Spring Cloud+Nacos 注册中心详解及开发示例

一、Nacos 的关键特性包括:

二、逻辑架构及其组件介绍

三、Nacos安装

1、版本选择

2、预备环境准备

3、下载源码或者安装包

4、启动服务器

5、关闭服务器

四、如何引入 Nacos Discovery Starter

五、启动一个 Provider 应用

1 pom.xml的配置。一个完整的 pom.xml 配置如下所示：

2 application.properties 配置。

3 启动 Provider 示例。如下所示：

4 服务的 EndPoint

5 启动一个 Consumer 应用

六、关于 Nacos Starter 更多的配置项信息

一、Nacos 的关键特性包括:

服务发现和服务健康监测

Nacos 支持基于 DNS 和基于 RPC 的服务发现。服务提供者使用原生SDK、OpenAPI、或一个独立的Agent TODO注册 Service 后，服务消费者可以使用DNS TODO 或HTTP&API查找和发现服务。

Nacos 提供对服务的实时的健康检查，阻止向不健康的主机或服务实例发送请求。Nacos 支持传输层 (PING 或 TCP)和应用层 (如 HTTP、MySQL、用户自定义）的健康检查。对于复杂的云环境和网络拓扑环境中（如 VPC、边缘网络等）服务的健康检查，Nacos 提供了 agent 上报模式和服务端主动检测2种健康检查模式。Nacos 还提供了统一的健康检查仪表盘，帮助您根据健康状态管理服务的可用性及流量。

动态配置服务

动态配置服务可以让您以中心化、外部化和动态化的方式管理所有环境的应用配置和服务配置。

动态配置消除了配置变更时重新部署应用和服务的需要，让配置管理变得更加高效和敏捷。

配置中心化管理让实现无状态服务变得更简单，让服务按需弹性扩展变得更容易。

Nacos 提供了一个简洁易用的UI (控制台样例 Demo) 帮助您管理所有的服务和应用的配置。Nacos 还提供包括配置版本跟踪、金丝雀发布、一键回滚配置以及客户端配置更新状态跟踪在内的一系列开箱即用的配置管理特性，帮助您更安全地在生产环境中管理配置变更和降低配置变更带来的风险。

动态 DNS 服务

动态 DNS 服务支持权重路由，让您更容易地实现中间层负载均衡、更灵活的路由策略、流量控制以及数据中心内网的简单DNS解析服务。动态DNS服务还能让您更容易地实现以 DNS 协议为基础的服务发现，以帮助您消除耦合到厂商私有服务发现 API 上的风险。

Nacos 提供了一些简单的 DNS APIs TODO 帮助您管理服务的关联域名和可用的 IP:PORT 列表.

服务及其元数据管理

Nacos 能让您从微服务平台建设的视角管理数据中心的所有服务及元数据，包括管理服务的描述、生命周期、服务的静态依赖分析、服务的健康状态、服务的流量管理、路由及安全策略、服务的 SLA 以及最首要的 metrics 统计数据。

二、逻辑架构及其组件介绍

服务管理：实现服务CRUD，域名CRUD，服务健康状态检查，服务权重管理等功能

配置管理：实现配置管CRUD，版本管理，灰度管理，监听管理，推送轨迹，聚合数据等功能

元数据管理：提供元数据CURD 和打标能力

插件机制：实现三个模块可分可合能力，实现扩展点SPI机制

事件机制：实现异步化事件通知，sdk数据变化异步通知等逻辑

日志模块：管理日志分类，日志级别，日志可移植性（尤其避免冲突），日志格式，异常码+帮助文档

回调机制：sdk通知数据，通过统一的模式回调用户处理。接口和数据结构需要具备可扩展性

寻址模式：解决ip，域名，nameserver、广播等多种寻址模式，需要可扩展

推送通道：解决server与存储、server间、server与sdk间推送性能问题

容量管理：管理每个租户，分组下的容量，防止存储被写爆，影响服务可用性

流量管理：按照租户，分组等多个维度对请求频率，长链接个数，报文大小，请求流控进行控制

缓存机制：容灾目录，本地缓存，server缓存机制。容灾目录使用需要工具

启动模式：按照单机模式，配置模式，服务模式，dns模式，或者all模式，启动不同的程序+UI

一致性协议：解决不同数据，不同一致性要求情况下，不同一致性机制

存储模块：解决数据持久化、非持久化存储，解决数据分片问题

Nameserver：解决namespace到clusterid的路由问题，解决用户环境与nacos物理环境映射问题

CMDB：解决元数据存储，与三方cmdb系统对接问题，解决应用，人，资源关系

Metrics：暴露标准metrics数据，方便与三方监控系统打通

Trace：暴露标准trace，方便与SLA系统打通，日志白平化，推送轨迹等能力，并且可以和计量计费系统打通

接入管理：相当于阿里云开通服务，分配身份、容量、权限过程

用户管理：解决用户管理，登录，sso等问题

权限管理：解决身份识别，访问控制，角色管理等问题

审计系统：扩展接口方便与不同公司审计系统打通

通知系统：核心数据变更，或者操作，方便通过SMS系统打通，通知到对应人数据变更

OpenAPI：暴露标准Rest风格HTTP接口，简单易用，方便多语言集成

Console：易用控制台，做服务管理、配置管理等操作

SDK：多语言sdk

Agent：dns-f类似模式，或者与mesh等方案集成

CLI：命令行对产品进行轻量化管理，像git一样好用

三、Nacos安装

服务发现是微服务架构体系中最关键的组件之一。如果尝试着用手动的方式来给每一个客户端来配置所有服务提供者的服务列表是一件非常困难的事，而且也不利于服务的动态扩缩容。Nacos Discovery Starter 可以帮助您将服务自动注册到 Nacos 服务端并且能够动态感知和刷新某个服务实例的服务列表。除此之外，Nacos Discovery Starter 也将服务实例自身的一些元数据信息-例如 host，port,健康检查URL，主页等-注册到 Nacos 。

1、版本选择

建议您使用2.X版本，当前推荐的稳定版本为2.1.1。

2、预备环境准备

Nacos 依赖 Java 环境来运行。如果您是从代码开始构建并运行Nacos，还需要为此配置 Maven环境，请确保是在以下版本环境中安装使用:

64 bit OS，支持 Linux/Unix/Mac/Windows，推荐选用 Linux/Unix/Mac。
64 bit JDK 1.8+；下载 & 配置。
Maven 3.2.x+；下载 & 配置。

3、下载源码或者安装包

你可以通过源码和发行包两种方式来获取 Nacos。

从 Github 上下载源码方式

git clone https://github.com/alibaba/nacos.git
cd nacos/
mvn -Prelease-nacos -Dmaven.test.skip=true clean install -U  
ls -al distribution/target/

// change the $version to your actual path
cd distribution/target/nacos-server-$version/nacos/bin

下载编译后压缩包方式

 unzip nacos-server-$version.zip 或者 tar -xvf nacos-server-$version.tar.gz
  cd nacos/bin

4、启动服务器

注：Nacos的运行需要以至少2C4g60g*3的机器配置下运行。

Linux/Unix/Mac

启动命令(standalone代表着单机模式运行，非集群模式):

sh startup.sh -m standalone

如果您使用的是ubuntu系统，或者运行脚本报错提示[[符号找不到，可尝试如下运行：

bash startup.sh -m standalone

Windows

启动命令(standalone代表着单机模式运行，非集群模式):

startup.cmd -m standalone

5、关闭服务器

Linux/Unix/Mac

sh shutdown.sh

Windows

shutdown.cmd

四、如何引入 Nacos Discovery Starter

如果要在您的项目中使用 Nacos 来实现服务发现，使用 group ID 为 com.alibaba.cloud 和 artifact ID 为 spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery 的 starter。


<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>

五、启动一个 Provider 应用

以下步骤向您展示了如何将一个服务注册到 Nacos。

1 pom.xml的配置。一个完整的 pom.xml 配置如下所示：


<?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 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <groupId>open.source.test</groupId>
    <artifactId>nacos-discovery-test</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    <name>nacos-discovery-test</name>

    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>${spring.boot.version}</version>
        <relativePath/>
    </parent>
    <properties>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
        <project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding>
        <java.version>1.8</java.version>
    </properties>
    <dependencyManagement>
        <dependencies>
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
                <version>${spring.cloud.version}</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>
            <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>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>
    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
</project>

2 application.properties 配置。

一些关于 Nacos 基本的配置也必须在 application.properties(也可以是application.yaml)配置，如下所示： application.properties


server.port=8081
spring.application.name=nacos-producer
spring.cloud.nacos.discovery.server-addr=127.0.0.1:8848
management.endpoints.web.exposure.include=*

如果不想使用 Nacos 作为您的服务注册与发现，可以将 spring.cloud.nacos.discovery.enabled 设置为 false。

3 启动 Provider 示例。如下所示：


@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class NacosProviderDemoApplication {

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

    @RestController
    public class EchoController {
        @GetMapping(value = "/echo/{string}")
        public String echo(@PathVariable String string) {
            return "Hello Nacos Discovery " + string;
        }
    }
}

这个时候你就可以在 Nacos的控制台上看到注册上来的服务信息了。

再启动 Provider 应用之前请先将 Nacos 服务启动。具体启动方式可参考 Nacos 官网。

4 服务的 EndPoint

spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery 在实现的时候提供了一个EndPoint,EndPoint的访问地址为 http://ip:port/actuator/nacos-discovery。 EndPoint 的信息主要提供了两类:

1、subscribe: 显示了当前有哪些服务订阅者

2、NacosDiscoveryProperties: 显示了当前服务实例关于 Nacos 的基础配置

一个服务实例访问 EndPoint 的信息如下所示：


{
  "subscribe": [
    {
      "jsonFromServer": "",
      "name": "nacos-provider",
      "clusters": "",
      "cacheMillis": 10000,
      "hosts": [
        {
          "instanceId": "30.5.124.156#8081#DEFAULT#nacos-provider",
          "ip": "30.5.124.156",
          "port": 8081,
          "weight": 1.0,
          "healthy": true,
          "enabled": true,
          "cluster": {
            "serviceName": null,
            "name": null,
            "healthChecker": {
              "type": "TCP"
            },
            "defaultPort": 80,
            "defaultCheckPort": 80,
            "useIPPort4Check": true,
            "metadata": {

            }
          },
          "service": null,
          "metadata": {

          }
        }
      ],
      "lastRefTime": 1541755293119,
      "checksum": "e5a699c9201f5328241c178e804657e11541755293119",
      "allIPs": false,
      "key": "nacos-producer",
      "valid": true
    }
  ],
  "NacosDiscoveryProperties": {
    "serverAddr": "127.0.0.1:8848",
    "endpoint": "",
    "namespace": "",
    "logName": "",
    "service": "nacos-provider",
    "weight": 1.0,
    "clusterName": "DEFAULT",
    "metadata": {

    },
    "registerEnabled": true,
    "ip": "30.5.124.201",
    "networkInterface": "",
    "port": 8082,
    "secure": false,
    "accessKey": "",
    "secretKey": ""
  }
}

5 启动一个 Consumer 应用

Consumer 的应用可能还没像启动一个 Provider 应用那么简单。因为在 Consumer 端需要去调用 Provider 端提供的REST 服务。例子中我们使用最原始的一种方式，即显示的使用 LoadBalanceClient 和 RestTemolate 结合的方式来访问。 pom.xml 和 application.properties 的配置可以参考 1.2 小结。启动一个 Consumer应用的示例代码如下所示：


@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class NacosConsumerApp {

    @RestController
    public class NacosController{

        @Autowired
        private LoadBalancerClient loadBalancerClient;
        @Autowired
        private RestTemplate restTemplate;

        @Value("${spring.application.name}")
        private String appName;

        @GetMapping("/echo/app-name")
        public String echoAppName(){
            //使用 LoadBalanceClient 和 RestTemolate 结合的方式来访问
            ServiceInstance serviceInstance = loadBalancerClient.choose("nacos-provider");
            String url = String.format("http://%s:%s/echo/%s",serviceInstance.getHost(),serviceInstance.getPort(),appName);
            System.out.println("request url:"+url);
            return restTemplate.getForObject(url,String.class);
        }

    }

    //实例化 RestTemplate 实例
    @Bean
    public RestTemplate restTemplate(){

        return new RestTemplate();
    }

    public static void main(String[] args) {

        SpringApplication.run(NacosConsumerApp.class,args);
    }
}

这个例子中我们注入了一个 LoadBalancerClient 的实例，并且手动的实例化一个 RestTemplate，同时将 spring.application.name 的配置值注入到应用中来，目的是调用 Provider 提供的服务时，希望将当前配置的应用名给显示出来。

在启动 Consumer 应用之前请先将 Nacos 服务启动好。具体启动方式可参考 Nacos 官网。

启动后，访问 Consumer 提供出来的 http://ip:port/echo/app-name 接口。我这里测试启动的 port是 8082。访问结果如下所示：

访问地址：http://127.0.0.1:8082/echo/app-name

访问结果：Hello Nacos Discovery nacos-consumer

六、关于 Nacos Starter 更多的配置项信息

更多关于 spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery 的 starter 配置项如下所示:

配置项	Key	默认值	说明
服务端地址	spring.cloud.nacos.discovery.server-addr	无	Nacos Server 启动监听的ip地址和端口
服务名	spring.cloud.nacos.discovery.service	${spring.application.name}	给当前的服务命名
服务分组	spring.cloud.nacos.discovery.group	DEFAULT_GROUP	设置服务所处的分组
权重	spring.cloud.nacos.discovery.weight	1	取值范围 1 到 100，数值越大，权重越大
网卡名	spring.cloud.nacos.discovery.network-interface	无	当IP未配置时，注册的IP为此网卡所对应的IP地址，如果此项也未配置，则默认取第一块网卡的地址
注册的IP地址	spring.cloud.nacos.discovery.ip	无	优先级最高
注册的端口	spring.cloud.nacos.discovery.port	-1	默认情况下不用配置，会自动探测
命名空间	spring.cloud.nacos.discovery.namespace	无	常用场景之一是不同环境的注册的区分隔离，例如开发测试环境和生产环境的资源（如配置、服务）隔离等。
AccessKey	spring.cloud.nacos.discovery.access-key	无	当要上阿里云时，阿里云上面的一个云账号名
SecretKey	spring.cloud.nacos.discovery.secret-key	无	当要上阿里云时，阿里云上面的一个云账号密码
Metadata	spring.cloud.nacos.discovery.metadata	无	使用Map格式配置，用户可以根据自己的需要自定义一些和服务相关的元数据信息
日志文件名	spring.cloud.nacos.discovery.log-name	无
集群	spring.cloud.nacos.discovery.cluster-name	DEFAULT	配置成Nacos集群名称
接入点	spring.cloud.nacos.discovery.enpoint	UTF-8	地域的某个服务的入口域名，通过此域名可以动态地拿到服务端地址
是否集成Ribbon	ribbon.nacos.enabled	true	一般都设置成true即可
是否开启Nacos Watch	spring.cloud.nacos.discovery.watch.enabled	true	可以设置成false来关闭 watch
注册的IP地址类型	spring.cloud.nacos.discovery.ip-type	IPv4	可以配置IPv4和IPv6两种类型