一、背景

服務(wù)注冊中心本質(zhì)上是為了解耦服務(wù)提供者和服務(wù)消費者。對于任何一個微服務(wù)，原則上都應(yīng)存在或者支持多個提供者，這是由微服務(wù)的分布式屬性決定的。更進一步，為了支持彈性擴縮容特性，一個微服務(wù)的提供者的數(shù)量和分布往往是動態(tài)變化的，也是無法預(yù)先確定的。因此，原本在單體應(yīng)用階段常用的靜態(tài)LB機制就不再適用了，需要引入額外的組件來管理微服務(wù)提供者的注冊與發(fā)現(xiàn)，而這個組件就是服務(wù)注冊中心。

二、CAP理論

CAP理論是分布式架構(gòu)中重要理論

一致性(Consistency) (所有節(jié)點在同一時間具有相同的數(shù)據(jù))

可用性(Availability) (保證每個請求不管成功或者失敗都有響應(yīng))

分隔容忍(Partition tolerance) (系統(tǒng)中任意信息的丟失或失敗不會影響系統(tǒng)的繼續(xù)運作)

三、什么是Nacos

Nacos 致力于幫助您發(fā)現(xiàn)、配置和管理微服務(wù)。Nacos 提供了一組簡單易用的特性集，幫助您快速實現(xiàn)動態(tài)服務(wù)發(fā)現(xiàn)、服務(wù)配置、服務(wù)元數(shù)據(jù)及流量管理。是Spring Cloud A 中的服務(wù)注冊發(fā)現(xiàn)組件，類似于Consul、Eureka，同時它又提供了分布式配置中心的功能，這點和Consul的config類似，支持熱加載。

Nacos 服務(wù)注冊需要具備的能力：

• 服務(wù)提供者把自己的協(xié)議地址注冊到Nacos server
• 服務(wù)消費者需要從Nacos Server上去查詢服務(wù)提供者的地址（根據(jù)服務(wù)名稱）
• Nacos Server需要感知到服務(wù)提供者的上下線的變化
• 服務(wù)消費者需要動態(tài)感知到Nacos Server端服務(wù)地址的變化
  　　作為注冊中心所需要的能力大多如此，我們需要做的是理解各種注冊中心的獨有特性，總結(jié)他們的共性。

Nacos的實現(xiàn)原理：

下面我們先來了解一下 Nacos 注冊中心的實現(xiàn)原理，通過下面這張圖來說明。

圖中的流程是大家所熟悉的，不同的是在Nacos 中，服務(wù)注冊時在服務(wù)端本地會通過輪詢注冊中心集群節(jié)點地址進行服務(wù)得注冊，在注冊中心上，即Nacos Server上采用了Map保存實例信息，當然配置了持久化的服務(wù)會被保存到數(shù)據(jù)庫中，在服務(wù)的調(diào)用方，為了保證本地服務(wù)實例列表的動態(tài)感知，Nacos與其他注冊中心不同的是，采用了 Pull/Push同時運作的方式。

四、Nacos原理

Nacos注冊中心分為server與client，server采用Java編寫，為client提供注冊發(fā)現(xiàn)服務(wù)與配置服務(wù)。而client可以用多語言實現(xiàn)，client與微服務(wù)嵌套在一起，nacos提供sdk和openApi，如果沒有sdk也可以根據(jù)openApi手動寫服務(wù)注冊與發(fā)現(xiàn)和配置拉取的邏輯

Nacos注冊概括來說有6個步驟：

0、服務(wù)容器負責(zé)啟動，加載，運行服務(wù)提供者。

1、服務(wù)提供者在啟動時，向注冊中心注冊自己提供的服務(wù)。

2、服務(wù)消費者在啟動時，向注冊中心訂閱自己所需的服務(wù)。

3、注冊中心返回服務(wù)提供者地址列表給消費者，如果有變更，注冊中心將基于長連接推送變更數(shù)據(jù)給消費者。

4、服務(wù)消費者，從提供者地址列表中，基于軟負載均衡算法，選一臺提供者進行調(diào)用，如果調(diào)用失敗，再選另一臺調(diào)用。

5、服務(wù)消費者和提供者，在內(nèi)存中累計調(diào)用次數(shù)和調(diào)用時間，定時每分鐘發(fā)送一次統(tǒng)計數(shù)據(jù)到監(jiān)控中心。

Nacos 服務(wù)注冊與訂閱的完整流程

Nacos 客戶端進行服務(wù)注冊有兩個部分組成，一個是將服務(wù)信息注冊到服務(wù)端，另一個是像服務(wù)端發(fā)送心跳包，這兩個操作都是通過 NamingProxy 和服務(wù)端進行數(shù)據(jù)交互的。

Nacos 客戶端進行服務(wù)訂閱時也有兩部分組成，一個是不斷從服務(wù)端查詢可用服務(wù)實例的定時任務(wù)，另一個是不斷從已變服務(wù)隊列中取出服務(wù)并通知 EventListener 持有者的定時任務(wù)。

服務(wù)領(lǐng)域模型

Nacos的注冊發(fā)現(xiàn)是一種三層模型: 即 服務(wù)–集群–實例

Nacos服務(wù)領(lǐng)域模型主要分為命名空間、集群、服務(wù)。在下圖的分級存儲模型可以看到，在服務(wù)級別，保存了健康檢查開關(guān)、元數(shù)據(jù)、路由機制、保護閾值等設(shè)置，而集群保存了健康檢查模式、元數(shù)據(jù)、同步機制等數(shù)據(jù)，實例保存了該實例的ip、端口、權(quán)重、健康檢查狀態(tài)、下線狀態(tài)、元數(shù)據(jù)、響應(yīng)時間。

五、注冊中心原理

服務(wù)注冊方法：以Java nacos client v1.0.1 為例子，服務(wù)注冊的策略的是每5秒向nacos server發(fā)送一次心跳，心跳帶上了服務(wù)名，服務(wù)ip，服務(wù)端口等信息。同時 nacos server也會向client 主動發(fā)起健康檢查，支持tcp/http檢查。如果15秒內(nèi)無心跳且健康檢查失敗則認為實例不健康，如果30秒內(nèi)健康檢查失敗則剔除實例。

六、配置中心原理

七、Nacos 的關(guān)鍵特性包括:

• 服務(wù)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)提供者使用

原生SDK、OpenAPI、或一個獨立的Agent TODO注冊 Service 后，服務(wù)消費者可以使用DNS TODO

或HTTP&API查找和發(fā)現(xiàn)服務(wù)。

Nacos 提供對服務(wù)的實時的健康檢查，阻止向不健康的主機或服務(wù)實例發(fā)送請求。Nacos 支持傳輸層 (PING 或 TCP)和應(yīng)用層

(如 HTTP、MySQL、用戶自定義）的健康檢查。對于復(fù)雜的云環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)拓撲環(huán)境中（如 VPC、邊緣網(wǎng)絡(luò)等）服務(wù)的健康檢查，Nacos

提供了 agent 上報模式和服務(wù)端主動檢測2種健康檢查模式。Nacos

還提供了統(tǒng)一的健康檢查儀表盤，幫助您根據(jù)健康狀態(tài)管理服務(wù)的可用性及流量。

• 動態(tài)配置服務(wù)

動態(tài)配置服務(wù)可以讓您以中心化、外部化和動態(tài)化的方式管理所有環(huán)境的應(yīng)用配置和服務(wù)配置。

動態(tài)配置消除了配置變更時重新部署應(yīng)用和服務(wù)的需要，讓配置管理變得更加高效和敏捷。

配置中心化管理讓實現(xiàn)無狀態(tài)服務(wù)變得更簡單，讓服務(wù)按需彈性擴展變得更容易。

Nacos 提供了一個簡潔易用的UI (控制臺樣例 Demo) 幫助您管理所有的服務(wù)和應(yīng)用的配置。Nacos 還提供包括配置版本跟蹤、金絲雀發(fā)布、一鍵回滾配置以及客戶端配置更新狀態(tài)跟蹤在內(nèi)的一系列開箱即用的配置管理特性，幫助您更安全地在生產(chǎn)環(huán)境中管理配置變更和降低配置變更帶來的風(fēng)險。

• 動態(tài) DNS 服務(wù) 動態(tài) DNS

服務(wù)支持權(quán)重路由，讓您更容易地實現(xiàn)中間層負載均衡、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)。動態(tài)DNS服務(wù)還能讓您更容易地實現(xiàn)以

DNS 協(xié)議為基礎(chǔ)的服務(wù)發(fā)現(xiàn)，以幫助您消除耦合到廠商私有服務(wù)發(fā)現(xiàn) API 上的風(fēng)險。

Nacos 提供了一些簡單的 DNS APIs TODO 幫助您管理服務(wù)的關(guān)聯(lián)域名和可用的 IP:PORT 列表.

• 服務(wù)及其元數(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 以及最首要的 metrics 統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

Nacos 服務(wù)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品對比

Nacos除了服務(wù)的注冊發(fā)現(xiàn)之外，還支持動態(tài)配置服務(wù)。動態(tài)配置服務(wù)可以讓您以中心化、外部化和動態(tài)化的方式管理所有環(huán)境的應(yīng)用配置和服務(wù)配置。動態(tài)配置消除了配置變更時重新部署應(yīng)用和服務(wù)的需要，讓配置管理變得更加高效和敏捷。配置中心化管理讓實現(xiàn)無狀態(tài)服務(wù)變得更簡單，讓服務(wù)按需彈性擴展變得更容易。

一句話概括就是Nacos = Spring Cloud注冊中心 + Spring Cloud配置中心。

八、 面試分析

1. 為什么要將服務(wù)注冊到nacos?
   為了更好的查找這些服務(wù)

2. 在Nacos中服務(wù)提供者是如何向Nacos注冊中心(Registry)續(xù)約的？
   5秒心跳

3. 對于Nacos服務(wù)來講它是如何判定服務(wù)實例的狀態(tài)？
   檢測心跳包，15,30

4. 服務(wù)啟動時如何找到服務(wù)啟動注冊配置類?
   NacosNamingService

5. 服務(wù)消費方是如何調(diào)用服務(wù)提供方的服務(wù)的？
   RestTemplate

6. @Bean注解的作用?
   一般用于配置類內(nèi)部,描述相關(guān)方法,用于告訴spring此方法的返回值要交給spring管理,bean的名字默認為方法名,假如需要指定名字可以@Bean(“bean的名字”),最多的應(yīng)用場景是整合第三方的資源-對象

7. @Autowired注解的作用?
   此注解用于描述屬性,構(gòu)造方法,set方法等,用于告訴spring框架,按找一定的規(guī)則為屬性進行DI操作,默認按屬性,方法參數(shù)類型查找對應(yīng)的對象,假如只找到一個,則直接注入,類型多個時還會按照屬性名或方法參數(shù)名進行值的注入,假如名字也不同,就出報錯.

8. Nacos中的負責(zé)均衡底層是如何實現(xiàn)的?
   通過Ribbon實現(xiàn),Ribbon中定義了一些負載均衡算法,然后基于這些算法從服務(wù)實例中獲取一個實例為消費方法提供服務(wù)

9. Ribbon 是什么？
   Netflix公司提供的負載均衡客戶端,一般應(yīng)用于服務(wù)的消費方法

10. Ribbon 可以解決什么問題?
    基于負載均衡策略進行服務(wù)調(diào)用, 所有策略都會實現(xiàn)IRule接口

11. Ribbon 內(nèi)置的負載策略都有哪些?
    8種,可以通過查看IRule接口的實現(xiàn)類進行分析

12. @LoadBalanced的作用是什么？
    描述RestTemplate對象,用于告訴Spring框架，在使用RestTempalte進行服務(wù)調(diào)用時，這個調(diào)用過程會被一個攔截器進行攔截,然后在攔截器內(nèi)部,啟動負載均衡策略。

13. 我們可以自己定義負載均衡策略嗎？
    可以，基于IRule接口進行策略定義,也可以參考NacosRule進行實現(xiàn)