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SpringCloud 微服务实战6 - SpringCloud Alibaba Nacos（服务注册与发现、配置中心）_spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery

作者：从前慢现在也慢 | 2024-04-28 00:48:20

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spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery

一、SpringCloud Alibaba 入门简介

1、为什么会出现 SpringCloud Alibaba

SpringCloud Netflix 项目进入了维护模式。Spring Cloud Greenwich.RC1 available now

将模块处于维护模块意味着 Spring Cloud Netflix 团队将不会再向模块添加新功能。

2、SpringCloud Alibaba 带来了什么

官网：https://github.com/alibaba/spring-cloud-alibaba/blob/master/README-zh.md 

2018.10.31，SpringCloud Alibaba 正式入驻了 SpringCloud 官方孵化器，并在 Maven 中央库发布了第一个版本。

SpringCloud Alibaba可以干什么？

  • 服务限流降级：默认支持 Servlet、Feign、RestTemplate、Dubbo 和 RocketMQ 限流降级功能的借入，可以在运行时通过控制台实时修改限流降级规则，还支持查看限流降级 Metrics 监控。
  • 服务注册与发现：适配 SpringCloud 服务注册与发现，默认集成了 Ribbon 的支持。
  • 分布式配置管理：支持分布式系统中的外部化配置，配置更改时自动刷新。
  • 消息驱动能力：基于 SpringCloud Stream 为微服务应用构建消息驱动能力。
  • 阿里云对象存储：阿里云提供的海量、安全、低成本、高可靠的云存储服务。支持在任何应用、任何时间、任何地点存储和访问任意类型的数据。
  • 分布式任务调度：提供秒级、精准、高可靠的定时（基于 Cron 表达式）任务调度服务。同时提供分布式的任务执行模型，如网格任务。网格任务支持海量子任务均匀分配到所有 Worker（Schedule-client）上执行。
  • 阿里云短信服务：覆盖全球的短信服务，友好、高效、智能的互联化通讯能力，帮助企业迅速搭建客户触达通道。

SpringCloud Alibaba 包含的组件：

  • Sentinel：阿里巴巴开源产品，把流量作为切入点，从流量控制、熔断降级、系统负载保护等多个维度保护服务的稳定性。
  • Nacos：阿里巴巴开源产品，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。
  • RocketMQ：Apache RocketMQ™基于 Java 的高性能、高吞吐量的分布式消息和流计算平台。
  • Dubbo：Apache Dubbo™ 是一款高性能 Java RPC 框架。
  • Seata：阿里巴巴开源产品，一个易于使用的高性能微服务分布式事务解决方案。
  • Alibaba Cloud OSS：阿里云对象存储服务（Object Storage Service，简称 OSS），是阿里云提供的海量、安全、低成本、高可靠的云存储服务。您可以在任何应用、任何时间、任何地点存储和访问任意类型的数据。
  • Alibaba Cloud SchedulerX：阿里中间件团队开发的一款分布式任务调度产品，支持周期性的任务与固定时间点触发任务。
  • Alibaba Cloud SMS：覆盖全球的短信服务，友好、高效、智能的互联化通讯能力，帮助企业迅速搭建客户触达通道。

3、SpringCloud Alibaba 学习资料获取

官网：Spring Cloud Alibaba 

应为：GitHub - alibaba/spring-cloud-alibaba: Spring Cloud Alibaba provides a one-stop solution for application development for the distributed solutions of Alibaba middleware.

中文：

二、SpringCloud Alibaba Nacos 服务注册中心和配置中心

1、Nacos 简介

1.1 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：Dynamic Naming And Configuration Service

Nacos：就是注册中心+配置中心的组合

Nacos = Eureka + Config + Bus

1.2 Nacos 能干嘛

替代 Eureka 做服务注册中心

替代 Config 做服务配置中心

1.3 去哪里下载

Nacos官网：  ，点击版本说明

点击 Tags

自行选择一个合适的版本下载

 本人下载的是 2.0.2，拉到页面的最下方，点击下载（.zip 是window 版本，.tar.gz 是linux 版本）。

1.4 各注册中心比较

据说  Nacos 在阿里巴巴内部有超过 10万 的实例运行，已经过了双十一等各种大型流量的考验。

2、Nacos 安装

本地 Java8+Maven环境已经OK。

前期准备（本人运行环境 Win10）：

  • 如果是只有单台机器，则需要修改  nacos/bin/startup.cmd 启动文件,将 MODE 修改为单例 standalone

  • 修改 nacos/conf/application.properties ,配置数据库，注意数据库名称和用户名密码

  • 在本地 数据库执行 nacos/conf/nacos-mysql.sql 的语句

 

双击 nacos/bin/startup.cmd 启动，如下则表示启动成功

命令运行成功后直接访问 http://localhost:8848/nacos ， 默认账号密码都是 nacos

3、Nacos 作为服务注册中心演示

Spring Cloud Alibaba 参考文档

3.1 基于 Nacos 的服务提供者

新建 Module ：cloudalibaba-provider-payment9001

POM 文件

  1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
  2. <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
  3.          xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  4.          xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
  5.     <parent>
  6.         <artifactId>cloud-study</artifactId>
  7.         <groupId>com.cloud.study</groupId>
  8.         <version>1.0</version>
  9.     </parent>
  10.     <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
  11.  
  12.     <artifactId>cloudalibaba-provider-payment9001</artifactId>
  13.  
  14.     <dependencies>
  15.         <!-- alibaba-nacos -->
  16.         <dependency>
  17.             <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
  18.             <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
  19.         </dependency>
  20.         <!-- 引入自己的 cloud-api-commons 模块-->
  21.         <dependency>
  22.             <groupId>com.cloud.study</groupId>
  23.             <artifactId>cloud-api-commons</artifactId>
  24.             <version>${project.version}</version>
  25.         </dependency>
  26.         <dependency>
  27.             <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  28.             <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
  29.         </dependency>
  30.         <dependency>
  31.             <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  32.             <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
  33.         </dependency>
  34.         <!--开启热部署-->
  35.         <dependency>
  36.             <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  37.             <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
  38.             <scope>runtime</scope>
  39.             <optional>true</optional>
  40.         </dependency>
  41.         <!-- lombok -->
  42.         <dependency>
  43.             <groupId>org.projectlombok</groupId>
  44.             <artifactId>lombok</artifactId>
  45.             <optional>true</optional>
  46.         </dependency>
  47.         <!-- test -->
  48.         <dependency>
  49.             <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  50.             <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
  51.             <scope>test</scope>
  52.         </dependency>
  53.     </dependencies>
  54. </project>

在 父 POM 引入了 spring-cloud-alibaba-dependencies 的依赖，如下图：

  1.             <!-- SpringCloud Alibaba 2.2.6.RELEASE -->
  2.             <dependency>
  3.                 <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
  4.                 <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
  5.                 <version>2.2.6.RELEASE</version>
  6.                 <type>pom</type>
  7.                 <scope>import</scope>
  8.             </dependency>

YAML

  1. server:
  2.   port: 9001
  3.  
  4. spring:
  5.   application:
  6.     name: nacos-payment-provider
  7.   cloud:
  8.     nacos:
  9.       discovery:
  10.         server-addr: localhost:8848
  11.  
  12. #暴露监控端点
  13. management:
  14.   endpoints:
  15.     web:
  16.       exposure:
  17.         include:  "*"

主启动

  1. @SpringBootApplication
  2. @EnableDiscoveryClient
  3. public class PaymentMain9001 {
  4.     public static void main(String[] args) {
  5.         SpringApplication.run(PaymentMain9001.class, args);
  6.     }
  7. }

业务类

  1. @RestController
  2. public class PaymentController {
  3.     @Value("${server.port}")
  4.     private String serverPort;
  5.  
  6.     @GetMapping("/payment/nacos/{id}")
  7.     public String getPayment(@PathVariable("id") Integer id){
  8.         return "nacos registry, serverPort: " + serverPort + "\t id:"+id;
  9.     }
  10. }

测试，启动 9001 

为了下一章节演示 nacos的负载均衡效果，参照 9001

新建 cloudalibaba-provider-payment9002

3.2 基于 Nacos 的服务消费者

新建 Module： cloudalibaba-consumer-order83

POM

  1.     <dependencies>
  2.         <!-- alibaba-nacos -->
  3.         <dependency>
  4.             <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
  5.             <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
  6.         </dependency>
  7.         <!-- 引入自己的 cloud-api-commons 模块-->
  8.         <dependency>
  9.             <groupId>com.cloud.study</groupId>
  10.             <artifactId>cloud-api-commons</artifactId>
  11.             <version>${project.version}</version>
  12.         </dependency>
  13.         <dependency>
  14.             <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  15.             <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
  16.         </dependency>
  17.         <dependency>
  18.             <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  19.             <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
  20.         </dependency>
  21.         <!--开启热部署-->
  22.         <dependency>
  23.             <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  24.             <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
  25.             <scope>runtime</scope>
  26.             <optional>true</optional>
  27.         </dependency>
  28.         <!-- lombok -->
  29.         <dependency>
  30.             <groupId>org.projectlombok</groupId>
  31.             <artifactId>lombok</artifactId>
  32.             <optional>true</optional>
  33.         </dependency>
  34.         <!-- test -->
  35.         <dependency>
  36.             <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  37.             <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
  38.             <scope>test</scope>
  39.         </dependency>
  40.     </dependencies>

yaml

  1. server:
  2.   port: 83
  3.  
  4. spring:
  5.   application:
  6.     name: nacos-order-consumer
  7.   cloud:
  8.     nacos:
  9.       discovery:
  10.         server-addr: localhost:8848
  11.  
  12. #消费者将要去访问的微服务名称（注册成功的微服务提供者）
  13. service-url:
  14.   nacos-user-service: http://nacos-payment-provider

主启动

  1. @SpringBootApplication
  2. @EnableDiscoveryClient
  3. public class OrderMain83 {
  4.     public static void main(String[] args) {
  5.         SpringApplication.run(OrderMain83.class, args);
  6.     }
  7. }

业务类

  1. @RestController
  2. @Slf4j
  3. public class OrderNacosController {
  4.     @Resource
  5.     private RestTemplate restTemplate;
  6.  
  7.     @Value("${service-url.nacos-user-service}")
  8.     private String serverURL;
  9.  
  10.     @GetMapping("/consumer/payment/nacos/{id}")
  11.     public String getPayment(@PathVariable("id") Integer id){
  12.         return restTemplate.getForObject(serverURL+"/payment/nacos/"+id, String.class);
  13.     }
  14. }

配置类

  1. @Configuration
  2. public class ApplicationContextConfig {
  3.     @Bean
  4.     @LoadBalanced
  5.     public RestTemplate getRestTemplate() {
  6.         return new RestTemplate();
  7.     }
  8. }

测试

  1. 启动83，在 Nacos 控制台可以看到微服务注册上来了
  2. 多刷新几次 http://localhost:83/consumer/payment/nacos/1  ，发现输出的端口不同，实现了负载均衡。

3.3 服务注册中心对比

Nacos 支持 AP 和 CP 模式的切换：

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受到响应。

合适选择用何种模式？

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 Cloud  和 Dubbo 服务，都使用 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存储配置信息，那么 CP 是必须的，K8S 服务 和 DNS 服务使用 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。

切换并启动 nacos 服务的模式：

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

4、Nacos 作为服务配置中心演示

4.1 Nacos 作为配置中心-基础配置

新 Module ： cloudalibaba-config-nacos-client3377

POM

  1.     <dependencies>
  2.         <!-- alibaba-config -->
  3.         <dependency>
  4.             <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
  5.             <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId>
  6.         </dependency>
  7.         <!-- alibaba-nacos -->
  8.         <dependency>
  9.             <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
  10.             <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
  11.         </dependency>
  12.         <!-- 引入自己的 cloud-api-commons 模块-->
  13.         <dependency>
  14.             <groupId>com.cloud.study</groupId>
  15.             <artifactId>cloud-api-commons</artifactId>
  16.             <version>${project.version}</version>
  17.         </dependency>
  18.         <!-- web + actuator-->
  19.         <dependency>
  20.             <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  21.             <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
  22.         </dependency>
  23.         <dependency>
  24.             <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  25.             <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
  26.         </dependency>
  27.         <!--开启热部署-->
  28.         <dependency>
  29.             <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  30.             <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
  31.             <scope>runtime</scope>
  32.             <optional>true</optional>
  33.         </dependency>
  34.         <!-- lombok -->
  35.         <dependency>
  36.             <groupId>org.projectlombok</groupId>
  37.             <artifactId>lombok</artifactId>
  38.             <optional>true</optional>
  39.         </dependency>
  40.         <!-- test -->
  41.         <dependency>
  42.             <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  43.             <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
  44.             <scope>test</scope>
  45.         </dependency>
  46.     </dependencies>

yaml：Nacos 与 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，拉取配置后，才能保证项目的正常启动。bootstrap 优先级高于 application。

  • bootstrap.yaml
  1. server:
  2.   port: 3377
  3.  
  4. spring:
  5.   application:
  6.     name: nacos-config-client
  7.   cloud:
  8.     nacos:
  9.       discovery:
  10.         server-addr: localhost:8848 #Nacos 服务注册中心
  11.       config:
  12.         server-addr: localhost:8848 #Nacos 配置中心
  13.         file-extension: yaml  #指定 yaml 格式的配置
  • application.yaml
  1. spring:
  2.   profiles:
  3.     active: dev # 表示开发环境

主启动

  1. @SpringBootApplication
  2. @EnableDiscoveryClient
  3. public class NacosConfigClientMain3377 {
  4.     public static void main(String[] args) {
  5.         SpringApplication.run(NacosConfigClientMain3377.class, args);
  6.     }
  7. }

业务类

  1. @RestController
  2. @RefreshScope //支持Nacos的动态刷新功能
  3. public class ConfigClientController {
  4.     @Value("${config.ingo}")
  5.     private String configInfo;
  6.  
  7.     @GetMapping("/config/info")
  8.     public String getConfigInfo(){
  9.         return configInfo;
  10.     }
  11. }

在Nacos中添加配置信息

Nacos Spring Cloud 快速开始

最后的公式为： 

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

 根据上述 yaml 得出 dataid = 【nacos-config-client-dev.yaml】

  • 点击【配置列表】中的“添加”按钮

  • 在 输入页面 输入【Data Id】，配置格式，配置内容，然后发布。

注意：【Data Id】的“${file-extension}”必须为 yaml，不能是 yml，否则会有问题 。

测试

  • 访问  http://localhost:3377/config/info ，可以得到 配置的信息。
  •  自带动态刷新：我们在修改【nacos-config-client-dev.yaml】的配置，刷新 http://localhost:3377/config/info 发现输出的配置是最新的。

4.2 Nacos 作为配置中心-分类配置

问题

问题1

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 生成环境

如何保证指定环境启动时能正确读取到 Nacos 上相应环境的配置文件呢？

问题2

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？

Nacos管理后台图形化界面

Nacos 配置管理界面

Nacos 命名空间，public 是保留的

Namespace + Group + Data ID 三者关系？为什么这么设计？ 

1、是什么

类似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 和 Data ID 逻辑上区分两个目标对象。

2 三者情况

3.默认情况

  • Namespace = public
  • Group = DEFAULT_GROUP
  • Cluster = DEFAULT

Nacos 默认的命名空间是 public，Namespace 主要用来实现隔离。比方说我们现在有三个环境：开发、测试、生成环境，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_GROUP，Group 可以把不同的微服务划分到同一分组里面去。

Service 就是微服务，一个 Service 可以包含多个 Cluster（集群），Nacos 默认 Cluster 是 DEFAULT，Cluster 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 Instance，就是微服务的实例。

案例 - 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。

默认空间 + 默认分组 + 新建 dev 和 test 两个 DataID

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

测试

  • 当 spring.profile.active 是 dev 时，读取的内容为 nacos-config-client-dev.yaml 的 config.info
  • 当 spring.profile.active 是 test 时，读取的内容为 nacos-config-client-test.yaml 的 config.info

案例 - Group 方案

通过 Group 实现环境区分，新建 Group（注意，组名为 DEV_GROUP）

配置完成后，如下图：

在 bootstrap.yaml 文件下增加一条 group 的配置（DEV_GROUP或TEST_GROUP），同时将application.yaml 的 spring.profile.active 配置为 info。

根据 spring.cloud.nacos.config.group 的值，来读取不同配置文件的配置。

案例 - Namespace 方案

新建 dev/tes 的 Namespace

回到服务管理-配置列表查看

按照域名配置新建配置

YAML：新增 namespace 配置（namespace 的 内容为 namespaceID）

5、Nacos 集群和持久化配置（重要）

5.1 官网说明

https://nacos.io/zh-cn/docs/cluster-mode-quick-start.html

我们理解官网架构图，自行翻译后的架构图如下：

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。

Nacos 支持三种部署模式：

  • 单机模式-用于测试和单机测试。
  • 集群模式-用于生产环境，确保高可用。
  • 多集群模式-用于多数据中心场景。

5.2 准备环境-服务器ip说明

nacos（192.168.65.128、192.168.65.129）

mysql（192.168.65.128）

nginx（192.168.65.130）

5.3.linux下 mysql初始化（192.168.65.128）

在 0.7 版本之前，在单机模式时，Nacos 使用嵌入式数据库实现数据的存储，不方便观察数据存储的基本情况。0.7版本之火增加了支持 mysql 数据源能力，具体的操作步骤：

  • 安装数据库，版本要求：5.6.5+
  • 初始化 数据库初始化文件： nacos-mysql.sql

5.4 Linux版 Nacos 

安装 nacos 需要 JAVA_HOME 环境变量，请参考 linux 下安装jdk源码_chenjian723122704的专栏-CSDN博客

Nacos 下载Linux 版 ：https://github.com/alibaba/nacos/releases/tag/2.0.2

在两台服务器上上传 nacos-server-2.0.2.tar.gz，并解压（我解压到 /usr/soft）。

修改 application.properties 配置文件中 数据库部分：

修改集群配置 conf/cluster.conf 

  1. 192.168.65.128:8848
  2. 192.168.65.129:8848

启动nginx：切换到 nacos/bin 目录下，执行 startup.sh

./startup.sh

输入网址 http://192.168.65.129:8848/nacos 、http://192.168.65.129:8848/nacos 分表能访问成功说明安装成功。

5.5 Nginx 的配置，由它作为负载均衡器

在 192.168.65.130 安装好nginx。

在 Nginx 配置文件中配置两台 Nacos 服务器的负载均衡，如下图。

启动 nacos

在浏览器输入 http://192.168.65.130/nacos/ ，可以访问到我们的 nacos 页面。

当停止 192.168.65.128、192.168.65.129 中的任何一个 nacos 服务时，http://192.168.65.130/nacos/ 都能正常访问；当两台 nacos 服务都停止时，则访问 http://192.168.65.130/nacos/ 出现报错页。

5.5 改造 cloudalibaba-config-nacos-client3377

在 linux 的 Nacos 增加如下配置

cloudalibaba-config-nacos-client3377 的 bootstrap.yaml 如下：

  1. server:
  2.   port: 3377
  3.  
  4. spring:
  5.   application:
  6.     name: nacos-config-client
  7.   cloud:
  8.     nacos:
  9.       discovery:
  10.         server-addr: 192.168.65.130:80 #Nacos 服务注册中心
  11.       config:
  12.         server-addr: 192.168.65.130:80 #Nacos 配置中心
  13.         file-extension: yaml  #指定 yaml 格式的配置

application.yaml 如下

  1. spring:
  2.   profiles:
  3.     active: info

启动 cloudalibaba-config-nacos-client3377 正常。访问 http://localhost:3377/config/info ，能正常得到我们的配置。

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