微服务核心组件 Nacos(实战案例+原理)
yuyutoo 2024-12-06 20:39 3 浏览 0 评论
最近,我在做对充电桩单体项目进行升级,升级为Spring Cloud架构。其中,就使用到了Nacos作为分布式配置中心和服务注册中心。
技术栈:
Spring+Spring Boot+Spring Cloud Alibaba(Nacos、Gateway、openfeigin、Sentinel)+MongoDB+Redis+EMQX+XXL-JOB+RocketMQ+MySQL+OSS+Swagger
如果想年后找到更好的工作,推荐看这篇文章:
1、Nacos 优势
问题,既然有了Eureka ,为啥还要用Nacos?
而 Nacos 作为微服务核心的服务注册与发现中心,让大家在 Eureka 和 Consule 之外有了新的选择,开箱即用,上手简洁,暂时也没发现有太大的坑。
1.1、与eureka对比
1 eureka 2.0闭源码了。
2 从官网来看nacos 的注册的实例数是大于eureka的,
3 因为nacos使用的raft协议,nacos集群的一致性要远大于eureka集群.
分布式一致性协议 Raft,自 2013 年论文发表,之后就受到了技术领域的热捧,与其他的分布式一致性算法比,Raft 相对比较简单并且易于实现,这也是 Raft 能异军突起的主要因素。
Raft 的数据一致性策略
Raft 协议强依赖 Leader 节点来确保集群数据一致性。即 client 发送过来的数据均先到达 Leader 节点,Leader 接收到数据后,先将数据标记为 uncommitted 状态,随后 Leader 开始向所有 Follower 复制数据并等待响应,在获得集群中大于 N/2 个 Follower 的已成功接收数据完毕的响应后,Leader 将数据的状态标记为 committed,随后向 client 发送数据已接收确认,在向 client 发送出已数据接收后,再向所有 Follower 节点发送通知表明该数据状态为committed。
1.2、与springcloud config 对比
三大优势:
- springcloud config大部分场景结合git 使用, 动态变更还需要依赖Spring Cloud Bus 消息总线来通过所有的客户端变化.
- springcloud config不提供可视化界面
- nacos config使用长连接更新配置, 一旦配置有变动后,通知Provider的过程非常的迅速, 从速度上秒杀springcloud原来的config几条街,
2、Spring Cloud Alibaba 套件
目前 Spring Cloud Alibaba 主要有三个组件:
- Nacos: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。
- Sentinel: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。
- AliCloud 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。
Spring Cloud Alibaba 套件和Spring Cloud Netflix套件类比
仔细看看各组件的功能描述,Spring Cloud Alibaba 套件和Spring Cloud Netflix套件大致的对应关系:
- Nacos = Eureka/Consule + Config + Admin
- Sentinel = Hystrix + Dashboard + Turbine
- Dubbo = Ribbon + Feign
- RocketMQ = RabbitMQ
- Schedulerx = Quartz
- AliCloud OSS、AliCloud SLS 这三个应该是独有的 链路跟踪(Sleuth、Zipkin)不知道会不会在 Sentinel 里 以上只是猜测,待我从坑里爬出来之后再回来更新。也欢迎大家一起交流探讨~ 这里我就先试试 Nacos。
3、Nacos 的架构和安装
3.1、Nacos 的架构
这是 Nacos 的架构图,可以看到它确实是融合了服务注册发现中心、配置中心、服务管理等功能,类似于 Eureka/Consule + Config + Admin 的合体。
另外通过官方文档发现,Nacos 除了可以和 Spring Cloud 集成,还可以和 Spring、SpringBoot 进行集成。
不过我们只关注于 Spring Cloud,别的就略过了,直接上手实战吧。
3.2、Nacos Server 的下载和安装
在使用 Nacos 之前,需要先下载 Nacos 并启动 Nacos Server。
安装的参考教程:
https://www.cnblogs.com/crazymakercircle/p/11992539.html
4、Nacos Server 的运行
4.1、两种模式
Nacos Server 有两种运行模式:
- standalone
- cluster
4.2、standalone 模式
此模式一般用于 demo 和测试,不用改任何配置,直接敲以下命令执行
sh bin/startup.sh -m standalone
Windows 的话就是
cmd bin/startup.cmd -m standalone
然后从 http://cdh1:8848/nacos/index.html 进入控制台就能看到如下界面了
默认账号和密码为:nacos nacos
4.3、cluster 模式
测试环境,可以先用 standalone 模式撸起来,享受 coding 的快感,但是,生产环境可以使用 cluster 模式。
cluster 模式需要依赖 MySQL,然后改两个配置文件:
conf/cluster.conf
conf/application.properties
大致如下:
1:cluster.conf,填入要运行 Nacos Server 机器的 ip
192.168.100.155
192.168.100.156
- 修改NACOS_PATH/conf/application.properties,加入 MySQL 配置
db.num=1
db.url.0=jdbc:mysql://localhost:3306/nacos_config?characterEncoding=utf8&connectTimeout=1000&socketTimeout=3000&autoReconnect=true
db.user=root
db.password=root
创建一个名为nacos_config的 database,将NACOS_PATH/conf/nacos-mysql.sql中的表结构导入刚才创建的库中,这几张表的用途就自己研究吧
4.4、Nacos Server 的配置数据是存在哪里呢?
问题来了:Nacos Server 的配置数据是存在哪里呢?
我们没有对 Nacos Server 做任何配置,那么数据只有两个位置可以存储:
- 内存
- 本地数据库
如果我们现在重启刚刚在运行的 Nacos Server,会发现刚才加的 nacos.properties 配置还在,说明不是内存存储的。
这时候我们打开NACOS_PATH/data,会发现里边有个derby-data目录,我们的配置数据现在就存储在这个库中。
Derby 是 Java 编写的数据库,属于 Apache 的一个开源项目
如果将数据源改为我们熟悉的 MySQL 呢?当然可以。
注意:不支持 MySQL 8.0 版本
这里有两个坑:
Nacos Server 的数据源是用 Derby 还是 MySQL 完全是由其运行模式决定的:
standalone 的话仅会使用 Derby,即使在 application.properties 里边配置 MySQL 也照样无视;
cluster 模式会自动使用 MySQL,这时候如果没有 MySQL 的配置,是会报错的。
官方提供的 cluster.conf 示例如下
#it is ip
#example
10.10.109.214
11.16.128.34
11.16.128.36
以上配置结束后,运行 Nacos Server 就能看到效果了。
5 实战1:使用Nacos作为注册中心
实战的工程
实战的工程的目录结构如下:
5.1、如何使用Nacos Client组件
首先引入 Spring Cloud Alibaba 的 BOM
<parent>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
<version>2.0.4.RELEASE</version>
<relativePath/>
</parent>
<properties>
<spring-cloud.version>Finchley.SR2</spring-cloud.version>
<spring-cloud-alibaba.version>0.2.0.RELEASE</spring-cloud-alibaba.version>
</properties>
<dependencyManagement>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
<version>${spring-cloud-alibaba.version}</version>
<type>pom</type>
<scope>import</scope>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
<version>${spring-cloud.version}</version>
<type>pom</type>
<scope>import</scope>
</dependency>
</dependencies>
</dependencyManagement>
这里版本号有坑,文档上说和 Spring Boot 2.0.x 版本兼容,但是实测 2.0.6.RELEASE 报错
java.lang.NoClassDefFoundError: org/springframework/core/env/EnvironmentCapable
5.2、演示的模块结构
服务注册中心和服务发现的服务端都是由 Nacos Server 来提供的,我们只需要提供 Service 向其注册就好了。
这里模拟提供两个 service:provider 和 consumer
alibaba
├── service-provider-demo
│ ├── pom.xml
│ └── src
└── sevice-consumer-demo
│ ├── pom.xml
│ └── src
└── pom.xml
5.3、provider 微服务
step1:在 provider 和 consumer 的 pom 添加以下依赖:
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>
step2:启动类
使用 Spring Cloud 的原生注解 @EnableDiscoveryClient 开启服务注册与发现
package com.crazymaker.cloud.nacos.demo.starter;
import com.crazymaker.springcloud.standard.context.SpringContextUtil;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;
import org.springframework.context.ConfigurableApplicationContext;
import org.springframework.core.env.Environment;
import springfox.documentation.swagger2.annotations.EnableSwagger2;
import java.util.List;
@EnableSwagger2
@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
@Slf4j
public class ServiceProviderApplication {
public static void main(String[] args) {
ConfigurableApplicationContext applicationContext = SpringApplication.run(ServiceProviderApplication.class, args);
Environment env = applicationContext.getEnvironment();
String port = env.getProperty("server.port");
String path = env.getProperty("server.servlet.context-path");
System.out.println("\n--------------------------------------\n\t" +
"Application is running! Access URLs:\n\t" +
"Local: \t\thttp://localhost:" + port + path+ "/index.html\n\t" +
"swagger-ui: \thttp://localhost:" + port + path + "/swagger-ui.html\n\t" +
"----------------------------------------------------------");
}
}
step3:服务提供者的 Rest 服务接口
service-provider-demo 提供 一个非常简单的 Rest 服务接口以供访问
package com.crazymaker.cloud.nacos.demo.controller;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMethod;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
@RestController
@RequestMapping("/echo")
public class EchoController {
//回显服务
@RequestMapping(value = "/{string}", method = RequestMethod.GET)
public String echo(@PathVariable String string) {
return "echo: " + string;
}
}
step4:配置文件
spring:
application:
name: service-provider-demo
cloud:
nacos:
discovery:
server-addr: ${NACOS_SERVER:cdh1:8848}
server:
port: 18080
step5:启动之后,通过swagger UI访问:
5.4、Consumer 微服务演示RPC远程调用
在 NacosConsumerApplication 中集成 RestTemplate 和 Ribbon
@LoadBalanced
@Bean
public RestTemplate restTemplate() {
return new RestTemplate();
}
消费者的controller 类
package com.crazymaker.cloud.nacos.demo.consumer.controller;
import com.crazymaker.cloud.nacos.demo.consumer.client.EchoClient;
import io.swagger.annotations.Api;
import io.swagger.annotations.ApiOperation;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMethod;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import javax.annotation.Resource;
@RestController
@RequestMapping("/echo")
@Api(tags = "服务- 消费者")
public class EchoConsumerController {
//注入 @FeignClient 注解配置 所配置的 EchoClient 客户端Feign实例
@Resource
EchoClient echoClient;
//回显服务
@ApiOperation(value = "消费回显服务接口")
@RequestMapping(value = "/{string}", method = RequestMethod.GET)
public String echoRemoteEcho(@PathVariable String string) {
return "provider echo is:" + echoClient.echo(string);
}
}
消费者配置文件
spring:
application:
name: sevice-consumer-demo
cloud:
nacos:
discovery:
server-addr: 127.0.0.1:8848
server:
port: 18081
通过swagger UI访问消费者:
访问远程的echo API:
5.5、涉及到的演示地址:
服务提供者 service-provider-demo:
http://localhost:18080/provider/swagger-ui.html#/Echo_演示
服务消费者:
http://localhost:18081/consumer/swagger-ui.html#/服务-消费者/echoRemoteEchoUsingGET
注册中心Nacos:
http://cdh1:8848/nacos/index.html#/serviceManagement?dataId=&group=&appName=&namespace=
5.6、Nacos Console
这时候查看 Nacos Console 也能看到已注册的服务列表及其详情
6、实战2:使用Nacos作为配置中心
6.1、基本概念
1. Profile
Java项目一般都会有多个Profile配置,用于区分开发环境,测试环境,准生产环境,生成环境等,每个环境对应一个properties文件(或是yml/yaml文件),然后通过设置 spring.profiles.active 的值来决定使用哪个配置文件。
例子:
spring:
application:
name: sharding-jdbc-provider
jpa:
hibernate:
ddl-auto: none
dialect: org.hibernate.dialect.MySQL5InnoDBDialect
show-sql: true
profiles:
active: sharding-db-table # 分库分表配置文件
#active: atomiclong-id # 自定义主键的配置文件
#active: replica-query # 读写分离配置文件
Nacos Config的作用就把这些文件的内容都移到一个统一的配置中心,即方便维护又支持实时修改后动态刷新应用。
2. Data ID
当使用Nacos Config后,Profile的配置就存储到Data ID下,即一个Profile对应一个Data ID
Data ID的拼接格式:${prefix} - ${spring.profiles.active} . ${file-extension}
- prefix 默认为 spring.application.name 的值,也可以通过配置项 spring.cloud.nacos.config.prefix 来配置
- spring.profiles.active 取 spring.profiles.active 的值,即为当前环境对应的 profile
- file-extension 为配置内容的数据格式,可以通过配置项 spring.cloud.nacos.config.file-extension 来配置
3. Group
Group 默认为 DEFAULT_GROUP,可以通过 spring.cloud.nacos.config.group 来配置,当配置项太多或者有重名时,可以通过分组来方便管理
最后就和原来使用springcloud一样通过@RefreshScope 和@Value注解即可
6.2、通过Nacos的console 去增加配置
这回首先要在nacos中配置相关的配置,打开Nacos配置界面,依次创建2个Data ID
- nacos-config-demo-dev.yaml 开发环境的配置
- nacos-config-demo-test.yaml 测试环境的配置
1、nacos-config-demo-dev.yaml
内容如下图:
2、nacos-config-demo-sit.yaml
内容如下图:
6.3、使用Nacos Config Client组件
问题2:微服务Provider实例上,如何使用Nacos Config Client组件的有哪些步骤?
1 加载nacos config 的客户端依赖:
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId>
<version>${nacos.version}</version>
</dependency>
启动类
package com.crazymaker.cloud.nacos.demo.consumer.starter;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.data.redis.RedisAutoConfiguration;
import org.springframework.boot.autoconfigure.data.redis.RedisRepositoriesAutoConfiguration;
import org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.DataSourceAutoConfiguration;
import org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.DataSourceTransactionManagerAutoConfiguration;
import org.springframework.boot.autoconfigure.orm.jpa.HibernateJpaAutoConfiguration;
import org.springframework.boot.autoconfigure.security.servlet.SecurityAutoConfiguration;
import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;
import org.springframework.cloud.openfeign.EnableFeignClients;
import org.springframework.context.ConfigurableApplicationContext;
import org.springframework.core.env.Environment;
import springfox.documentation.swagger2.annotations.EnableSwagger2;
@EnableSwagger2
@EnableDiscoveryClient
@Slf4j
@SpringBootApplication(
scanBasePackages =
{
"com.crazymaker.cloud.nacos.demo",
"com.crazymaker.springcloud.standard"
},
exclude = {SecurityAutoConfiguration.class,
//排除db的自动配置
DataSourceAutoConfiguration.class,
DataSourceTransactionManagerAutoConfiguration.class,
HibernateJpaAutoConfiguration.class,
//排除redis的自动配置
RedisAutoConfiguration.class,
RedisRepositoriesAutoConfiguration.class})
//启动Feign
@EnableFeignClients(basePackages =
{"com.crazymaker.cloud.nacos.demo.consumer.client"})
public class ConfigDomeProviderApplication
{
public static void main(String[] args)
{
ConfigurableApplicationContext applicationContext = null;
try
{
applicationContext = SpringApplication.run(ConfigDomeProviderApplication.class, args);
System.out.println("Server startup done.");
} catch (Exception e)
{
log.error("服务启动报错", e);
return;
}
Environment env = applicationContext.getEnvironment();
String port = env.getProperty("server.port");
String path = env.getProperty("server.servlet.context-path");
System.out.println("\n----------------------------------------------------------\n\t" +
"Application is running! Access URLs:\n\t" +
"Local: \t\thttp://localhost:" + port + path + "/index.html\n\t" +
"swagger-ui: \thttp://localhost:" + port + path + "/swagger-ui.html\n\t" +
"----------------------------------------------------------");
}
}
控制类:
package com.crazymaker.cloud.nacos.demo.config.controller;
import io.swagger.annotations.Api;
import io.swagger.annotations.ApiOperation;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMethod;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import javax.annotation.Resource;
@RestController
@RequestMapping("/config")
@Api(tags = "Nacos 配置中心演示")
public class ConfigGetController {
@Value("${foo.bar:empty}")
private String bar;
@Value("${spring.datasource.username:empty}")
private String dbusername;
//获取配置的内容
@ApiOperation(value = "获取配置的内容")
@RequestMapping(value = "/bar", method = RequestMethod.GET)
public String getBar() {
return "bar is :"+bar;
}
//获取配置的内容
@ApiOperation(value = "获取配置的db username")
@RequestMapping(value = "/dbusername", method = RequestMethod.GET)
public String getDbusername() {
return "db username is :"+bar;
}
}
2 bootstrap配置文件
然后是在配置文件(bootstrap.yml)中加入以下的内容:
spring:
application:
name: nacos-config-demo-provider
profiles:
active: dev
cloud:
nacos:
discovery:
server-addr: ${NACOS_SERVER:cdh1:8848}
config:
server-addr: ${NACOS_SERVER:cdh1:8848}
prefix: nacos-config-demo
group: DEFAULT_GROUP
file-extension: yaml
server:
port: 18083
servlet:
context-path: /config
6.4、测试结果
启动程序,通过swagger ui访问:
http://localhost:18083/config/swagger-ui.html#
执行结果如下:
6.4、可以端如何与服务端的配置文件相互对应
- config.prefix 来对应主配置文件
- 使用spring.cloud.nacos.config.ext-config 选项来对应更多的文件eg:
spring:
application:
name: nacos-config-demo-provider
profiles:
active: dev
cloud:
nacos:
discovery:
server-addr: ${NACOS_SERVER:cdh1:8848}
config:
server-addr: ${NACOS_SERVER:cdh1:8848}
prefix: nacos-config-demo
group: DEFAULT_GROUP
file-extension: yaml
ext-config:
- data-id: crazymaker-db-dev.yml
group: DEFAULT_GROUP
refresh: true
- data-id: crazymaker-redis-dev.yml
group: DEFAULT_GROUP
refresh: true
- data-id: crazymaker-common-dev.yml
group: DEFAULT_GROUP
refresh: true
- data-id: some.properties
group: DEFAULT_GROUP
refresh: true
启动程序,发现可以获取到其他data-id的配置 ,大家可以自行配置。
7、配置的隔离
在实际的应用中,存在着以下几种环境隔离的要求:
1、开发环境、测试环境、准生产环境和生产环境需要隔离
2、不同项目需要隔离
3、同一项目,不同的模块需要隔离
可以通过三种方式来进行配置隔离:Nacos的服务器、namespace命名空间、group分组,在bootstrap.yml文件中可以通过配置Nacos的server-addr、namespace和group来区分不同的配置信息。
- Nacos的服务器 spring.cloud.nacos.config.server-addr
- Nacos的命名空间 spring.cloud.nacos.config.namespace,注意,这里使用命名空间的ID不是名称
- Nacos的分组 spring.cloud.nacos.config.group
8、nacos集群搭建
如果我们要搭建集群的话,那么肯定是不能用内嵌的数据库,不然数据无法共享。所以,集群搭建的时候我们需要将Nacos对接Mysql进行数据存储。
集群模式跟我们平时进行扩容是一样的,可以通过Nginx转发到多个节点,最前面挂一个域名即可,如下图:
IP规划
通常如果我们只是为了体验的话,直接在本地起动3个实例就可以了,没必要真的去搞三台服务器,下面我们就以在本地的方式来搭建集群。将Nacos的解压包复制分成3份,分别是:
nacos nacos1 nacos2
进入nacos的conf目录,编辑application.properties文件,增加数据库配置
# 指定数据源为Mysql
spring.datasource.platform=mysql
# 数据库实例数量
db.num=1
db.url.0=jdbc:mysql://localhost:3306/nacos?characterEncoding=utf8&connectTimeout=1000&socketTimeout=3000&autoReconnect=true
db.user=root
db.password=123456
复制代码同样的步骤进入nacos1和nacos2操作一遍,唯一需要修改的就是application.properties文件中的server.port,默认nacos的server.port=8848,
我们在本地启动三个实例,那么端口肯定会冲突,所以其他2个实例的端口我们需要进行修改,比如nacos1修改成8847,nacos2修改成8846。数据库配置信息好了后,我们需要将对应的数据库和表进行初始化,数据库脚本在conf目录下的nacos-mysql.sql中,执行即可。
最后一步需要配置一份集群节点信息,配置文件在conf目录下的cluster.conf.example文件,我们进行重命名成cluster.conf。然后编辑cluster.conf文件,增加3个节点的信息,格式为IP:PORT,三个目录都一致即可。
127.0.0.1:8848
127.0.0.1:8847
127.0.0.1:8846
启动的话直接到bin目录下,执行./startup.sh就可以了,默认就是集群模式,不需要加任何参数。
集群的使用
上面的集群,虽然可用, 但仍不是真正的集群, 我们一般不会这么用。nacos集群的使用一般有4种方式:
- http://ip1:port/openAPI 直连ip模式,不同的节点,则需要修改ip才可以使用。
- http://VIP:port/openAPI VIP模式高可用,客户端vip即可,VIP下面挂server真实ip,部署比较麻烦,需要部署vip(keepalive)。
- http://nacos.com:port/openAPI 域名模式,可读性好,而且换ip方便,在host文件配置本地域名即可。
- http://反向代理:port/openAPI 反向代理模式
这里介绍一下反向代理模式。
关于Nginx的安装和配置,本文就不进行讲解了,不会的可以自己去尝试下,反向代理模式 核心配置如下:
upstream nacos_server {
server 127.0.0.1:8848;
server 127.0.0.1:8847;
server 127.0.0.1:8846;
}
server {
listen 8648;
server_name localhost;
#charset koi8-r;
#access_log logs/host.access.log main;
location / {
proxy_pass http://nacos_server;
index index.html index.htm;
}
}
整体来说,nacos的集群搭建方式还是挺简单的,没什么特别要注意的,最好是能通过域名的方式来进行访问,另外数据库这块如果上生产环境,也需要考虑高可用问题,至少也得有个主从。
8648 的nginx 提供的 nacos 服务接口,可以自定义。我们访问
http://localhost:8648/nacos/#/clusterManagement?dataId=&group=&appName=&namespace=&serverId=
,就可以看到:
我们可以简单测试一下,杀掉 一个的 nacos ,看服务是否正常。后面,我们对微服务提供nacos服务的时候,只要配置这个nginx 端口就好了!!
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