SpringCloud Alibaba Nacos

第一章 SpringCloud Alibaba

1.1概述

Spring Cloud Alibaba致力于提供微服务开发的一站式解决方案，包含开发分布式应用微服务的必需组件，只需添加一些注解和少量配置，就可以将 Spring Cloud 应用接入阿里微服务解决方案，通过阿里中间件来迅速搭建分布式应用系统。

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

为什么会出现SpringCloud alibaba？

Spring Cloud Netflix项目进入维护阶段，也就是未来SpringCloud Netflix将不再开发新的组件，以维护为主。

参考链接：

https://spring.io/blog/2018/12/12/spring-cloud-greenwich-rc1-available-now

学习资料：

官网：https://spring.io/projects/spring-cloud-alibaba#overview

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

英文：https://spring-cloud-alibaba-group.github.io/github-pages/greenwich/spring-cloud-alibaba.html

1.2 主要功能

1）服务限流降级

默认支持 WebServlet、WebFlux、OpenFeign、RestTemplate、Spring Cloud Gateway、Zuul、Dubbo 和 RocketMQ ，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 （指标）监控。

2）服务注册与发现

适配 Spring Cloud 服务注册与发现标准，默认集成了 Ribbon 的支持。

3）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。

4）消息驱动能力

基于 Spring Cloud Stream 为微服务应用构建消息驱动能力。

5）分布式事务

使用 @GlobalTransactional 注解， 高效并且对业务零侵入地解决分布式事务问题。

6）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。

7）分布式任务调度

提供秒级、精准、高可靠、高可用的定时（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（schedulerx-client）上执行。

8）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。

1.3 组件

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。

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。

RocketMQ：一款开源的分布式消息系统，基于高可用分布式集群技术，提供低延时的、高可靠的消息发布与订阅服务。

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，提供秒级、精准、高可靠、高可用的定时（基于 Cron 表达式）任务调度服务。

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。

第二章 SpringCloud Alibaba Nacos服务注册与配置中心

2.1 Nacos简介

Nacos：Dynamic Naming and Configuration Service，前四个字母分别为Naming和Configuration的前两个字母，最后的s为Service。

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中心，Nacos是注册中心+配置中心的组合，等价于Eureka+Config+Bus

官网：https://github.com/alibaba/Nacos

官方文档：https://nacos.io/zh-cn/index.html

各种注册中心比较：

2.2 安装Nacos

【第一步】从官网下载Nacos

【第二步】解压安装包，直接运行bin目录下的startup.cmd

【第三步】命令运行成功后直接访问http://localhost:8848/nacos，默认账号、密码都是nacos

成功页面

2.3 Nacos作为服务注册中心

前提：父工程pom文件添加spring-cloud-alibaba-dependencies依赖

<dependency>
  <groupId>com.alibaba.cloudgroupId>
  <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependenciesartifactId>
  <version>2.1.0.RELEASEversion>
  <type>pomtype>
  <scope>importscope>
dependency>

一、服务提供者

需求：将服务提供者注册到注册中心

【第一步】新建Module

cloudalibaba-provider-payment9001

【第二步】创建pom文件

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloudgroupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discoveryartifactId>
    dependency> 

dependencies>

NOTE：默认开启负载均衡功能。

【第三步】编写yml

server:
  port: 9001

spring:
  application:
    name: nacos-payment-provider
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848 #配置Nacos地址

management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: '*'

【第四步】编写主启动类 @EnableDiscoveryClient

@EnableDiscoveryClient
@SpringBootApplication
public class PaymentMain9001 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(PaymentMain9001.class,args);
    }
}

【第五步】编写业务类

@RestController
public class PaymentController
{
    @Value("${server.port}")
    private String serverPort;
    
    @GetMapping(value = "/payment/nacos/{id}")
    public String getPayment(@PathVariable("id") Integer id)
    {
        return "nacos registry, serverPort: "+ serverPort+"\t id"+id;
    }
}

【第六步】测试

测试地址1：http://localhost:8848/nacos/，服务列表

测试地址2：http://localhost:9001/payment/nacos/1

为了演示nacos的负载均衡，参照9001新建9002，创建成功后，nacos-payment-provider服务下有两个实例

也可以通过拷贝虚拟端口映射，【Run】→【Edit Configurations】，实现多个服务提供者

二、服务消费者

需求：将服务消费者注册到Nacos，并通过RestTemplate实现消费者对提供者者的远程调用，最后测试负载均衡

【第一步】新建Module

cloudalibaba-consumer-nacos-order83

【第二步】创建pom文件

<dependencies>
    
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloudgroupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discoveryartifactId>
    dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.example.cloudgroupId>
        <artifactId>cloud-api-commonsartifactId>
        <version>1.0-SNAPSHOTversion>
    dependency>
    
dependencies>

【第三步】编写yml

server:
  port: 83

spring:
  application:
    name: nacos-order-consumer
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848
service-url:
  nacos-user-service: http://nacos-payment-provider

【第四步】编写主启动类

@EnableDiscoveryClient
@SpringBootApplication
public class OrderNacosMain83
{
    public static void main(String[] args)
    {
        SpringApplication.run(OrderNacosMain83.class,args);
    }
}

【第五步】编写业务类

ApplicationContextConfig.java

@Configuration
public class ApplicationContextConfig {
    @Bean
    @LoadBalanced
    public RestTemplate restTemplate(){
        return new RestTemplate();
    }
}

OrderNacosController.java

@RestController
public class OrderNacosController {
    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    @Value("${service-url.nacos-user-service}")
    private String serverURL;

    @GetMapping("/consumer/nacos/{id}")
    public String paymentInfo(@PathVariable("id") Long id)
    {
        return restTemplate.getForObject(serverURL+"/payment/nacos/"+id,String.class);
    }
}

【第六步】测试

查看nacos服务注册中心，查看消费者服务是否注册进来

测试地址：http://localhost:83/consumer/nacos/13，83访问9001|9002，轮询负载OK

三、服务注册中心对比

服务注册与发现框架	CAP模型	控制台管理	社区活跃度
Eureka	AP	支持	低（2.x版本闭源）
Zookeeper	CP	不支持	中
Consul	CP	支持	高
Nacos	AP、CP	支持	高

AP与CP选择

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，都是适合 AP 模式，AP 模式为了服务的可用性而减弱了一致性， 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，K8S 服务和 DNS 服务则适用于 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。

2.4 Nacos作为服务配置中心

配置中心作用：多个集群从nacos远程配置中心读取配置文件，避免重复性修改配置文件。

一、Nacos基础配置

参考文档：https://nacos.io/zh-cn/docs/quick-start-spring-cloud.html

配置公式：

${prefix}-${spring.profiles.active}.${file-extension}
/**
说明：
（1）prefix默认为spring.application.name的值
（2）spring.profile.active既为当前环境对应的profile,可以通过配置项spring.profile.active 来配置
（3）file-exetension为配置内容的数据格式，可以通过配置项spring.cloud.nacos.config.file-extension配置
**/

项目实战

【第一步】新建Module

cloudalibaba-config-nacos-client3377

【第二步】创建pom文件

<dependencies>
    
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloudgroupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-configartifactId>
    dependency>
    
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloudgroupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discoveryartifactId>
    dependency>
    
dependencies>

【第三步】编写yml

Nacos同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，拉取配置之后，才能保证项目的正常启动。springboot中配置文件的加载是存在优先级顺序的，bootstrap优先级高于application

bootstrap.yml

server:
  port: 3377

spring:
  application:
    name: nacos-config-client
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848 #Nacos服务注册中心地址
      config:
        server-addr: localhost:8848 #Nacos作为配置中心地址
        file-extension: yaml #指定yaml格式的配置

application.yml

spring:
  profiles:
    active: dev # 表示开发环境

【第四步】编写主启动类

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class NacosConfigClientMain3377 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(NacosConfigClientMain3377.class, args);
    }
}

【第五步】编写业务类

@RestController
@RefreshScope  
public class ConfigClientController {
    @Value("${config.info}")
    private String configInfo;

    @GetMapping("/config/info")
    public String getConfigInfo() {
        return configInfo;
    }
}

@RefreshScope：SpringCloud原生注解，使当前类下的配置支持Nacos的动态刷新功能。

【第六步】测试

接口地址：http://localhost:9996/config/info

NOTE：Nacos自带动态刷新，修改Nacos中的yaml配置文件，再次调用查看配置的接口，就会发现配置已经刷新。

二、Nacos分类配置

问题引入：

在实际开发过程中，通常一个大型分布式微服务系统会有很多微服务子项目，每个子项目又有三个环境：dev（开发环境）、 test（测试环境）、 prod（生产环境），那么如何保证系统在指定环境启动时，每个微服务服务能正确读取到Nacos远程配置中心相应环境下的配置文件？ 多环境多项目管理

Namespace（命名空间） + Group（分组） + Data ID（具体配置实例）

默认情况： Namespace=public，Group=DEFAULT_GROUP，默认 Cluster 是 DEFAULT

1）Namespace ：命名空间，默认是public，主要用来实现隔离环境，比如：开发，测试，生产环境，建立3个 Namespace，不同的 Namespace 之间是隔离的。

2）Group：分组，默认是 DEFAULT_GROUP，Group 可以把不同微服务划分到同一个分组里面去 ，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。比如说为了容灾， 将 Service
微服务分别部署在了杭州机房，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，还可以尽量让同一个机房的微服务相互调用，以提升性能，最后Instance，就是微服务的 实例。

三种方案加载配置

1）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

NOTE：默认空间 + 默认分组 + 新建 dev 和 test 两个 DataID

修改cloudalibaba-config-nacos-client3377的application.yml

spring:
  profiles:
    active: test #测试环境

测试：

2）Group方案

创建DEV_GROUP、DEV_GROUP分组，每个分组创建nacos-config-client-info.yaml

cloudalibaba-config-nacos-client3377修改配置文件application.yml、bootstrap.yml

application.yml

spring:
  profiles:
    active: info

bootstrap.yml

spring:
  application:
    name: nacos-config-client
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848 #Nacos服务注册中心地址
      config:
        server-addr: localhost:8848 #Nacos作为配置中心地址
        file-extension: yaml #指定yaml格式的配置
        group: DEV_GROUP

测试：

3）Namespace方案

定位到特定命名空间下的特定分组的特定配置文件

【第一步】点击命名空间，新建dev、test、prod3个命名空间

【第二步】点击配置列表，可在dev、test命名空间下创建配置文件

【第三步】修改cloudalibaba-config-nacos-client3377配置文件application.yml、bootstrap.yml。

application.yml

spring:
  profiles:
    #active: test #测试环境
    active: dev # 表示开发环境

bootstrap.yml

spring:
  application:
    name: nacos-config-client
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848 #Nacos服务注册中心地址
      config:
        server-addr: localhost:8848 #Nacos作为配置中心地址
        file-extension: yaml #指定yaml格式的配置
        group: DEV_GROUP
        namespace: ab0c7cf2-bffa-4f41-972f-0d210265d7bd  #dev

【第四步】测试

修改 namespace、group以及profiles，测试

三、 Nacos集群和持久化配置

Nacos支持三种部署模式

1）单机模式 - 用于测试和单机试用。

2）集群模式 - 用于生产环境，确保高可用。

3）多集群模式 - 用于多数据中心场景。

集群部署参考文档：https://nacos.io/zh-cn/docs/cluster-mode-quick-start.html

Nacos持久化配置

Nacos默认使用自带的嵌入式数据库derby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。

具体的操作步骤：

1）安装数据库，版本要求：5.6.5+
2）初始化mysql数据库，数据库初始化文件：mysql-schema.sql
3）修改conf/application.properties文件，增加支持mysql数据源配置（目前只支持mysql），添加mysql数据源的url、用户名和密码。

参考官网：https://nacos.io/zh-cn/docs/deployment.html

derby到mysql切换配置步骤

【第一步】nacos-server-1.1.4\nacos\conf目录下找到sql脚本 【nacos-mysql.sql】，执行脚本

【第二步】nacos-server-1.1.4\nacos\conf目录下找到application.properties
添加以下代码

spring.datasource.platform=mysql
db.num=1
db.url.0=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/nacos_config?characterEncoding=utf8&connectTimeout=1000&socketTimeout=3000&autoReconnect=true

db.user=root
db.password=123456

【第三步】启动Nacos，可以看到是个全新的空记录界面，以前是记录进derby

添加namespace、group、Data ID

查看mysql数据库，config_info表

Nacos集群配置

Linux版Nginx+Nacos+Mysql生产环境配置，包含1个Nginx、3个Nacos注册中心、1个mysql。

nacos集群配置参考文档：https://nacos.io/zh-cn/docs/cluster-mode-quick-start.html

预备环境准备

1）64 bit OS Linux/Unix/Mac，推荐使用Linux系统。

2）Mysql已安装

3）Nginx已安装

4）3个或3个以上Nacos节点才能构成集群。

【第一步】下载与安装Linux版本的nacos

下载地址：https://github.com/alibaba/nacos/releases/tag/1.1.4 nacos-server-1.1.4.tar.gz

#解压
tar -zxvf nacos-server-1.1.4.tar.gz

【第二步】Linux服务器上mysql数据库配置

进入config目录，

启动mysql，根据nacos_mysql.sql文件创建nacos_config数据库以及表，创建结果如下

【第三步】application.properties 配置

vim application.properties

配置如下内容

spring.datasource.platform=mysql
db.num=1
db.url.0=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/nacos_config?characterEncoding=utf8&connectTimeout=1000&socketTimeout=3000&autoReconnect=true
db.user=root
db.password=123456

【第四步】Linux服务器上nacos的集群配置cluster.conf

复制cluster.conf，修改cluster.conf文件

cp cluster.conf.example cluster.conf
vim cluster.conf

添加以下内容

#########nacos cluster############
192.168.10.130:3333
192.168.10.130:4444
192.168.10.130:5555

NOTE：这个IP不能写127.0.0.1，必须是Linux命令hostname -i能够识别的IP，其中ip为ens33 ip地址

hostname -i

【第五步】编辑Nacos的启动脚本startup.sh，使它能够接受不同的启动端口

1）单机版的启动，命令 ./startup.sh
2）集群启动，类似其它软件的shell命令，传递不同的端口号启动不同的nacos实例。
命令：./startup.sh -p 3333 表示启动端口号为3333的nacos服务器实例，和上一步的cluster.conf配置的一致。

修改bin/startup.sh文件，输入:set nu，显示行数

vim startup.sh

修改后，

while getopts ":m:f:s:p:" opt
do
    case $opt in
        m)
            MODE=$OPTARG;;
        f)
            FUNCTION_MODE=$OPTARG;;
        s)
            SERVER=$OPTARG;;
        p)
            PORT=$OPTARG;;
        ?)
        echo "Unknown parameter"
        exit 1;;
    esac
done

nohup $JAVA -Dserver.port=${PORT} ${JAVA_OPT} nacos.nacos >> ${BASE_DIR}/logs/start.out 2>&1 &

nacos集群启动，

./startup.sh -p 3333

【第六步】配置Ngnix，作为负载均衡器

nginx安装

#1、下载
wget http://nginx.org/download/nginx-1.22.0.tar.gz
#2、解压
tar -xvf nginx-1.22.0.tar.gz
#3、切换到新建的nginx目录
#4、执行命令 考虑到后续安装ssl证书 添加两个模块
./configure --with-http_stub_status_module --with-http_ssl_module
#5、执行make命令
make
#6、执行make install命令
make install
#7、进入 /usr/local/nginx目录
cd /usr/local/nginx

进入/usr/local/nginx/config目录，修改nginx的配置文件nginx.conf

#gzip  on;
      upstream cluster{
         server 127.0.0.1:3333;
         server 127.0.0.1:4444;
         server 127.0.0.1:5555;
     }
     server {
         listen       1111;
         server_name  localhost;
         #charset koi8-r;
         #access_log  logs/host.access.log  main;      
         location / {
            #root   html;
            #index  index.html index.htm;
            proxy_pass http://cluster;
         }
       }

进入/usr/local/nginx/sbin目录，启动nginx

./nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

【第七步】测试

前提：启动nacos集群，启动nginx

测试1：持久化

通过nginx访问nacos，测试地址：http://192.168.10.130:1111/nacos/#/login，进入nacos登录页

添加1个DataID,

查看linux上的mysql数据库，nacos_config数据库中config_info表记录添加是否成功。

测试2：nacos服务注册与发现

需求：微服务cloudalibaba-provider-payment9002注册进nacos集群

修改cloudalibaba-provider-payment9002微服务application.yml

server:
  port: 9002

spring:
  application:
    name: nacos-payment-provider
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        #server-addr: localhost:8848 #配置Nacos地址
        server-addr: 192.168.10.130:1111   #linux下nginx的ip

management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: '*'

启动payment9002，访问：http://192.168.10.130:1111/nacos/#/login