Nacos配置拉取及配置动态刷新原理【源码阅读】

news2024/11/25 0:29:56

Nacos配置拉取及配置刷新原理

一、初始化时获取配置文件

背景

SpringCloud项目中SpringBoot在启动阶段除了会创建SpringBoot容器，还会通过bootstrap.yml构建一个SpringCloud容器，之后会在准备上下文阶段通过SPI加载实现类后，会进行配置合并。

NacosPropertySourceLocator类

1、该类为拉取nacos配置文件的核心类，在结果SPI加载时NacosPropertySourceLocator作为PropertySourceLocator的实现类，也将被加载到PropertySourceBootstrapConfiguration中参加遍历。

image-20230311052048583

2、最后来到NacosPropertySourceLocator类的locate方法，在该方法中会通过nacosConfigManager来获取ConfigService接口实现类

image-20230311052539842

3、该方法结果调用最后会通过反射获取NacosConfigService对象的有参构造器创建并返回

image-20230311052913557

4、回到上面的locate方法，最后开始加载配置文件，此处会加载三种类型配置文件，分别为共享配置文件、拓展配置文件、应用自身的配置文件。此时由于顺序的原因导致覆盖我们可以得出优先级为从下至上，而其中每一种配置文件的加载都会有三种加载方式，分别是从本地获取，再从nacos获取，为从nacos获取时网络异常等原因导致获取失败，最后一种获取方式为从快照获取（快照的来源为每一种成功从nacos获取后保存）。

image-20230311054017540

5、最后都将使用上文的NacosConfigService对象getConfigInner方法实现三种方式的获取

private String getConfigInner(String tenant, String dataId, String group, long timeoutMs) throws NacosException {
    group = blank2defaultGroup(group);
    ParamUtils.checkKeyParam(dataId, group);
    ConfigResponse cr = new ConfigResponse();
    
    cr.setDataId(dataId);
    cr.setTenant(tenant);
    cr.setGroup(group);
    
    // 优先使用本地配置
    String content = LocalConfigInfoProcessor.getFailover(agent.getName(), dataId, group, tenant);
    if (content != null) {
        LOGGER.warn("[{}] [get-config] get failover ok, dataId={}, group={}, tenant={}, config={}", agent.getName(),
                dataId, group, tenant, ContentUtils.truncateContent(content));
        cr.setContent(content);
        String encryptedDataKey = LocalEncryptedDataKeyProcessor
                .getEncryptDataKeyFailover(agent.getName(), dataId, group, tenant);
        cr.setEncryptedDataKey(encryptedDataKey);
        configFilterChainManager.doFilter(null, cr);
        content = cr.getContent();
        return content;
    }
    
    try {
        ConfigResponse response = worker.getServerConfig(dataId, group, tenant, timeoutMs);
        cr.setContent(response.getContent());
        cr.setEncryptedDataKey(response.getEncryptedDataKey());
        
        configFilterChainManager.doFilter(null, cr);
        content = cr.getContent();
        
        return content;
    } catch (NacosException ioe) {
        if (NacosException.NO_RIGHT == ioe.getErrCode()) {
            throw ioe;
        }
        LOGGER.warn("[{}] [get-config] get from server error, dataId={}, group={}, tenant={}, msg={}",
                agent.getName(), dataId, group, tenant, ioe.toString());
    }
    
    LOGGER.warn("[{}] [get-config] get snapshot ok, dataId={}, group={}, tenant={}, config={}", agent.getName(),
            dataId, group, tenant, ContentUtils.truncateContent(content));
    content = LocalConfigInfoProcessor.getSnapshot(agent.getName(), dataId, group, tenant);
    cr.setContent(content);
    String encryptedDataKey = LocalEncryptedDataKeyProcessor
            .getEncryptDataKeyFailover(agent.getName(), dataId, group, tenant);
    cr.setEncryptedDataKey(encryptedDataKey);
    configFilterChainManager.doFilter(null, cr);
    content = cr.getContent();
    return content;
}

6、最后将配置文件中的信息都保存到composite中返回。

以上为项目启动时获取的配置文件流程

配置刷新原理

背景

当远程 Nacos Config Server 中的配置信息发生了变更，我们springboot应用作为Nacos Config Client 是如何感知到的呢？

此处我们需要知道一点前置知识，那就是两个数据消费模型，push模型和pull模型。

  • Push 模型：当 Server 端的数据发生了变更，其会主动将更新推送给 Client。Push 模型 适合于 Client 数量不多，且 Server 端数据变化比较频繁的场景。其实时性较好，但其需要维护长连接，占用系统资源。
  • Pull 模型：需要 Client 定时查看 Server 端数据是否更新。其实时性不好，且可能会产生数据更新的丢失。

那nacos采用的是哪种模型呢？

其实都不是，Nacos采用了长轮询模型实现的变更通知。

那什么是长轮询呢？

  • 长轮询模型整合了 Push 与 Pull 模型的优势。Client 仍定时发起 Pull 请求，查看 Server 端数据是否更新。若发生了更新，则 Server 立即将更新数据以响应的形式发送给 Client 端； 若没有发生更新，Server 端不会发送任何信息，但其会临时性的保持住这个连接一段时间。 若在此时间段内，Server 端数据发生了变更，这个变更就会触发 Server 向 Client 发送变更结 果。这次发送的执行，就是因为长连接的存在。若此期间仍未发生变更，则放弃这个连接。 等待着下一次 Client 的 Pull 请求。 长轮询模型，是 Push 与 Pull 模型的整合，既减少了 Push 模型中长连接的被长时间维护 的时间，又降低了 Pull 模型实时性较差的问题。
  • Nacos断开连接默认为3秒

2.1、在上文第2、3步我们提到NacosPropertySourceLocator会通过反射获取到NacosConfigService类的全程构造方法并且构造出NacosConfigService对象。此时我们来看看NacosConfigService类的构造方法。注意该方法中我画绿圈的worker属性构造。该属性即为配置刷新的核心。

image-20230311055333689

2.2、来到ClientWorker构造方法，我们可以看到其中有两个周期线程池，其中executor线程池就是为了控制发出配置检测的间隔，为10秒一次，断开连接默认为3秒

image-20230311061429849

image-20230311061628943

2.3、接下来我们看到发出配置检测请求的checkConfigInfo()方法

image-20230311061728396

ParamUtil.getPerTaskConfigSize()的值为3000，currentLongingTaskCount默认为0，所以正常情况下都只是循环一次

2.4、接下来我们点到LongPollingRunnable看着像长轮询的类，该类实现了Runnable接口，查看其run方法。

以下是使用本地配置时检测是否更新

image-20230311062409691

2.5、然后开始检测并获得远程的变化了的key

image-20230311063653075

2.6、然后获取到对应的value设置新值且计算md5，md5即用于比较是否发现变化，注意其中的setContent方法

public void setContent(String content) {
    this.content = content;
    this.md5 = getMd5String(this.content);
}

image-20230311063839977

2.7、随后开始检测并开启下一次任务

image-20230311064047195

2.8、接下来我们打开检测是否变化的方法checkListenerMd5()

image-20230311064134822

2.9、发现发生变化后将会调用safeNotifyListener方法，safeNotifyListener方法则会触发刷新的方法。

补充

  • 3.1、在介绍该方法之前我们补充以下之前遗漏的初始化监听器的步骤，在springboot准备完环境后将会发出ApplicationReadyEvent事件。而在NacosConfigAutoConfiguration配置类中注入了一个NacosContextRefresher对象

image-20230311065040389

  • 3.2、我们打开NacosContextRefresher对象，看到该类实现了ApplicationListener接口，并且监听事件刚好为上步骤中提到的ApplicationReadyEvent事件。

image-20230311065209722

  • 3.3、接下来我们看看他的监听方法中做了什么，看到使用了CAS来控制registerNacosListenersForApplications方法的调用来注册Nacos监听器

image-20230311065244186

  • 3.4、接下来接着查看registerNacosListenersForApplications方法如何绑定的监听器，我们看到是调用registerNacosListener()方法给每一个dataId绑定监听器。

image-20230311065910627

  • 3.5、接下来我们点到registerNacosListener方法中，看到给使用dataId与groupId生成的key绑定一个AbstractSharedListener抽象实现类的监听器，需要注意的时候该实现类中的实现的innerReceive()方法会发出一个RefreshEvent事件，该事件会触发带有@RefreshScope注解的类刷新。

image-20230311070043576

  • 3.6、至此我们看到了绑定监听器的过程，接下来我们回到之前的地方。

2.10、此时回到CacheData类的checkListenerMd5()方法中，该方法调用了safeNotifyListener()方法

image-20230311070826494

2.11、打开safeNotifyListener()方法，看到Listener被强转为AbstractSharedListener修改了其中的dataId与group

image-20230311070932641

2.12、随后调用了AbstractSharedListener类的receiveConfigInfo()方法，该方法中我们在上文提到过该方法中会发布出一个RefreshEvent事件，该事件会触发带有@RefreshScope注解的类刷新。

image-20230311071319772

  • @RefreshScope概述

    • @RefreshScope注解标注了@Scope注解，井默认了ScopedProxyMode.TARGET_CLASS
      属性，此属性的功能就是创建一个代理，在每次调用的时候都用它来调用GenericScope#get方法来获取bean对象
    • 在GenericScope里面包装了一个内部类BeanLifecycleWrapperCache来对加了
      @RefreshScope的bean进行缓存，使其在不刷新时获取的都是同一个对象
    • 如属性发生变更会调用ContextRefresher#frefresh()一>RefreshScope#refreshAll()进行缓存
      清理方法调用，并发送刷新事件通知一>调用GenericScope#destroy()实现清理缓存
    • 当下一次使用此bean对象时，代理对象会调用GenericScoper#get(String name,
      ObjectFactory<?>objectFactory)方法创建一个新的bean对象，井存入缓存中，此时新对象因为Spring的装配机制就是新的属性了

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