【SpringCloud】七、SpringCloudAlibaba-Nacos

一、Spring Cloud Alibaba

1、Spring Cloud 与Spring Cloud Alibaba 的关系图

官网文档：https://spring-cloud-alibaba-group.github.io/github-pages/2021/en-us/index.html

Spring Cloud Alibaba是Spring Cloud下的一个子项目，Spring Cloud Alibaba为分布式应用程序开发提供了一站式解决方案，它包含开发分布式应用程序所需的所有组件，使您可以轻松地使用Spring Cloud开发应用程序，使用Spring Cloud Alibaba，您只需要添加一些注解和少量配置即可将Spring Cloud应用程序连接到Alibaba的分布式解决方案，并使用Alibaba中间件构建分布式应用程序系统

Spring Cloud Alibaba 是阿里巴巴开源中间件跟 Spring Cloud 体系的融合:

2、Spring Cloud Alibaba的特点：

1、流量控制和服务降级： 使用阿里巴巴Sentinel进行流量控制，断路和系统自适应保护；
2、服务注册和发现： 实例可以在Alibaba Nacos上注册，客户可以使用Spring管理的bean发现实例，通过Spring Cloud Netflix支持Ribbon客户端负载均衡器；
3、分布式配置： 使用阿里巴巴Nacos作为数据存储；
4、事件驱动： 构建与Spring Cloud Stream RocketMQ Binder连接的高度可扩展的事件驱动微服务；
5、消息总线： 使用Spring Cloud Bus RocketMQ链接分布式系统的节点；
6、分布式事务： 支持高性能且易于使用的Seata分布式事务解决方案；
7、Dubbo RPC： 通过Apache Dubbo RPC扩展Spring Cloud服务到服务调用的通信协议；

二、Nacos

Nacos是阿里巴巴2018年7月推出来的一个开源项目，是一个更易于构建云原生应用的动态服务注册与发现、配置管理和服务管理平台；（Nacos：纳科斯）
Nacos致力于快速实现动态服务注册与发现、服务配置、服务元数据及流量管理；
Nacos 属于Spring cloud alibaba下的一个组件；
Nacos 约等于 spring cloud eureka（注册中心）+ spring cloud config（配置中心）
Nacos官网：https://nacos.io/zh-cn/docs/quick-start.html
因为Naco的官方文档非常详细切丰富，本文就不做太多介绍

1、下载安装

1、下载nacos最新的二进制压缩包；
下载地址：https://github.com/alibaba/nacos/releases
2、解压下载下来的nacos最新的二进制压缩包；

tar -zxvf nacos-server-1.4.1.tar.gz
cd nacos/bin 

3、启动nacos server

./startup.sh -m standalone 

注：单机环境必须带-m standalone参数启动，否则无法启动，不带参数启动的是集群环境；
4、启动日志：/usr/local/nacos/logs/start.out
5、访问：Nacos Server启动后，到http://ip:8848查看控制台（默认账号名/密码为nacos/nacos）：

2、Spring Cloud Alibaba Nacos Discovery服务注册发现

和Dubbo类似，微服务开发是controller调用controller，调用者是服务消费者，被调用者是服务提供者，服务消费者和服务提供者是相对概念，服务消费者也可以被另一个服务调用，那么此时的服务消费者也是一个服务提供者；
在实际开发中，我们会把所有服务都注册到nacos注册中心上，由nacos去维护和管理我们的所有服务；
通过添加一个starter依赖：spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery它通过自动配置、注解以及Spring Boot 编程模型与Nacos无缝集成，实现服务注册与发现，nacos经过双十一考验，可以在生产环境中作为大规模分布式系统的服务注册中心；

实现服务提供者

1、pom.xml 文件，引入Nacos Discovery Starter；

 <dependency>
     <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
     <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
 </dependency>

2、在应用的/src/main/resources/application.properties(也可以是application.yaml) 配置文件中配置 Nacos Server 地址；

 spring.cloud.nacos.discovery.server-addr=127.0.0.1:8848`

如果不想使用Nacos作为您的服务注册与发现，可以将 spring.cloud.nacos.discovery.enabled 设置为 false；

3、使用 @EnableDiscoveryClient 注解开启服务注册与发现功能；

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class NacosProviderDemoApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(NacosProviderDemoApplication.class, args);
    }

    @RestController
    public class EchoController {
        @GetMapping(value = "/echo/{string}")
        public String echo(@PathVariable String string) {
            return "Hello Nacos Discovery " + string;
        }
    }
}

实现服务消费者

消费者应用比提供者应用要稍微复杂一点，因为在消费端需要去调用提供者提供的REST 服务，此时需要用到RestTemplate、Feign及负载均衡Ribbon，

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class NacosConsumerApp {

    @RestController
    public class NacosController{

        @Autowired
        private LoadBalancerClient loadBalancerClient;
        @Autowired
        private RestTemplate restTemplate;

        @Value("${spring.application.name}")
        private String appName;

        @GetMapping("/echo/app-name")
        public String echoAppName(){
            //Access through the combination of LoadBalanceClient and RestTemplate
            ServiceInstance serviceInstance = loadBalancerClient.choose("nacos-provider");
            String path = String.format("http://%s:%s/echo/%s",serviceInstance.getHost(),serviceInstance.getPort(),appName);
            System.out.println("request path:" +path);
            return restTemplate.getForObject(path,String.class);
        }

    }

    //Instantiate RestTemplate Instance
    @Bean
    public RestTemplate restTemplate(){

        return new RestTemplate();
    }

    public static void main(String[] args) {

        SpringApplication.run(NacosConsumerApp.class,args);
    }
}

在这个例子中，我们注入了一个 LoadBalancerClient 实例，并手动实例化了一个 RestTemplate。同时，我们将 的配置值注入spring.application.name到应用程序中，以便在调用提供者的服务时可以显示当前的应用程序名称。

测试

地址：http://127.0.0.1:8082/echo/app-name
访问结果： Hello Nacos Discovery nacos-consumer

Nacos 发现端点

每一个采用spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery实现的服务都提供了一个EndPoint，EndPoint的访问地址为

http://ip:port/actuator/nacos-discovery

EndPoint主要提供了两类信息:

• 1、subscribe: 显示了当前有哪些服务订阅者；
• 2、NacosDiscoveryProperties: 显示当前服务实例关于Nacos的基础配置

服务分负载均衡

官网上有推荐这么一段配置来使用nacos的负载均衡

3、Spring Cloud Alibaba Nacos Config配置中心

Nacos提供用于存储配置和其他元数据功能，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就可以在Nacos Server集中管理Spring Cloud应用的外部属性配置；
Spring Cloud Alibaba Nacos config是在启动的bootstrap阶段，将配置加载到Spring环境中；
Spring Cloud Alibaba Nacos Config使用DataId和GROUP确定一个配置；
启动好Nacos之后，在Nacos添加如下的配置：
Data ID: nacos-config.properties
Group : DEFAULT_GROUP
如果要在项目中使用Nacos来实现应用的外部化配置，需要添加如下依赖：

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId>
</dependency>

4 、Nacos Config配置中心动态刷新

Nacos Config Starter 默认为所有获取数据成功的 Nacos 的配置项添加了监听功能，在监听到服务端配置发生变化时会实时触发 org.springframework.cloud.context.refresh.ContextRefresher的refresh 方法；

可以通过配置 spring.cloud.nacos.config.refresh.enabled=false 来关闭动态刷新；

yaml格式
Nacos Config 除了支持.properties格式以外，也支持yaml格式，这个时候只需要完成以下两步：
1、在应用的bootstrap.properties配置文件中显式地声明DataId文件扩展名；bootstrap.properties文件配置如下：

spring.application.name=nacos-config 
spring.cloud.nacos.config.server-addr=127.0.0.1:8848
spring.cloud.nacos.config.file-extension=yaml

2、在Nacos的web管控台新增一个DataId为yaml扩展名的配置，如下所示：

Data ID:       nacos-config.yaml
Group  :       DEFAULT_GROUP
配置格式:        YAML
配置内容:        user.name: zhangcuishan
                user.age: 35

3、动态刷新配置

@SpringBootApplication
public class NacosConfigApplication {

    public static void main(String[] args) {
        ConfigurableApplicationContext applicationContext = SpringApplication.run(NacosConfigApplication.class, args);
        while(true) {
            //When configurations are refreshed dynamically, they will be updated in the Enviroment, therefore here we retrieve configurations from Environment every other second.
            String userName = applicationContext.getEnvironment().getProperty("user.name");
            String userAge = applicationContext.getEnvironment().getProperty("user.age");
            System.err.println("user name :" + userName + "; age: " + userAge);
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        }
    }
}

当 user.age 改变时，可以从应用程序中检索到最新的值

基于profile粒度的多环境配置
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} 配置项来激活使用某个配置文件；

spring.profiles.active=dev

${spring.profiles.active}当通过配置文件来指定时必须放在 bootstrap.properties文件中；

比如在Nacos上新增一个dataid为：nacos-config-dev.yaml的基础配置，如下所示：

Data ID:        nacos-config-deve.yaml
Group  :        DEFAULT_GROUP
配置格式:        YAML
配置内容:        current.env: dev环境

启动 Spring Boot 应用测试；
如果需要切换到生产环境，只需要更改 ${spring.profiles.active} 参数配置即可，如下所示：
spring.profiles.active=proc

5 、Nacos服务配置数据模型

这里面涉及到三个概念
（1）命名空间 （java package： com.bjpowernode.service / controller）
用于配置隔离，不同命名空间下，可以存在相同的Group或Data ID配置，Namespace的常用场景之一是不同环境的配置进行区分隔离，例如开发环境、测试环境和生产环境的资源（如配置、服务）隔离等；
（2）Group
Nacos中的一组配置集合，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）对一组配置集合进行分组，从而区分Data ID相同的配置集合，当在 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；
（3）Data Id
Nacos中的某个配置集合的ID，配置集合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合，一个系统或者应用可以包含多个配置集合，每个配置集都可以被一个有意义的名称标识；

• 第一种方案：

默认命名空间(public) + 默认Group分组(DEFAULT_GROUP) + 自定义Data Id（没有默认值）；
默认命名空间：public
默认Group：DEFAULT_GROUP
自定义Data Id：
${spring.application.name}-${profile}.${file-extension:properties}
比如：nacos-config-dev.yaml

• 第二种方案：

默认命名空间 + 自定义Group分组 + 自定义的Data Id（没有默认值）；
默认命名空间：public
默认Group：MY_GROUP
自定义Data Id：
${spring.application.name}-${profile}.${file-extension:properties}
比如：nacos-config-dev.yaml

• 第三种方案：

自定义命名空间 + 自定义Group分组 + 自定义的Data Id（没有默认值）；
默认命名空间：public
默认Group：MY_GROUP
自定义Data Id：
${spring.application.name}-${profile}.${file-extension:properties}
比如：nacos-config-dev.yaml

6、Nacos数据持久化

Nacos默认情况下是采用apache derby内嵌数据库进行数据存储，在单机模式时可以使用nacos嵌入式数据库实现数据存储，但是derby数据库不方便观察数据存储的基本情况，从nacos 0.7版本开始增加了支持mysql数据源能力；
具体操作步骤：
第一步：安装数据库，版本要求：5.6.5+；
第二步：初始化MySQL数据库，数据库初始化文件： nacos-mysql.sql，该文件可以在Nacos程序包下的 conf目录下获得；
第三步：修改 conf/application.properties文件，增加支持MySQL数据源配置，添加（目前只支持mysql）数据源的url、用户名和密码；
然后启动nacos（还是单机启动），此时发现nacos所有写嵌入式数据库的数据都写到了mysql；

#*************** Config Module Related Configurations ***************#
### If use MySQL as datasource:
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_config?characterEncoding=utf8&connectTimeout=1000&socketTimeout=3000&autoReconnect=true&useUnicode=true&useSSL=false&serverTimezone=UTC
db.user=root
db.password=123456

7、Ncaos集群部署

具体配置步骤：
1、准备三个nacos，3个或3个以上Nacos节点才能构成集群；
2、在Nacos的conf目录下有一个cluster.conf.example，可以直接把example扩展名去掉来使用，也可以单独创建一个cluster.conf文件，然后在该文件中每行配置一个ip:port；
127.0.0.1:8801
127.0.0.1.:8802
127.0.0.1.:8803
3、按照上面nacos持久化的方式配置好数据持久化到MySQL，生产使用建议至少主备模式，或者采用高可用数据库；
4、启动测试；
集群下客户端怎么连？
第一种：可以在单机的基础上加多个IP和端口中间用逗号隔开；

spring.cloud.nacos.discovery.server-addr=127.0.0.1:8801,127.0.0.1:8802,1127.0.0.1:8803

第二种：配合Nginx代理我们的Nacos集群，配置里就直接写Nginx的IP和端口即可；

8、nacos的默认是AP

Nacos集群节点有三种角色状态：leader、follower、candidate；

当leader宕机，会从剩下的follower中投票选举出一个新的leader，选举算法是基于Raft算法实现；
经测试，发现有一点与三个角色不符，部署3个nacos节点，其中宕机2台，只剩下一个节点，此节点将变为candidate角色，但是此时该nacos集群仍然可以注册服务，订阅服务，（按照正确的理论应该是：如果nacos集群中没有leader角色的节点就不能注册服务，因为leader角色处理事务性请求），这比较匪夷所思，有待研究；

 Consistency（一致性）、
 Availability（可用性）、
 Partition tolerance（分区容错性），三者不可得兼。

可以看一下我的另外一篇博客，关于CAP的

Nacos支持AP与CP模式的切换。
首先nacos保证了P，官方推荐使用A，即AP，保证其高可用

C:是所有节点在同一时间看到的数据是一致的
A:所有的请求都会得到响应

CP与AP的适用场景
CP： 如果需要在服务级别编辑或者存储配置信息的时候，CP就是必须的
CP模式下则支持注册持久化实例，是以Raft协议为集群运行模式，该模式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
AP： 如果不需要存储服务级别信息且服务实例通过nacos-client注册，并能够保持心跳上报，AP模式只支持注册临时实例