【Nacos】一文为你揭露它的强大

news2024/12/23 18:36:22

注：为什么要使用nacos作为注册中心呢？这样的好处在哪呢？

一、 什么是nacos

Nacos 是 Dynamic Naming and Configuration Service 的首字母简称；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 致力于帮助您发现、配置和管理微服务。Nacos 提供了一组简单易用的特性集，帮助您快速实现动态服务发现、服务配置、服务元数据及流量管理。

官方文档： https://nacos.io/zh-cn/docs/what-is-nacos.html

OpenAPI文档：https://nacos.io/zh-cn/docs/open-api.html

1.1 Nacos 的关键特性:

  • 服务发现和服务健康监测

  • 动态配置服务

  • 动态 DNS 服务

  • 服务及其元数据管理

1.2 Nacos 优势

  • 易用：简单的数据模型，标准的 restfulAPI，易用的控制台，丰富的使用文档。

  • 稳定：99.9% 高可用，脱胎于历经阿里巴巴 10 年生产验证的内部产品，支持具有数百万服务的大规模场景，具备企业级 SLA 的开源产品。

  • 实时：数据变更毫秒级推送生效；1w 级，SLA 承诺 1w 实例上下线 1s，99.9% 推送完成；10w 级，SLA 承诺 1w 实例上下线 3s，99.9% 推送完成；100w 级别，SLA 承诺 1w 实例上下线 9s 99.9% 推送完成。

  • 规模：十万级服务/配置，百万级连接，具备强大扩展性。

1.3 注册中心对比

1.4 nacos地图

  • 特性大图：要从功能特性，非功能特性，全面介绍我们要解的问题域的特性诉求

  • 架构大图：通过清晰架构，让您快速进入 Nacos 世界

  • 业务大图：利用当前特性可以支持的业务场景，及其最佳实践

  • 生态大图：系统梳理 Nacos 和主流技术生态的关系

  • 优势大图：展示 Nacos 核心竞争力

  • 战略大图：要从战略到战术层面讲 Nacos 的宏观优势

二、nacos注册中心架构和基本概念

2.1 注册中心设计思路分析

2.1.1 硬编码式调用

2.2.2 服务维护一份注册表

2.2.3 采用nginx维护

2.2.4 采用数据库（第三方中间件）当注册中心

2.2.5 采用定时任务，完善服务的存活、数据的更新等等

2.2 nacos注册中心图

  • 服务 (Service)

服务是指一个或一组软件功能（例如特定信息的检索或一组操作的执行），其目的是不同的客户端可以为不同的目的重用（例如通过跨进程的网络调用）。Nacos 支持主流的服务生态，如 Kubernetes Service、gRPC|Dubbo RPC Service 或者 Spring Cloud RESTful Service。

  • 服务注册中心 (Service Registry)

服务注册中心，它是服务及其实例和元数据的数据库。服务实例在启动时注册到服务注册表，并在关闭时注销。服务和路由器的客户端查询服务注册表以查找服务的可用实例。服务注册中心可能会调用服务实例的健康检查 API 来验证它是否能够处理请求。

  • 服务元数据 (Service Metadata)

服务元数据是指包括服务端点(endpoints)、服务标签、服务版本号、服务实例权重、路由规则、安全策略等描述服务的数据。

  • 服务提供方 (Service Provider)

是指提供可复用和可调用服务的应用方。

  • 服务消费方 (Service Consumer)

是指会发起对某个服务调用的应用方。

2.3 Nacos注册中心核心功能

服务注册：Nacos Client会通过发送REST请求的方式向Nacos Server注册自己的服务，提供自身的元数据，比如ip地址、端口等信息。Nacos Server接收到注册请求后，就会把这些元数据信息存储在一个双层的内存Map中。

服务心跳：在服务注册后，Nacos Client会维护一个定时心跳来持续通知Nacos Server，说明服务一直处于可用状态，防止被剔除。默认5s发送一次心跳。

服务同步：Nacos Server集群之间会互相同步服务实例，用来保证服务信息的一致性。

服务发现：服务消费者（Nacos Client）在调用服务提供者的服务时，会发送一个REST请求给Nacos Server，获取上面注册的服务清单，并且缓存在Nacos Client本地，同时会在Nacos Client本地开启一个定时任务定时拉取服务端最新的注册表信息更新到本地缓存

服务健康检查：Nacos Server会开启一个定时任务用来检查注册服务实例的健康情况，对于超过15s没有收到客户端心跳的实例会将它的healthy属性置为false(客户端服务发现时不会发现)，如果某个实例超过30秒没有收到心跳，直接剔除该实例(被剔除的实例如果恢复发送心跳则会重新注册)

三、Nacos配置中心

在微服务架构中，当系统从一个单体应用，被拆分成分布式系统上一个个服务节点后，配置文件也必须跟着迁移（分割），这样配置就分散了，不仅如此，分散中还包含着冗余。配置中心将配置从各应用中剥离出来，对配置进行统一管理，应用自身不需要自己去管理配置。

配置中心的服务流程如下：

  1. 用户在配置中心更新配置信息。

  1. 服务A和服务B及时得到配置更新通知，从配置中心获取配置。

配置中心就是一种统一管理各种应用配置的基础服务组件。

3.1 什么是Nacos配置中心

官方文档： https://github.com/alibaba/spring-cloud-alibaba/wiki/Nacos-config

Nacos 提供用于存储配置和其他元数据的 key/value 存储，为分布式系统中的外部化配置提供服务器端和客户端支持。使用 Spring Cloud Alibaba Nacos Config，您可以在 Nacos Server 集中管理你 Spring Cloud 应用的外部属性配置。

3.2 Nacos配置中心的架构

  1. 用户可以操作控制台进行配置的获取、修改

  1. 也可以通过客户端去进行配置的获取、修改

  1. 修改后的配置会对节点进行同步，保证配置的实时性

  1. 配置的修改会持久化到持久层里

3.3 config相关配置

  • 支持profile粒度的配置

spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config 在加载配置的时候，不仅仅加载了以 dataid 为 ${spring.application.name}.${file-extension:properties} 为前缀的基础配置，还加载了dataid为 ${spring.application.name}-${profile}.${file-extension:properties} 的基础配置。在日常开发中如果遇到多套环境下的不同配置，可以通过Spring 提供的 ${spring.profiles.active} 这个配置项来配置。

   spring.profiles.active=dev

  • 支持自定义 namespace 的配置

用于进行租户粒度的配置隔离。不同的命名空间下，可以存在相同的 Group 或 Data ID 的配置。Namespace 的常用场景之一是不同环境的配置的区分隔离，例如开发测试环境和生产环境的资源（如配置、服务）隔离等。

在没有明确指定 ${spring.cloud.nacos.config.namespace} 配置的情况下， 默认使用的是 Nacos 上 Public 这个namespace。如果需要使用自定义的命名空间，可以通过以下配置来实现：

 spring.cloud.nacos.config.namespace=42342df5-231f-2eca-csdc-6333dwe12ff8

  • 支持自定义 Group 的配置

Group是组织配置的维度之一。通过一个有意义的字符串（如 Buy 或 Trade ）对配置集进行分组，从而区分 Data ID 相同的配置集。当您在 Nacos 上创建一个配置时，如果未填写配置分组的名称，则配置分组的名称默认采用 DEFAULT_GROUP 。配置分组的常见场景：不同的应用或组件使用了相同的配置类型，如 database_url 配置和 MQ_topic 配置。

在没有明确指定 ${spring.cloud.nacos.config.group} 配置的情况下，默认是DEFAULT_GROUP 。如果需要自定义自己的 Group，可以通过以下配置来实现：

spring.cloud.nacos.config.group=DEVELOP_GROUP

  • 支持自定义扩展的 Data Id 配置

Data ID 是组织划分配置的维度之一。Data ID 通常用于组织划分系统的配置集。一个系统或者应用可以包含多个配置集，每个配置集都可以被一个有意义的名称标识。Data ID 通常采用类 Java 包（如 com.taobao.tc.refund.log.level）的命名规则保证全局唯一性。此命名规则非强制。

通过自定义扩展的 Data Id 配置，既可以解决多个应用间配置共享的问题，又可以支持一个应用有多个配置文件。

# 自定义 Data Id 的配置
#不同工程的通用配置 支持共享的 DataId
spring.cloud.nacos.config.sharedConfigs[0].data-id= common.yaml
spring.cloud.nacos.config.sharedConfigs[0].group=REFRESH_GROUP
spring.cloud.nacos.config.sharedConfigs[0].refresh=true

# config external configuration
# 支持一个应用多个 DataId 的配置
spring.cloud.nacos.config.extensionConfigs[0].data-id=ext-config-common01.properties
spring.cloud.nacos.config.extensionConfigs[0].group=REFRESH_GROUP
spring.cloud.nacos.config.extensionConfigs[0].refresh=true

spring.cloud.nacos.config.extensionConfigs[1].data-id=ext-config-common02.properties
spring.cloud.nacos.config.extensionConfigs[1].group=REFRESH_GROUP

3.4 配置的优先级

Spring Cloud Alibaba Nacos Config 目前提供了三种配置能力从 Nacos 拉取相关的配置。

  • A: 通过 spring.cloud.nacos.config.shared-configs 支持多个共享 Data Id 的配置

  • B: 通过 spring.cloud.nacos.config.ext-config[n].data-id 的方式支持多个扩展 Data Id 的配置

  • C: 通过内部相关规则(应用名、应用名+ Profile )自动生成相关的 Data Id 配置

当三种方式共同使用时，他们的一个优先级关系是:A < B < C

优先级从高到低：

  • ${spring.application.name}-${profile}.${file-extension:properties}

  • ${spring.application.name}.${file-extension:properties}

  • ${spring.application.name}

  • extensionConfigs 一个微服务的多个配置，比如 nacos,mybatis

  • sharedConfigs 多个微服务公共配置，比如 redis

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