SpringCloudAlibaba微服务架构搭建（三）Nacos组件之配置中心(动态取值，纯纯干货)

1、为什么用Nacos充当配置

Nacos（全称“命名和配置服务”）是一个用于服务发现、动态配置管理和服务元数据管理的开源项目，通常用于充当微服务架构中的注册中心。它由阿里巴巴集团提供开发并开源，具有以下一些优点，解释了为什么要选择使用Nacos注册中心：

1. 服务注册与发现：Nacos 可以帮助你管理和跟踪微服务架构中各个服务的注册与发现。当新的微服务实例启动时，它可以将自己注册到 Nacos 中心，其他服务可以通过查询 Nacos 来发现和定位服务的实例。

2. 动态配置管理：Nacos不仅可以用于服务注册与发现，还可以作为配置中心，实现动态配置的管理。这意味着你可以将配置信息集中存储在Nacos中，而不必重新部署应用程序或服务来更改配置。这在微服务架构中非常有用，因为不同的服务可能需要根据需要动态地调整配置。

3. 服务健康检查：Nacos 具有健康检查功能，可以定期检查服务的可用性，从而在服务出现故障或不可用时及时清除不健康的实例，确保请求不会被发送到不可用的服务。

4. 灰度发布和流量控制：Nacos 支持灰度发布，可以根据配置将部分流量引导到新版本的服务，以便阶梯验证新版本的稳定性。另外，Nacos 还支持流量控制和限制流量，帮助您更好地面管理流量和避免系统过载。

5. 多种注册方式：Nacos 提供多种注册方式，包括 DNS、HTTP 和 gRPC，这使得它非常灵活，可以适应不同的网络架构和编程语言。

6. 社区支持与活跃度：作为一个开源项目，Nacos拥有活跃的社区支持，持续地进行更新和改进，修复漏洞，提供新功能，从而不断变化的需求。

2、Nacos组件的诞生

故事的起点可以追溯到阿里巴巴集团内部的微服务架构发展。随着阿里巴巴规模的不断扩大，单一庞大的应用程序变得越来越难以维护和扩展。为了应对这些挑战，阿里巴巴开始采用微服务架构，将应用程序拆分为多个较小的、自治的服务。这样的架构可以带来一些更高的灵活性、可伸缩性和可维护性，但同时也带来了新的挑战。

其中一个主要挑战是服务的发现和管理。在微服务架构中，服务的数量可能会很快增加，因此需要一种机制来跟踪和管理这些服务的实例。此外，由于服务的实例可能会动态启动、停止或迁移，因此需要一种能够实时更新服务注册信息的机制。

另一个挑战是动态配置管理。在微服务架构中，不同的服务可能需要使用不同的配置参数，并且这些配置可能需要根据需要进行动态修改，而不是重新部署服务。这就需要一种集中化的配置管理系统，可以在运行时动态地修改和管理配置。

为了应对这些挑战，阿里巴巴团队开发了Nacos。Nacos不仅提供了服务发现和注册的功能，还包括动态配置管理、健康检查、灰度发布等功能。它的目标是成为一个全面的服务管理平台，帮助开发人员更轻松地构建、部署和管理微服务架构。

Nacos 的开源发展始于阿里巴巴内部，并于 2018 年对外开源。自此以后，Nacos 受到了广泛的关注和采用，成为微服务架构中注册中心和配置中心的热门选择之一。发展和改进，也反映了对微服务架构在实际应用中所面临问题的认识和解决。

3、环境准备

Nacos 依赖 Java 环境来运行。注意要有Maven环境

• JDK 1.8+；
• Maven 3.2.x+。

步骤1：下载Nacos

首先，你需要从 Nacos 的官方 GitHub 仓库下载 Nacos Server 的发布版本。你可以从以下链接下载最新版本：https://github.com/alibaba/nacos/releases

选择适合您的发布版本，通常会有压缩包或安装包供下载。

步骤2：解压或安装Nacos

将下载的发布版本解压到你选择的目录中，或者按照网络的方式安装Nacos。解压后的目录中会包含Nacos Server的执行文件和配置文件。

步骤3：启动Nacos服务器

在命令行中进入到 Nacos Server 的目录，执行以下命令来启动 Nacos Server：

# Linux 或 macOS
sh startup.sh -m standalone

# Windows
startup.cmd -m standalone

这将启动一个单机模式的Nacos Server实例。

步骤4：访问Nacos控制台

一旦 Nacos Server 启动成功，你就可以在浏览器中访问 Nacos 控制台。默认情况下，Nacos 控制台的访问地址为：http://localhost:8848/nacos

你可以使用默认的用户名和密码登录，用户名为nacos，密码为nacos。登录后，你就可以开始在 Nacos 控制台上进行服务注册、配置管理等操作了。

步骤5：使用Nacos客户端

如果你想在你的应用程序中使用Nacos，你需要添加Nacos客户端库到你的项目中。根据你使用的语言和框架，你可以在项目的配置文件中配置Nacos的连接信息，然后在代码中使用Nacos客户端来进行服务发现和配置管理等操作。

3.1Nacos集成MySQL数据库

Nacos 可以使用 MySQL 数据库作为持久化存储，以保存服务注册信息、配置数据等。在使用 MySQL 作为 Nacos 的数据存储之前，需要进行一些环境搭建和配置工作。以下是使用 MySQL 数据库的 Nacos 环境搭建和配置配置步骤：

第一步：安装MySQL

首先，你需要安装MySQL数据库。你可以从MySQL官方网站下载适合你操作系统的MySQL安装包，并按照官方文档进行安装。在安装过程中，记住为MySQL设置了一个用户名和密码，这将用于连接和管理数据库。

步骤2：创建数据库

登录MySQL数据库，创建一个新的数据库用于存储Nacos的数据。您可以使用以下命令来创建数据库：

CREATE DATABASE nacos_db;

步骤3：修改Nacos配置

在 Nacos 的解压目录中，进入conf文件夹，找到application.properties文件（或者application.properties.example文件，将其复制并重命名为application.properties），然后使用文本编辑器打开它。

在application.properties文件中，找到与MySQL相关的配置项，然后根据你的MySQL配置进行修改：

spring.datasource.platform=mysql
db.num=1
db.url.0=jdbc:mysql://localhost:3306/nacos_db?characterEncoding=utf8&connectTimeout=1000&socketTimeout=3000&autoReconnect=true
db.user=nacos
db.password=nacos

将上述配置中的数据库连接 URL、用户名和密码替换为您实际的 MySQL 配置。

步骤4：启动Nacos服务器

在完成配置后，保存application.properties文件，并返回到Nacos解压目录。然后按照之前提供的步骤启动Nacos Server。

步骤5：访问Nacos控制台

一旦 Nacos Server 启动成功，你就可以在浏览器中访问 Nacos 控制台。默认情况下，Nacos 控制台的访问地址为：http://localhost:8848/nacos

步骤6：数据初始化

第一次启动Nacos Server时，它会自动创建所需的数据库表和初始化数据。你可以在MySQL数据库中查看到相关的表和数据。

3.2注意SQL源文件地址

SQL源文件地址：https://github.com/alibaba/nacos/blob/master/distribution/conf/nacos-mysql.sql 

3.3MySQL 8.x版本大坑

在使用 MySQL 8 作为 Nacos 的数据库时可能会遇到一些问题，以下是一些可能的“大坑”以及如何避免或解决它们的一些建议：

1. 字符集和排序规则问题：MySQL 8 默认使用了新的字符集和排序规则（utf8mb4），这可能导致与旧版本 MySQL 不兼容的情况。在配置 Nacos 使用 MySQL 8 时，确保在连接字符串中明确指定字符集和排序规则，以与Nacos所需的兼容。

   db.url.0=jdbc:mysql://localhost:3306/nacos_db?characterEncoding=utf8mb4&collation=utf8mb4_unicode_ci
   

2. 驱动版本问题：确保使用与 MySQL 8 兼容的 JDBC 驱动。你可以从 MySQL 官方网站或 Maven 仓库下载适合 MySQL 8 的 JDBC 驱动版本，然后将其放入 Nacos 的文件夹中lib。

3. 权限问题：确保MySQL用户拥有足够的权限来创建表、插入数据等操作。可能需要为用户获取相应的权限，以便Nacos能够正常工作。

4. 新功能问题： MySQL 8 引入了一些新功能和更改，可能会影响 Nacos 的正常运行。例如，MySQL 8 中默认启用了密码验证插件，而 Nacos 需要使用。您可以在创建caching_sha2_passwordMySQLmysql_native_password用户时指定密码验证插件修改，或者在 MySQL 配置中默认插件。

   CREATE USER 'nacos'@'localhost' IDENTIFIED WITH 'mysql_native_password' BY 'your_password';
   

   另外，MySQL 8 中的一些功能更改可能会影响到 Nacos 的一些查询和操作，可能需要对 Nacos 源码进行适当修改来解决问题

4、Nacos 配置核心概念

1. 命名空间（Namespace）：命名空间是逻辑隔离的环境，每个命名空间都有自己的服务和配置数据。Nacos支持多种命名空间，可以根据环境、应用元素等划分不同的命名空间。使得不同环境下的服务和配置可以相互隔离，避免冲突和干扰。

2. 服务（Service）：服务是一个被注册到Nacos中心的实体，它代表一个具体的微服务应用程序。服务的实例可以在不同的主机和端口上运行，Nacos用于管理这些服务的注册、发现和健康状态。

3. 实例（Instance）：实例是一个特定服务的运行实体，通常是通过一个主机和端口组合。当微服务启动时，它会向Nacos注册一个实例。其他服务可以让Nacos查询这些实例的信息，从而实现服务的发现和调用。

4. 配置（Configuration）：配置是应用程序的设置和参数，可以包括数据库连接字符串、超时时间等。Nacos 提供配置中心的功能，允许您集中管理和动态修改应用程序的配置，而不需要重新部署应用。

5. 配置集（ConfigSet）：配置集是一组相关的配置项，它们可以被统一管理、查询和更新。不同的配置集可以用于不同的应用或模块，以便更好地组织和管理配置数据。

6. 配置项（ConfigItem）：配置项是配置集中的单个配置项，代表一个具体的配置项。例如，一个数据库连接字符串、存储大小等都可以作为配置项。

7. 监听器（Listener）：监听器是用于监听配置变化的组件。当某项配置发生变化时，触发相关的监听器会收到通知，从而可以触发相应的处理逻辑，实现配置的动态更新。

8. 健康检查（Health Check）：Nacos 提供健康检查，用于定期检查服务实例的健康状态。通过健康检查机制，Nacos 可以识别不健康的实例并从服务中删除，确保客户端请求只被发送到健康的实例上。

9. 灰度发布（灰度发布）：灰度发布是一个阶梯将新版本服务引入生产环境的方法，以验证新版本的稳定性。Nacos 支持基于权重和规则的灰度发布，让你将部分流量引导到新版本上，从而控制发布的风险。

 5、创建配置集与配置项：

        步骤1：创建配置集和配置项

• 浏览器，访问 Nacos 控制台：http://localhost:8848/nacos 打开
  • 登录后，在左侧导航栏选择“配置管理”。
  • 点击“配置列表”，然后点击右上角的“新建配置”。
  • 在“创建配置”页面，选择命名空间、配置数据ID、配置组等信息。
  • 在配置内容框中，输入配置项的具体键值对数据。例如

database.url=jdbc:mysql://localhost:3306/mydb
database.username=myuser
database.password=mypassword

1. 点击“发布”按钮，完成配置集和配置项的创建。

步骤2：Java代码示例

接下来，我将为您提供一个 Java 代码示例，展示如何在应用程序中获取和使用 Nacos 中的配置项。

1. 添加 Nacos 客户端库的依赖，可以在项目的 Maven 或 Gradle 配置中添加：

    com.alibaba.nacos
    nacos-client
    2.0.3

1. 创建一个类来获取 Nacos 中的配置项：

import com.alibaba.nacos.api.config.ConfigFactory;
import com.alibaba.nacos.api.config.ConfigService;
import com.alibaba.nacos.api.exception.NacosException;

public class NacosConfigExample {

    public static void main(String[] args) {
        String serverAddr = "localhost";
        String dataId = "example-config";
        String group = "DEFAULT_GROUP";

        try {
            ConfigService configService = ConfigFactory.createConfigService(serverAddr);
            String content = configService.getConfig(dataId, group, 5000);
            
            System.out.println("Config Content: " + content);
        } catch (NacosException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在上述代码中，将serverAddr替换为您的Nacos服务器地址，dataId替换为您的配置数据ID，group替换为您的配置组。

运行上述Java代码，将从Nacos中获取指定的配置项并打印出来。

6、SrpingCloud项目接入Nacos案例

步骤1：添加依赖

在 Spring Cloud 项目的 Maven 或 Gradle 配置中，添加适用于 Nacos 配置的依赖。这里以 Maven 为例：

    org.springframework.cloud
    spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config

步骤2：配置Nacos服务器地址

在Spring Cloud项目的配置文件（例如application.properties）application.yml中，配置连接到Nacos服务器的地址：

spring.cloud.nacos.config.server-addr=localhost:8848

步骤3：创建配置文件

在 Nacos 控制台中创建配置集和配置项，如前面的说明所示。确保配置项的dataId和group与你的 Spring Cloud 应用程序的配置文件相对应。

步骤4：启用Nacos配置

在 Spring Cloud 项目的启动类上使用@EnableNacosConfig注解，启用 Nacos 配置：

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.alibaba.nacos.NacosConfigProperties;
import org.springframework.cloud.alibaba.nacos.client.NacosPropertySource;
import org.springframework.cloud.alibaba.nacos.client.NacosPropertySourceRepository;
import org.springframework.cloud.alibaba.nacos.client.config.NacosConfigManager;
import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class YourSpringCloudApplication {

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

    @Configuration
    public static class NacosConfiguration {

        @Bean
        public NacosConfigProperties nacosConfigProperties() {
            return new NacosConfigProperties();
        }

        @Bean
        public NacosPropertySource nacosPropertySource(NacosConfigManager nacosConfigManager,
                                                       NacosConfigProperties nacosConfigProperties) {
            return new NacosPropertySource(nacosConfigManager, nacosConfigProperties);
        }

        @Bean
        public NacosPropertySourceRepository nacosPropertySourceRepository(NacosConfigManager nacosConfigManager) {
            return new NacosPropertySourceRepository(nacosConfigManager);
        }
    }
}

步骤5：使用配置项

在你的 Spring Cloud 应用程序中，你可以像使用普通的配置一样使用 Nacos 中的配置项。例如，在你的application.properties或application.yml文件中，可以使用${config.key}来引用 Nacos 配置项中的值。

spring.datasource.url=${database.url}
spring.datasource.username=${database.username}
spring.datasource.password=${database.password}

到这里Spring Cloud项目就成功地接入了Nacos配置中心，可以动态获取和应用配置项，实现了配置的集中管理和动态更新。

7、监听配置讲解（包含代码）

在Nacos中，你可以通过监听器（Listener）来监测配置项的变化，从而实现在配置发生改变时触发相应的操作。以下是关于如何监听Nacos配置变化的讲解以及一个简单的Java代码案例：

步骤1：创建配置监听器

在你的 Spring Cloud 项目中，你可以创建一个配置监听器类来处理配置变化事件。这个监听器需要实现org.springframework.cloud.alibaba.nacos.NacosConfigListener接口，并实现其receiveConfigInfo方法。

import org.springframework.cloud.alibaba.nacos.NacosConfigListener;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class MyConfigListener implements NacosConfigListener {

    @Override
    public void receiveConfigInfo(String configInfo) {
        // 在这里处理配置变化的逻辑
        System.out.println("Received updated config: " + configInfo);
    }
}

步骤2：注册监听器

在上述的配置监听器类中，你可以处理收到的配置变化。接下来，需要在 Spring Cloud 项目中注册这个监听器，以便 Nacos 能够通知它。

import com.alibaba.nacos.api.config.listener.Listener;
import com.alibaba.nacos.api.exception.NacosException;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.cloud.alibaba.nacos.NacosConfigProperties;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

import javax.annotation.PostConstruct;
import java.util.concurrent.Executor;

@Configuration
public class NacosConfiguration {

    @Autowired
    private NacosConfigProperties nacosConfigProperties;

    @Autowired
    private MyConfigListener myConfigListener;

    @PostConstruct
    public void init() throws NacosException {
        nacosConfigProperties.configServiceInstance().addListener(
            nacosConfigProperties.getGroup(),
            nacosConfigProperties.getDataId(),
            myConfigListener
        );
    }
}

在上述代码中，init方法使用configServiceInstance().addListener注册了配置监听器。当配置发生变化时，receiveConfigInfo方法会被触发，你可以在这里处理配置变化的逻辑。

步骤3：测试监听器

现在，您可以在 Nacos 控制台修改配置项，然后观察您的 Spring Cloud 项目是否能够收到配置变化的通知，并执行相应的操作

8、灰度发布与配置管理

Nacos 提供了强大的灰度发布（灰度发布）功能，允许你逐步将新版本的服务或配置引入生产环境，以验证新版本的稳定性。以下是关于 Nacos 灰度发布与配置管理的讲解以及一个简单的Java代码案例：

步骤1：配置灰度发布规则

在 Nacos 控制台中，您可以创建灰度发布规则，以决定如何将新版本的实例导入生产环境。在“灰度发布”功能下，您可以创建实例分组、配置权限重等。

步骤2：Java代码示例

接下来，我将为您提供一个简单的 Java 代码示例，演示如何使用 Nacos 的灰度发布功能。

1. 在你的 Spring Cloud 项目中，添加 Nacos 客户端库的依赖，如前面的说明。

2. 创建一个类来获取Nacos配置项，同时添加灰度发布规则：

import com.alibaba.nacos.api.config.ConfigFactory;
import com.alibaba.nacos.api.config.ConfigService;
import com.alibaba.nacos.api.exception.NacosException;

public class NacosGrayReleaseExample {

    public static void main(String[] args) {
        String serverAddr = "localhost";
        String dataId = "example-config";
        String group = "DEFAULT_GROUP";
        String instanceId = "your-instance-id"; // 灰度发布实例ID

        try {
            ConfigService configService = ConfigFactory.createConfigService(serverAddr);
            String content = configService.getConfig(dataId, group, 5000);
            
            System.out.println("Config Content: " + content);
            
            // 设置灰度发布实例ID
            configService.publishConfig(dataId, group, content, instanceId);
        } catch (NacosException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在上述代码中，instanceId是用于灰度发布的实例ID。通过设置实例ID，你可以将特定的实例引入灰度发布规则中。

步骤三：观察对比发布效果

在Nacos控制台设置好灰度发布规则后，运行上述Java代码。你可以观察到配置项被获取并灰度发布实例被设置。

期望与小结

随着微服务架构的不断发展，Nacos作为配置中心的作用也在不断扩展和深化。未来，我们可以期待以下一些可能的发展方向：

1. 更多的配置管理功能：Nacos可能会进一步增强配置管理的功能，例如支持敏感的配置加密、配置版本管理等。

2. 更灵活的灰度发布策略：Nacos可能会提供更灵活的灰度发布策略，让用户可以根据自身需要定制灰度发布规则。

3. 更丰富的可视化界面：Nacos可能会提供更具观赏性、友好性的可视化界面，使用户能够更轻松地进行管理和监控配置。

4. 更深入的集成与生态系统：Nacos可能会与更多的微服务框架和工具进行更深入的集成，以提供更完整的服务治理和配置管理解决方案。

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