Spring Cloud Alibaba系列之-Nacos服务注册和配置中心(三)

一、实现目标

项目[ac-mall-cloud]各module注册到Nacos服务,并通过Nacos服务名访问接口

Nacos官网文档
Nacos官方GitHub地址
Nacos官方下载地址

二、Nacos(Naming Configuration Service)简介

2.1 是什么

1、一个更易于构建云远程应用的动态服务发现,配置管理和服务管理平台
2、Nacos就是:注册中心 + 配置中心的组合,等价于Nacos = Eureka + Config + Bus

2.2 能干嘛

1、替代Eureka做服务注册中心
2、替代Config做服务配置中心

2.3 注册中心比较
注册中心比较
Nacos和CAP
Nacos与其他注册中心特性对比
2.3.1 CAP 原则
  • C:一致性(Consistency)
  • A:可用性(Availability)
  • P:分区容错性(Partition tolerance)

P(分区容错):一般是针对多节点部署的系统,分区指网络分区(由于网络原因节点之间无法通信同步数据),容错指系统节点出现分区了对外依然要能提供服务,不能说分区了导致整个系统不能提供服务了。

在满足P的前提下,Client发一条数据给节点1,因为分区产生这条数据暂时无法同步给节点2。如果要保证整个分布式系统的数据一致性(C),肯定要牺牲掉可用性(A),也就是整个分布式系统对外暂时不可用,不然Client对节点1和节点2的这条数据查询的结果就不一致了。同样的道理,如果要保证A那肯定要牺牲掉C了,因为数据还没在节点间同步,Client查询节点1和节点2的这条数据结果肯定不一样。

2.3.2 BASE原则
  • BA:基本可用(Basically Available)
  • S:软状态(Soft State)
  • E:最终一致性(Eventual Consistency)

CAP原则是三选二,BASE原则是CAP的折中,C、A、P三个都要,但不用100%的保证每一个原则,分布式系统肯定优先保证P,多数时候是在C和A之间做权衡选择

2.3.3 各注册中心满足的CAP原则
  • mysql单机(CA)
  • eureka集群(AP)
  • zookeeper集群(CP)
  • nacos集群(AP或CP),临时节点走AP,持久化节点走CP
  • redis集群(AP)
2.3.4 脑裂问题

脑裂:集群(Master-Slave的情况)的脑裂通常是发生在节点之间通信不可达(分区)的情况下,集群会分裂成不同的小集群,小集群各自选出自己的master节点,导致原有的集群出现多个master节点的情况。

2.4 Nacos基础概念
2.4.1 Nacos服务发现和服务健康监测

Nacos 支持基于 DNS 和基于 RPC 的服务发现。服务提供者使用 原生SDK、OpenAPI、或一个独立的Agent TODO注册 Service 后,服务消费者可以使用DNS TODO 或HTTP&API查找和发现服务。

Nacos 提供对服务的实时的健康检查,阻止向不健康的主机或服务实例发送请求。Nacos 支持传输层 (PING 或 TCP)和应用层 (如 HTTP、MySQL、用户自定义)的健康检查。 对于复杂的云环境和网络拓扑环境中(如 VPC、边缘网络等)服务的健康检查,Nacos 提供了 agent 上报模式和服务端主动检测2种健康检查模式。Nacos 还提供了统一的健康检查仪表盘,帮助您根据健康状态管理服务的可用性及流量。

2.4.2 命名空间

用于进行租户粒度的配置隔离。不同的命名空间下,可以存在相同的 Group 或 Data ID 的配置。Namespace 的常用场景之一是不同环境的配置的区分隔离,例如开发测试环境和生产环境的资源(如配置、服务)隔离等。

三、Nacos安装

可参考Nacos 快速开始、Nacos Spring Cloud 快速开始

3.1 windows环境安装
3.1.1 正常操作

1、本地Java8+Maven环境已经OK

2、先从官网下载Nacos Nacos官方下载地址

下载地址

3、解压安装包


解压安装包

4、启动Nacos(错误示范)


startup.cmd

在Nacos的低版本中,可以直接点击运行bin目录下的startup.cmd来启动Nacos,但在高版本中,则会启动失败,原因是高版本默认采用了集群模式,用到了数据库,而我们没有配置数据库,因此启动失败。


启动失败

5、启动方式一
打开cmd命令窗口,在启动命令中指定单机模式运行

cd D:\install\nacos-server-2.0.0\nacos\bin
startup.cmd -m standalone
cmd命令窗口

运行成功后访问http://localhost:8848/nacos
默认账号nacos nacos

Nacos控制台界面

6、启动方式二
用编辑器打开startup.cmd文件,找到set MODE="cluster",修改成set MODE="standalone",将默认的集群模式改成单机模式。此时再双击startup.cmd就可以启动Nacos了

startup.cmd启动成功
3.1.2 问题处理
3.1.2.1 问题一
问题描述

双击startup.cmd启动文件,cmd命令窗口不出现(或闪一下),无法定位启动失败原因。

解决方案

改用cmd命令启动,cmd命令窗口会显示启动失败原因

cd /d D:\service\nacos-server-2.0.0\nacos\bin

startup.cmd -m standalone
启动失败截图

原因是没有配置JAVA_HOME环境变量,配置Java环境变量后,关闭cmd命令窗口再重新启动,或直接双击startup.cmd启动。

Nacos启动
3.2 Linux(ubuntu) 环境安装

1、将Nacos安装包文件上传到远程服务器

scp -r D:/install/nacos-server-2.0.0 root@[47.105.146.74](mailto:[email protected]):/data/nacos-server-2.0.0

2、登录远程服务器,启动Nacos

ssh [email protected]
输入密码

cd /data/nacos-server-2.0.0/nacos/bin

ubuntu 启动命令

bash startup.sh -m standalone

linux 启动命令

sh startup.sh -m standalone
启动

可以通过命令查看启动日志

tail -f /data/nacos-server-2.0.0/nacos/logs/start.out -n 1000
启动日志

4、Nacos控制台效果


Nacos控制台效果

四、项目[ac-mall-cloud]接入Nacos

4.1 父级工程配置

在父级工程 [ac-mall-cloud] pom.xml中引入Nacos依赖

 
        com.alibaba.cloud
        spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery
        ${alibaba.cloud.version}
 

父级工程 [ac-mall-cloud] pom.xml全配置如下



    4.0.0

    org.example
    ac-mall-cloud
    1.0-SNAPSHOT
    
        user-service
        product-service
        order-service
    

    pom

    
        1.8
        Greenwich.SR1
        8.0.17
        3.2.0
        1.1.10
        2.2.4.RELEASE
        2.1.0.RELEASE
        1.18.10
    

    
    
        
            
                org.springframework.boot
                spring-boot-starter-parent
                ${boot.version}
                pom
                import
            

            
                org.springframework.cloud
                spring-cloud-dependencies
                ${spring-cloud.version}
                pom
                import
            

            
                com.alibaba.cloud
                spring-cloud-alibaba-dependencies
                ${alibaba.cloud.version}
                pom
                import
            

            
                com.alibaba.cloud
                spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery
                ${alibaba.cloud.version}
            

            
                com.baomidou
                mybatis-plus-boot-starter
                ${mybatis.plus.version}
            

            
                com.alibaba
                druid-spring-boot-starter
                ${druid.version}
            

            
                mysql
                mysql-connector-java
                ${mysql.version}
            

            
                org.projectlombok
                lombok
                ${lombok.version}
                provided
            

        

    

    
    
        
            org.projectlombok
            lombok
            1.18.10
            provided
        
    

    
    
        
            
                org.springframework.boot
                spring-boot-maven-plugin
            
        
    


4.2 module [user-service] 配置

1、在module [user-service]pom.xml中引入Nacos依赖

 
        com.alibaba.cloud
        spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery
 

module [user-service]pom.xml全配置如下



    
        ac-mall-cloud
        org.example
        1.0-SNAPSHOT
    
    4.0.0

    org.ac
    user-service

    
        
            org.springframework.boot
            spring-boot-starter-web
        

        
            com.alibaba.cloud
            spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery
        
    


2、在module [user-service]application.yml配置文件中配置Nacos注册中心信息

spring:
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 47.105.146.74:8848

module [user-service]application.yml全配置如下

server:
  port: 8010

spring:
  application:
    name: user-service

  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 47.105.146.74:8848

3、补充说明
从Spring Cloud Edgware开始,@EnableDiscoveryClient可省略。只需加上相关依赖,并进行相应配置,即可将微服务注册到服务发现组件上。因此本项目中不需要在UserApplication启动类上加@EnableDiscoveryClient注解

4.3 module [order-service] 配置

module [order-service] 配置与[user-service]一样,此处省略

4.4 Naocs控制台

配置完成后,登录Naocs控制台,效果如下


Naocs控制台效果
4.4 改造module[user-service]和modul[order-service]RestTemplate的通信

将RestTemplate由IP访问,改成用服务名访问

@Service
public class OrderServiceImpl implements IOrderService {

    @Autowired
    OrderDao orderDao;

    @Autowired
    RestTemplate restTemplate;

    //final static String USER_SERVICE_URL="http://127.0.0.1:8010/users/{userId}";

    final static String USER_SERVICE_URL="http://user-service/users/{userId}"; //用服务名来替换IP

    public Order makeOrder(String productId, String userId) {

        /**
         * RestTemplate是java创造出来的,在java能够访问到网络资源的包是java.net.URLConnenction/Socket
         * RestTemplate是对URLConnenction的封装
         * apache--HttpClient 也是对URLConnenction/HttpURLConnenction的封装
         * oKHttp 也封装了URLConnenction
         * netty/rpc/grpc/thirt/tomcat
         */

        // 1、根据用户ID调用用户服务接口数据,查询用户的名字
        UserDto userDto = restTemplate.getForObject(USER_SERVICE_URL,UserDto.class,userId);
        String userName=userDto.getUserName();

        // 2、生成订单
        Order order = new Order();
        order.setId(UUID.randomUUID().toString());
        order.setCreateTime(new Date());
        order.setPriceFen(1600L);
        order.setUserId(userId);
        order.setUserName(userName);
        order.setProductId(productId);
        order.setOrderNo(UUID.randomUUID().toString());

        // 3、保存数据库
        orderDao.insert(order);

        return order;
    }
}

我们在浏览器中输入访问地址http://127.0.0.1:8020/orders/1/1 发现接口访问失败,控制台打印出异常信息java.net.UnknownHostException: user-service 这是因为RestTemplate无法识别Nacos注册中心中的user-service服务名。

由于Nacos服务注册与发现功能中,默认集成了Ribbon,因此我们可以在RestTemplate添加Ribbon注解,让Ribbon来解决识别服务名的问题。

在module[order-service]的OrderApplication中加入Ribbon注解@LoadBalanced,代码如下

@SpringBootApplication
public class OrderApplication {

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

    @Bean
    @LoadBalanced // Ribbon负载均衡注解
    RestTemplate getRestTemplate(){
        return new RestTemplate();
    }
}

重启module[order-service],再次访问http://127.0.0.1:8020/orders/1/1 ,发现与之前用IP方式通信的效果一样了

image.png

五、Nacos重点补充

5.1 Nacos如何支持多环境

在日常使用中常常需要不同的环境,比如日常,预发,线上环境,如果是逻辑隔离可以使用命名空间,Nacos支持命名空间来支持多环境隔离,可以在Nacos控制台创建多个命名空间。如果需要物理隔离,就要部署多套Nacos环境。

5.2 Nacos有什么依赖

在单机模式下,Nacos没有任何依赖,在集群模式下,Nacos依赖MySQL做存储。

5.3 Nacos单机部署如何使用MySQL

Nacos单机模式默认使用内嵌的数据库作为存储引擎,如果想换成自己安装的MySQL也可以进行相关的配置。

5.4 生产环境如何部署Nacos

生产环境使用Nacos为了达到高可用不能使用单机模式,需要搭建Nacos集群。

5.5 Nacos部署环境

Nacos定义为一个IDC内部应用组件,并非面向公网环境的产品,建议在内部隔离网络环境中部署,强烈不建议部署在公共网络环境。

备注:应用内部流量可以走专用端口,然后在防火墙和安全组指定这个端口只允许你的其他服务器 IP 访问,更多安全配置可参考Nacos 配置安全最佳实践

5.6 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。

六、问题思考

Nacos服务做集群时,服务A调用服务B,服务B有B1、B2、B3 三个服务,现在B1要更新发布新代码,会有几秒的短暂不可用,如果此时服务A刚好访问的是服务B1,那么对应功能就会出现不可用的情况。其实针对这个问题可用通过Sentinel服务降级与熔断来解决。

七、附录

项目源码地址

八、参考资料

Nacos 配置安全最佳实践

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