiàn)此界面表示已經(jīng)成功啟動(dòng)Nacos，默認(rèn)的賬號密碼是：nacos/nacos

引入Nacos Discovery進(jìn)行服務(wù)注冊/發(fā)現(xiàn)

服務(wù)發(fā)現(xiàn)是微服務(wù)架構(gòu)中的關(guān)鍵組件之一。在這樣的架構(gòu)中，手動(dòng)為每個(gè)客戶端配置服務(wù)列表可能是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，并且使得動(dòng)態(tài)擴(kuò)展極其困難。Nacos Discovery 幫助您自動(dòng)將您的服務(wù)注冊到 Nacos 服務(wù)器，Nacos 服務(wù)器會跟蹤服務(wù)并動(dòng)態(tài)刷新服務(wù)列表。此外，Nacos Discovery 將服務(wù)實(shí)例的一些元數(shù)據(jù)，如主機(jī)、端口、健康檢查 URL、主頁等注冊到 Nacos。

學(xué)習(xí)任何知識我們都需要從它的官方文檔入手，所以我們直接來看官網(wǎng)給我們提供的文檔：https://spring.io/projects/spring-cloud-alibaba#learn

創(chuàng)建新項(xiàng)目

聚合項(xiàng)目：由于聚合帶來的諸多好處，在SpringBoot項(xiàng)目開發(fā)中也廣泛采用，開發(fā)中將SpringBoot項(xiàng)目按照功能分成子模塊開發(fā)，所以我們在使用Spring Cloud Alibaba完成項(xiàng)目的時(shí)候，也是采用聚合項(xiàng)目來完成。

父項(xiàng)目pom

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>


    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.2.13.RELEASE</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>

    <groupId>com.lison</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-alibaba-building</artifactId>
    <version>1.0.0-SNAPSHOT</version>
    <packaging>pom</packaging>


    <properties>
        <java.version>17</java.version>
        <lison.project.version>1.0.0-SNAPSHOT</lison.project.version>
        <maven.plugin.version>3.8.1</maven.plugin.version>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
        <project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding>
        <spring-cloud-alibaba-version>2.2.5.RELEASE</spring-cloud-alibaba-version>
    </properties>

    <modules>
        <module>spring-boot-building</module>
    </modules>


    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>

    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
    <dependencyManagement>
        <dependencies>
            <dependency>
                <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
                <version>${spring-cloud-alibaba-version}</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>
        </dependencies>
    </dependencyManagement>

</project>

子項(xiàng)目pom

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <parent>
        <groupId>com.lison</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-alibaba-building</artifactId>
        <version>1.0.0-SNAPSHOT</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>
    <groupId>com.lison</groupId>
    <artifactId>spring-boot-building</artifactId>
    <version>${lison.project.version}</version>
    <name>${project.artifactId}</name>
    <packaging>jar</packaging>
    <properties>
        <java.version>1.8</java.version>
    </properties>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        <!-- Nacos -->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>

</project>

子項(xiàng)目yml

server:
  port: 18000
spring:
  application:
    name: spring-boot-building

  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 127.0.0.1:8848

management:
  endpoint:
    web:
      exposure:
        include:'*'

啟動(dòng)類

package com.lison.springbootbuilding;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class SpringBootBuildingApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SpringBootBuildingApplication.class, args);
    }

}

測試

注意，在啟動(dòng)項(xiàng)目前一定要啟動(dòng)Nacos

Nacos服務(wù)消費(fèi)者和負(fù)載均衡

什么是負(fù)載均衡

通俗的講， 負(fù)載均衡就是將負(fù)載(工作任務(wù)，訪問請求)進(jìn)行分?jǐn)偟蕉鄠€(gè)操作單元(服務(wù)器,組件)上進(jìn)行執(zhí)行。
根據(jù)負(fù)載均衡發(fā)生位置的不同,一般分為服務(wù)端負(fù)載均衡和客戶端負(fù)載均衡。 服務(wù)端負(fù)載均衡指的是發(fā)生在服務(wù)提供者一方,比如常見的nginx負(fù)載均衡而客戶端負(fù)載均衡指的是發(fā)生在服務(wù)請求的一方，也就是在發(fā)送請求之前已經(jīng)選好了由哪個(gè)實(shí)例處理請求。

我們在微服務(wù)調(diào)用關(guān)系中一般會選擇客戶端負(fù)載均衡，也就是在服務(wù)調(diào)用的一方來決定服務(wù)由哪個(gè)提供者執(zhí)行

負(fù)載均衡

創(chuàng)建一個(gè)spring-cloud-service 服務(wù)

pom.xml配置

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <parent>
        <groupId>com.lison</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-alibaba-building</artifactId>
        <version>1.0.0-SNAPSHOT</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>
    <groupId>com.lison</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-service</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <name>spring-cloud-service</name>
    <description>spring-cloud-service</description>
    <properties>
        <java.version>1.8</java.version>
    </properties>


    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        <!-- Nacos -->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>



    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
                <artifactId>maven-antrun-plugin</artifactId>
                <executions>
                    <execution>
                        <phase>package</phase>
                        <goals>
                            <goal>run</goal>
                        </goals>
                        <configuration>
                            <tasks>
                                <!--suppress UnresolvedMavenProperty -->
                                <copy overwrite="true"
                                      tofile="${session.executionRootDirectory}/target/${project.artifactId}.jar"
                                      file="${project.build.directory}/${project.artifactId}.jar" />
                            </tasks>
                        </configuration>
                    </execution>
                </executions>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>

</project>

yml配置

server:
  port: 18001
spring:
  application:
    name: spring-cloud-service

  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 127.0.0.1:8848

management:
  endpoint:
    web:
      exposure:
        include:'*'

啟動(dòng)類

package com.lison.springcloudservice;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class SpringCloudServiceApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SpringCloudServiceApplication.class, args);
    }

}

接下來開始修改 spring-cloud-service模塊的代碼， 將其注冊到nacos服務(wù)上

基于Ribbon實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡

Ribbon是Spring Cloud的一個(gè)組件， 它可以讓我們使用一個(gè)注解就能輕松的搞定負(fù)載均衡

1、在RestTemplate 的生成方法上添加@LoadBalanced注解

@Bean
@LoadBalanced
public RestTemplate restTemplate() {
    return new RestTemplate();
}

2、修改服務(wù)調(diào)用的方法

@RestController
public class TestController {
    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    @GetMapping(value = "/naocs/consumer")
    public String getServerPort(){

        return restTemplate.getForObject( "http://spring-cloud-service/getServerProd",String.class);

    }
}

3、通過idea再啟動(dòng)一個(gè) spring-cloud-service 微服務(wù)，設(shè)置其端口為18011

4、通過nacos查看微服務(wù)的啟動(dòng)情況

Ribbon支持的負(fù)載均衡策略

Ribbon內(nèi)置了多種負(fù)載均衡策略,內(nèi)部負(fù)載均衡的頂級接口為 com.netflix.loadbalancer.IRule , 具體的負(fù)載策略如下圖所示:

我們可以通過修改配置來調(diào)整Ribbon的負(fù)載均衡策略，具體代碼如下：

spring-cloud-service: # 調(diào)用的提供者的名稱 
	ribbon: 
   		NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule

基于Feign實(shí)現(xiàn)服務(wù)調(diào)用

什么是Feign

Feign是Spring Cloud提供的一個(gè)聲明式的偽Http客戶端， 它使得調(diào)用遠(yuǎn)程服務(wù)就像調(diào)用本地服務(wù) 一樣簡單， 只需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)接口并添加一個(gè)注解即可。

Nacos很好的兼容了Feign， Feign默認(rèn)集成了 Ribbon， 所以在Nacos下使用Fegin默認(rèn)就實(shí)現(xiàn)了負(fù) 載均衡的效果。

Feign的使用

1、加入Feign依賴

<!--fegin組件--> 
<dependency> 
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
</dependency>

2、在主類上添加Fegin的注解

@SpringBootApplication 
@EnableDiscoveryClient 
@EnableFeignClients
//開啟Fegin

3創(chuàng)建一個(gè)service， 并使用Fegin實(shí)現(xiàn)微服務(wù)調(diào)用

@FeignClient("spring-cloud-service")
public interface ITestService {
    //指定調(diào)用提供者的哪個(gè)方法
    @GetMapping(value = "/getServerProd")
    String getServerPort();
}

4、修改controller代碼，并啟動(dòng)驗(yàn)證

@RestController
public class TestController {
    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    @Autowired
    private ITestService iTestService;

    @GetMapping(value = "/naocs/consumer")
    public String getServerPort(){

        return iTestService.getServerPort();

    }
}

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