环境:Nacos 1.4.2
什么是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。
通俗解释就是:Nacos是一个注册中心&配置中心
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
更多详细内容请关注Nacos官方文档
什么是注册中心
我们说Nacos是一个注册中心,那么,什么是注册中心呢?通过上面的关键特性不难发现,注册中心提供了服务注册,服务发现,服务健康检查等基础能力,使开发者能够轻松地管理服务,在Spring Cloud家族中,代表性的有Spring Cloud Eureka, Spring Cloud Consul,以及早期Apache的Zookeeper, 这些都能称之为注册中心,如果之前没有接触过微服务的小伙伴可能有疑问,为什么需要注册中心呢?
注册中心的由来
我们先来看看最原始的服务与服务之间的调用方式
Http远程调用
相信这是最简单的也是大家最熟悉的调用方式,在同一个公司中,A项目组(简称订单服务)想要使用B项目组(简称商品服务)提供的能力时,往往就会采用这样的方式,只需简单的发送一个Http请求,即能获取到对方的能力。
这样的方式比较简单,但同样有一些问题,比如:
- 商品服务做服务迁移时,订单服务将不得不跟随着修改请求地址,然后重启服务
- 商品服务做了集群时,订单服务需要有负载均衡策略,不然就会造成商品服务单节点压力过大
这时,有开发经验的小伙伴就会说:搞个Nginx做负载均衡不就好啦!没错,当服务上到生产环境时,我们都会改成这样的方式。
Nginx负载
基于Http请求直接调用的问题,我们只需稍稍改变一下调用策略:中间增加一个Nginx,订单服务不再直接调用商品服务,而且访问Nginx,由Nginx进行转发到商品服务上,此时,
如果商品服务ip地址发生变更:改动Nginx的代理配置即可
如果商品服务发生扩缩容:改动Nginx的负载均衡配置即可
完美解决Http请求直接调用的问题
一般来说,寻常的项目到这里就可以了,但是随着业务的不断迭代,需要的能力也逐渐增多,此时不仅仅只有订单和商品服务,还出现了物流,积分,库存,支付等等服务,不仅如此,这些服务与服务之间还会发生相互调用的情况,订单调积分,物流调库存,订单调支付....此时服务与服务之间的调用情况就会像下面这样:
不难想象,此时的Nginx配置将会打动每一位运维小哥。后续每一个服务配置发生改动,或者增加一个服务,运维小哥的心都将颤一颤。
直到有一天,开发:今天再加一个服务。
阿鉴在之前的公司就有幸目睹过运维小哥配置服务时nginx的样子,三台nginx的配置满满当当,令人头皮发麻,不知道有没有小伙伴遇到过这种情况呢
使用MySQL记录地址信息
使用Nginx负载的方式确实是一个比较好的方式,但就是有些费运维小哥,我们不妨思考一下,除了运维小哥知道服务的地址信息,还有谁知道呢?
没错,就是服务本身!
我们将运维小哥配置服务地址的动作转化成:服务启动时向MySQL中插入一条数据。
Nginx路由转发的动作改为:订单服务到数据库中查询商品服务的地址,再发起调用。
Nginx负载均衡改为:订单服务查询出商品服务列表,自己选择其中一个地址。
改变为的方式如下图:
表结构中有个server_name字段,调用商品服务时使用server_name='goods-server'为条件查询即可。
这样子,我们就可以把运维小哥解放(kaichu)了。
善于思考的小伙伴不难看出其中带来的问题:
- 所有的服务都需要连接这个MySQL,一但MySQL跪了,那咱也跪了。
- 每次服务发起调用时都需要查询一次MySQL。
- 服务如果挂了,MySQL中的记录仍旧存在。
那么我们现在就来着手解决这些问题吧
- 既然MySQL不行,我们就把它换成Redis,所有服务连一个MySQL不太现实,连Redis总行吧
- 每次调用前都要查询一次,改成查询后缓存到服务本地,同时启动定时任务,每30秒更新缓存,服务调用时从缓存中获取地址信息。
- 服务如果挂了,MySQL中的记录仍旧存在:插入到Redis的数据有过期时间,而且服务启动后开启定时任务,每30秒就更新缓存,如果服务挂了,缓存自动过期。
嘿,现在在看这个方案,是不是比较完美了呢~
偷偷告诉小伙伴,Dubbo使用Redis做注册中心时,就是这么玩的
虽然看起来完美,但是第二和第三点在真正使用时,产生的问题产生的足以让人自闭,现在阿鉴给大家模拟一下自闭场景。
环境:订单服务:一个实例,商品服务,两个实例,A和B。
时间:1分00秒
订单服务调用商品服务,正常。
A商品服务缓存过期时间剩余:29S
时间:1分01秒
A商品服务同步Redis缓存信息,Redis剩余过期时间:30S。
同时,A商品服务下线(挂了)
时间:1分02秒
订单服务调用商品服务,由于A商品服务已下线,此时的调用时好时坏(调用B时正常)。
A商品服务在本地缓存过期时间剩余:28S
A商品服务Redis剩余过期时间: 29S
时间:1分29秒
本地缓存更新,刷新A商品服务缓存时间:30S
A商品服务Redis剩余过期时间: 1S,下一秒过期
时间:1分59秒
本地缓存更新,刷新A商品服务缓存:此时Redis缓存中已没有A商品服务信息,所以本地缓存也将不再存在A商品服务信息。
订单服务调用商品服务,正常(此时缓存里只有B商品服务信息)
模拟完毕
大家可以看到,在1分01秒时,A商品服务已经下线了,但是直到1分59秒时,订单服务才能反应过来,这其中的58秒的服务调用时好时坏,怎么样,要是在生产环境足够让人自闭了吧。
当然,如果在订单服务上加上一个重试策略:在调用A商品服务失败后,重试,调用B商品服务,就能较好的解决这个问题,但是假设A商品服务没挂,它只是抖了一下,订单服务又去调用了B商品服务,这等于一个接口同时调了两次,这时又要考虑接口幂等性的问题了。
这时可能有小伙伴会说:幂等性的问题有啥的,Easy! 但一个项目的开发人员水平参差不齐,要求人人都做到这是不太现实的,不说了,说多了该被喷了。
这个问题的关键在于:被调用的服务挂了,调用方能不能及时感知到这个变化。
嘿,最早的Zookeeper(简称zk)就是来干这活的~ zk的临时节点机制能使服务下线后,zk能够立即感知,watch机制能够使其他服务立即收到所监听数据的变化。过多内容阿鉴这里就不再展开说了,有兴趣的小伙伴可以自己研究一下,Zookeeper官网
注册中心
聊了那么多,相信小伙伴已经有些感觉什么是注册中心了哈,没错,以上都是注册中心的能力,当我们把这些能力进行抽象,做成了一个服务时,那么这个服务,就叫做注册中心!
下面这张阿鉴画的图还是有些好看哈
可以看到,注册中心的基础接口有4个:服务注册,服务发现(获取),心跳检测,服务注销
以下为使用注册中心时服务的调用过程
- 订单服务|商品服务启动时,调用服务注册接口,将自己的地址信息发送给注册中心
- 订单服务调用商品服务时,调用服务获取接口,获取到商品服务的地址信息,放入缓存
- 使用调用组件进行负载均衡,发起调用
- 商品服务下线,调用服务注销接口,注册中心剔除商品服务信息
当然,这样的方式还是没能解决
被调用的服务挂了,调用方能不能及时感知到这个变化
这个问题,到底该如何解决,我们放到后面再聊~
相信小伙伴已经明白了注册中心的原理,那么现在我们就来手写一个注册中心吧,开始使用Nacos吧。
Nacos安装
Nacos支持三种部署模式
- 单机模式 - 用于测试和单机试用。
- 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。
单机模式
环境:Ubuntu 18.04 LTS 一台
下载安装包
这里选择版本1.4.2
wget https://github.wuyanzheshui.workers.dev/alibaba/nacos/releases/download/1.4.2/nacos-server-1.4.2.tar.gz tar -xf nacos-server-1.4.2.tar.gz
配置
Nacos支持两种数据存储方式
- 使用内置数据源实现数据的存储,使用这种方式直接启动Nacos即可
- 使用MySQL进行数据存储,这种方式需要先有个MySQL
为了方便观察数据存储的基本情况,这里我们使用MySQL的存储方式。
变变变,变出一台MySQL,没有MySQL的小伙伴可以参考安装MySQL
- 执行初始化SQL脚本
脚本地址 - 修改配置文件
vim nacos/conf/application.properties
spring.datasource.platform=mysql ### Count of DB: db.num=1 ### Connect URL of DB: db.url.0=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/nacos?characterEncoding=utf8&connectTimeout=1000&socketTimeout=3000&autoReconnect=true&useUnicode=true&useSSL=false&serverTimezone=UTC db.user.0=nacos db.password.0=nacos nacos.core.auth.enabled=true nacos.core.auth.enable.userAgentAuthWhite=false nacos.core.auth.server.identity.key=abcd nacos.core.auth.server.identity.value=123456
其中db相关配置修改为自己的MySQL配置,
nacos.core.auth.server.identity.key
和nacos.core.auth.server.identity.value
自行定义
启动
bash nacos/bin/startup.sh -m standalone
ubuntu系统需要使用bash命令,其他系统使用sh命令即可
此时在浏览器中输入以下地址即可打开Nacos控制台
127.0.0.1:8848/nacos/index.html
初始账号密码为:nacos | nacos