SpringCloud Alibaba Nacos 服务注册和配置中心

news2024/11/12 14:18:39

一、前言

        接下来是开展一系列的 SpringCloud 的学习之旅,从传统的模块之间调用,一步步的升级为 SpringCloud 模块之间的调用,此篇文章为第十二篇,即介绍 SpringCloud Alibaba Nacos 服务注册和配置中心。

二、Nacos 简介

2.1 为什么叫 Nacos

        前四个字母分别为 Naming Configuration 的前两个字母,最后的 sService

2.2 Nacos 是什么

        Nacos 是一个更易于构建云原生应用的动态服务发现、配置管理和服务管理平台。

        Nacos 就是注册中心 + 配置中心的组合等价于 Eureka + Config  + Bus

2.3 作用

        替代 Eureka 做服务注册中心,替代 Config 做服务配置中心。

三、安装并运行 Nacos

3.1 前提

        确保本地有 Java8 Maven环境。

3.2 下载

        在官网下载合适的版本,如下图:

3.3 安装

        解压安装包,进入到 bin 目录下切换命令行,执行 startup.cmd -m standalone 命令即可,如下图:

3.4 测试

        命令运行成功后直接访问 http://localhost:8848/nacos,如下图:

        用户名和密码都是 nacos ,登录进去,如下:

四、Nacos作为服务注册中心演示

4.1 基于 Nacos 的服务提供者

4.1.1 创建工程

        创建一个服务提供者 cloudalibaba-provider-payment9001 模块,pom.xml 内容如下所示:

<?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>
    <parent>
        <groupId>com.springcloud</groupId>
        <artifactId>SpringCloud</artifactId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>

    <artifactId>cloudalibaba-provider-payment9001</artifactId>

    <properties>
        <maven.compiler.source>8</maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>8</maven.compiler.target>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
    </properties>
    <dependencies>
        <!--SpringCloud ailibaba nacos -->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
        </dependency>
        <!-- SpringBoot整合Web组件 -->
        <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>
        <!--日常通用jar包配置-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
            <scope>runtime</scope>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>

</project>

        我们可以这样引入的前提是:父工程引入了 alibaba 相关的依赖,如下:

<!--spring cloud alibaba 2.1.0.RELEASE-->
<dependency>
	<groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
	<artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
	<version>2.1.0.RELEASE</version>
	<type>pom</type>
	<scope>import</scope>
</dependency>

        application.yml 内容如下所示:

server:
  port: 9001

spring:
  application:
    name: nacos-payment-provider
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848 #配置Nacos地址

management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: '*'

        主启动类的代码如下所示:

package com.springcloud;

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

@EnableDiscoveryClient
@SpringBootApplication
public class PaymentMain9001
{
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(PaymentMain9001.class, args);
    }
}

        业务类 PaymentController,代码如下所示:

package com.springcloud.controller;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class PaymentController
{
    @Value("${server.port}")
    private String serverPort;

    @GetMapping(value = "/payment/nacos/{id}")
    public String getPayment(@PathVariable("id") Integer id) {
        return "nacos registry, serverPort: "+ serverPort+"\t id"+id;
    }
}

4.1.2 测试

        启动 cloudalibaba-provider-payment9001 模块,访问 http://localhost:9001/payment/nacos/1,如下图:

        打开 nacos 的控制台,可以看到服务注册的信息,如下图:

4.1.3 创建工程

        为了后面测试负载均衡,我们按照创建 9001 工程的步骤,再创建一个 9002 的工程,创建的步骤这里不再赘述。等到创建成功后,启动,打开 nacos 管理界面,如下图:

4.2 基于 Nacos 的服务消费者

4.2.1 创建工程

        创建一个服务消费模块 cloudalibaba-consumer-nacos-order83pom.xml 内容如下所示:

<?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>
    <parent>
        <groupId>com.springcloud</groupId>
        <artifactId>SpringCloud</artifactId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>

    <artifactId>cloudalibaba-consumer-nacos-order83</artifactId>

    <properties>
        <maven.compiler.source>8</maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>8</maven.compiler.target>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
    </properties>
    <dependencies>
        <!--SpringCloud ailibaba nacos -->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
        </dependency>
        <!-- 引入自己定义的api通用包,可以使用Payment支付Entity -->
        <dependency>
            <groupId>com.atguigu.springcloud</groupId>
            <artifactId>cloud-api-commons</artifactId>
            <version>${project.version}</version>
        </dependency>
        <!-- SpringBoot整合Web组件 -->
        <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>
        <!--日常通用jar包配置-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
            <scope>runtime</scope>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>

</project>

        application.yml 内容如下所示:

server:
  port: 83


spring:
  application:
    name: nacos-order-consumer
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848


#消费者将要去访问的微服务名称(注册成功进nacos的微服务提供者)
service-url:
  nacos-user-service: http://nacos-payment-provider

        主启动类的代码如下所示:

package com.springcloud;

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

@EnableDiscoveryClient
@SpringBootApplication
public class OrderNacosMain83
{
    public static void main(String[] args)
    {
        SpringApplication.run(OrderNacosMain83.class,args);
    }
}

        配置类的代码如下所示:

package com.springcloud.config;

import org.springframework.cloud.client.loadbalancer.LoadBalanced;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

@Configuration
public class ApplicationContextBean
{
    @Bean
    // 设置支持负载均衡
    @LoadBalanced
    public RestTemplate getRestTemplate()
    {
        return new RestTemplate();
    }
}

         业务类 controller 的代码如下所示:

package com.springcloud.controller;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

import javax.annotation.Resource;

@RestController
public class OrderNacosController
{
    @Resource
    private RestTemplate restTemplate;

    @Value("${service-url.nacos-user-service}")
    private String serverURL;

    @GetMapping("/consumer/payment/nacos/{id}")
    public String paymentInfo(@PathVariable("id") Long id)
    {
        return restTemplate.getForObject(serverURL+"/payment/nacos/"+id,String.class);
    }

}

4.2.2 测试

        启动 cloudalibaba-consumer-nacos-order83 模块,打开 nacos 管理界面,如下图:

        在浏览器输入 http://localhost:83/consumer/payment/nacos/13,测试负载均衡,如下图:

        可以看到,实现了负载均衡的功能,Nacos 天生支持负载均衡的功能,如下图:

4.3 服务注册中心对比

4.3.1 Nacos 全景图

        Nacos 想要全景覆盖,每一种技术都想支持

4.3.2 Nacos 和 CAP

4.3.2 CP 和 AP 切换

        C 是所有节点在同一时间看到的数据是一致的;而 A 的定义是所有的请求都会收到响应。

        何时选择使用何种模式?一般来说,如果不需要存储服务级别的信息且服务实例是通过 nacos-client 注册,并能够保持心跳上报,那么就可以选择 AP 模式。当前主流的服务如 Spring cloudDubbo 服务,都适用于 AP 模式,AP 模式为了服务的可能性而减弱了一致性,因此 AP 模式下只支持注册临时实例。

        如果需要在服务级别编辑或者存储配置信息,那么 CP 是必须,K8S 服务和 DNS 服务则适用于 CP 模式。CP 模式下则支持注册持久化实例,此时则是以 Raft 协议为集群运行模式,该模式下注册实例之前必须先注册服务,如果服务不存在,则会返回错误。

        Nacos 支持 APCP 模式的切换,切换的命令为:

curl -X PUT '$NACOS_SERVER:8848/nacos/v1/ns/operator/switches?entry=serverMode&value=CP'

五、Nacos 作为服务配置中心演示

5.1 Nacos 作为配置中心-基础配置

5.1.1 创建工程

        创建一个 cloudalibaba-config-nacos-client3377 模块用来演示配置中心,pom.xml 内容如下所示,只是多了一个 nacos-config 的配置。

<?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 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <parent>
        <groupId>com.springcloud</groupId>
        <artifactId>SpringCloud</artifactId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>

    <artifactId>cloudalibaba-config-nacos-client3377</artifactId>

    <properties>
        <maven.compiler.source>8</maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>8</maven.compiler.target>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
    </properties>
    <dependencies>
        <!--nacos-config-->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId>
        </dependency>
        <!--nacos-discovery-->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
        </dependency>
        <!--web + actuator-->
        <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>
        <!--一般基础配置-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
            <scope>runtime</scope>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>

</project>

        创建两个配置文件 application.yml bootstarp.yml,为什么创建两个呢?因为 Nacos springcloud-config 一样,在项目初始化时,要保证先从配置中心进行配置拉取,拉取配置之后,才能保证项目的正常启动。

        springboot 中配置文件的加载是存在优先级顺序的,bootstrap 优先级高于 application

        bootstarp.yml 的内容如下所示,里面标识出来了注册中心的地址和配置中心的地址,并标识除了读取哪种类型结尾的文件。

# nacos配置
server:
  port: 3377

spring:
  application:
    name: nacos-config-client
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848 #Nacos服务注册中心地址
      config:
        server-addr: localhost:8848 #Nacos作为配置中心地址
        file-extension: yaml #指定yaml格式的配置


  # ${spring.application.name}-${spring.profile.active}.${spring.cloud.nacos.config.file-extension}

        application.yml 内容如下所示:

spring:
  profiles:
    active: dev # 表示开发环境

        主启动类的代码如下所示:

package com.springcloud;

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

@EnableDiscoveryClient
@SpringBootApplication
public class NacosConfigClientMain3377
{
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(NacosConfigClientMain3377.class, args);
    }
}

        业务类 controller 的代码如下所示:

package com.springcloud.controller;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.cloud.context.config.annotation.RefreshScope;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
// 在控制器类加入@RefreshScope注解使当前类下的配置支持Nacos的动态刷新功能。
@RefreshScope 
public class ConfigClientController
{
    @Value("${config.info}")
    private String configInfo;

    @GetMapping("/config/info")
    public String getConfigInfo() {
        return configInfo;
    }
}

5.1.2 Nacos 中添加配置信息

        我们想实现动态的获取远程配置文件的最新值,我们可以在 nacos 中添加配置信息,然后再获取。

        Nacos 中的 dataid 的组成格式及与 SpringBoot 配置文件中的匹配规则,官网的地址在这,匹配规则如下:

        最后的公式可以总结为:

${spring.application.name}-${spring.profiles.active}.${spring.cloud.nacos.config.file-extension}

        打开 nacos 的管理界面,新增一个配置,如下图:

        总结起来就是如下图:

5.1.3 测试

        运行 cloud-config-nacos-client3377 的主启动类,调用接口查看配置信息:http://localhost:3377/config/info,如下图:

        修改下 Nacos 中的 yaml 配置文件,再次调用查看配置的接口,就会发现配置已经刷新,如下图:

5.1.4 历史配置

        Nacos 会记录配置文件的历史版本默认保留 30 天,此外还有一键回滚功能,回滚操作将会触发配置更新。

5.2 Nacos 作为配置中心-分类配置

5.2.1 问题

        实际开发中,通常一个系统会准备 dev 开发环境、test 测试环境、prod 生产环境。如何保证指定环境启动时服务能正确读取到 Nacos 上相应环境的配置文件呢?

        一个大型分布式微服务系统会有很多微服务子项目,每个微服务项目又都会有相应的开发环境、测试环境、预发环境、正式环境......那怎么对这些微服务配置进行管理呢?

5.2.2 解决方案

        我们可以在 Nacos 的图形化管理界面通过配置命名空间、Group Data Id 来解决上述的问题。

5.2.3 设计原因

        Namespace+Group+Data ID 三者关系?为什么这么设计?这三者之间的关系类似于 Java 里面的 package 名和类名,最外层的 namespace 是可以用于区分部署环境的,Group DataID 逻辑上区分两个目标对象。如下图:

        默认情况:Namespace=publicGroup=DEFAULT_GROUP,默认 Cluster DEFAULT

        Nacos 默认的命名空间是 publicNamespace 主要用来实现隔离。比方说我们现在有三个环境:开发、测试、生产环境,我们就可以创建三个 Namespace,不同的 Namespace 之间是隔离的。

        Group 默认是 DEFAULT_GROUPGroup 可以把不同的微服务划分到同一个分组里面去。

        Service 就是微服务;一个 Service 可以包含多个 Cluster(集群),Nacos 默认 ClusterDEFAULTCluster 是对指定微服务的一个虚拟划分。比方说为了容灾,将 Service 微服务分别部署在了杭州机房和广州机房,这时就可以给杭州机房的 Service 微服务起一个集群名称 HZ,给广州机房的 Service 微服务起一个集群名称 GZ,还可以尽量让同一个机房的微服务互相调用,以提升性能。

        最后是 Instance,就是微服务的实例。

5.2.4 DataID 方案

        指定 spring.profile.active 和配置文件的 DataID 来使不同环境下读取不同的配置,新建 pro 配置 DataID,如下图:

        新建 test 配置 DataID,如下图:

        通过 spring.profile.active 属性就能进行多环境下配置文件的读取,如下:

        输入 http://localhost:3377/config/info,进行测试,如下:

5.2.5 Group 方案

        可以通过 Group 实现环境区分,新建一个 Group,如下图:

        在 nacos 图形界面控制台上面新建配置文件 DataID,如下图:

        接下来在 config 下增加一条 group 的配置即可。可配置为 DEV_GROUP TEST_GROUP 

         输入 http://localhost:3377/config/info,进行测试,如下:

5.2.6 Namespace 方案

        新建 dev test 的 Namespace,如下图:

        接下来回到服务管理-服务列表查看,如下图:

        按照域名配置填写,如下图:

        在 bootstarp.yml 中添加 namespace 的属性,如下,值为上图生成的 id

          输入 http://localhost:3377/config/info,进行测试,如下:

 六、Nacos 集群和持久化配置

6.1 官网说明

6.1.1 架构图说明

        官网的地址在这,官网的架构图如下所示:

        看上面的架构图可能看的不是很懂,如果翻译一下,可能会更懂一些,翻译过来就是下面的这张图,如下:

6.1.2 重点说明

        默认 Nacos 使用嵌入式数据库实现数据的存储。所以,如果启动多个默认配置下的 Nacos 节点,数据存储是存在一致性问题的。为了解决这个问题,Nacos 采用了集中式存储的方式来支持集群化部署,目前只支持 MySQL 的存储。下图摘抄自官网。

6.2 Nacos 持久化配置解释

6.2.1 默认数据库

        Nacos 默认自带的是嵌入式数据库 derby

6.2.2 数据库切换

        derby mysql 切换配置步骤,首先在安装包的 nacos\conf 目录下找到 sql 脚本,如下:

        在 mysql 的客户端中执行里面的 sql 脚本,执行完毕后如下图:

        修改 nacos\conf 目录下的 application.properties 文件,填写自己的数据库信息,如下:

        修改完毕后重新启动 nacos,然后打开 nacos 的管理界面,如下图,可以看见,我们以前创建的配置列表都没有了,证明切换成功了。

6.3 Linux 版 Nacos + MySQL 生产环境配置

        我们此次搭建 1Nginx + 3nacos 注册中心 + mysql

ip 地址用途
192.168.229.1Mysql 数据库服务器
192.168.229.166安装 nacos 节点
192.168.229.169安装 nacos 节点
192.168.229.172安装 nacos 节点和 Nginx

6.3.1 Nacos 下载 Linux 版

        下图摘抄自官网,可以从官网选取合适的 linux 版本,下载完成后拷贝到 linux 环境里面,如下图:

        分别拷贝三份到不同的服务器里面,并解压安装包并将解压后的文件拷贝到 opt 文件夹下,如下图: 

6.3.2 集群配置

6.3.2.1 mysql 数据库配置

        首先确保你的数据库的版本为 5.x 版本,若为 8.0 版本可能会出问题。

        然后进行 linux 服务器上 mysql 数据库配置,sql 语句在如下的位置

        运行上面的 mysql 数据库脚本,会创建一个 nacos_config 的数据库,如下:

6.3.2.2 application 配置

        分别修改三个服务器上的 /opt/nacos/conf/application.properties 文件,位置如下:

        在配置文件中添加如下的内容,修改完成后记得保存退出

spring.datasource.platform=mysql
 
db.num=1
db.url.0=jdbc:mysql://192.168.229.1:3306/nacos_config?characterEncoding=utf8&connectTimeout=1000&socketTimeout=3000&autoReconnect=true&useUnicode=true&useSSL=false&serverTimezone=UTC
db.user=root
db.password=123456
6.3.2.3 集群配置

        接下来需要修改 cluster.conf 配置文件,文件位置如下所示:

        每台服务器都需要添加一样的内容,内容如下:

192.168.229.166:8848
192.168.229.169:8848
192.168.229.172:8848

6.3.2.4 启动验证

        在启动 nacos 之前,先将虚拟机里面三台服务器的防火墙关掉,命令如下:

systemctl status firewalld

systemctl stop firewalld

        分别启动三台服务器里面的 nacos,如下图:

        可以输入 tail -f /opt/nacos/logs/start.out  命令来查看日志的输出,当出现下面的提示时,就证明启动成功了。

        然后在浏览器分别访问刚刚开启的这三台 nacos,如下图:

6.3.2.5 nginx 配置

        Nginx 的下载和安装,请参考我的这篇博客,安装完成后,进入到 conf 文件夹下,准备修改 nginx.conf 配置文件,如下图:

        修改的内容如下图: 

        修改完成后,启动 nginx,如下图:

        在浏览器输入 http://192.168.229.172:1111/nacos,如下图:

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