Nacos 服务发现入门

在上章节中我们介绍了服务生产和服务消费之间通过配置文件配置服务网络地址的方式进行相互调用/协调,但是存在很多问题,于是提出了服务发现的概念。下面将基于上章示例引入服务发现中心,如下图:

Nacos 服务发现入门

上图中,当服务1和服务2启动时自动将服务信息注册到服务发现中心,服务发现中心通过一个注册表将所有的服务信息进行保存,当服务2调用服务1时,先到服务发现中心获取服务注册表,根据注册表找到服务1的网络地址,最后发起网络调用。引入服务发现中心有如下优势:

(1)自动服务注册:服务发现中心允许服务自动注册,这意味着新的服务实例可以在启动时向发现中心注册自己,而不需要手动配置或管理。这简化了部署过程。

(2)动态服务发现:服务发现中心可以动态地识别和记录可用的服务实例。这有助于应用程序在运行时找到所需的服务,而不需要静态配置。

(3)负载均衡:服务发现中心可以实现负载均衡,确保请求被平均分发到可用的服务实例上。这有助于提高系统的性能和可伸缩性。

(4)故障恢复:当服务实例发生故障或下线时,服务发现中心可以自动检测到这一变化并从服务注册中删除故障的实例。这确保了应用程序不会请求到不可用的服务。

(5)服务版本管理:服务发现中心可以帮助管理不同服务版本的部署。这有助于平稳地进行服务升级,同时确保旧版本和新版本之间的兼容性。

(6)服务监控和度量:一些服务发现中心还提供监控和度量功能,允许实时监测服务的性能和健康状态。

(7)简化配置管理:服务发现中心减少了大量的手动配置需求,使部署和管理变得更加简单和自动化。

(8)跨平台支持:服务发现中心通常支持多种编程语言和平台,因此可以用于混合技术栈的应用程序。

(9)增强可维护性:使用服务发现中心可以减少人为错误,增加系统的可维护性,因为不再需要手动跟踪和更新服务实例的位置和状态。

Spring Cloud 集成服务发现

在 Spring Cloud 中常见的集成方式是使用 Feign + Ribbon 技术来完成服务间远程调用以及负载均衡,如下图;

Nacos 服务发现入门

上图中,服务2使用 Ribbon 实现客户端负载均衡,使用 Feign 来调用目标服务1。

什么是负载均衡?

负载均衡(Load Balancing)是一种计算机网络和服务器架构的技术,它旨在分配网络流量或应用程序负载到多个服务器或资源,以确保这些服务器能够合理地共享负荷、提高性能、提高可用性和可伸缩性。负载均衡的主要目标是避免任何一台服务器或资源过载,从而降低了系统的压力和风险。

以下是一些常见的负载均衡算法:

  • 轮询(Round Robin):这是一种最简单的负载均衡算法,它依次将每个新请求分配给下一个服务器。当所有服务器都接收到相等数量的请求时,轮询是有效的。它易于实现,但不考虑服务器的性能或负载情况。

  • 最小连接数(Least Connections):该算法将新请求分配给当前具有最少连接数的服务器。这有助于分散负载,并将请求发送到最空闲的服务器。但它可能无法考虑到服务器的性能。

  • 最小响应时间(Least Response Time):这个算法将请求分配给具有最短响应时间的服务器。通常需要实时监测来测量服务器的响应时间。这有助于将请求发送到最快的服务器,但也需要额外的监控和计算。

  • IP哈希(IP Hash):这个算法基于请求的来源IP地址计算哈希值,然后使用哈希值来选择要分配请求的服务器。这确保了相同IP地址的请求总是被分配给相同的服务器。

  • 权重轮询(Weighted Round Robin):这个算法为每个服务器分配一个权重,以反映其性能或容量。然后,根据权重,服务器按照轮询方式分配请求。服务器的权重越高,它收到的请求越多。

  • 权重最小连接数(Weighted Least Connections):与权重轮询类似,这个算法为每个服务器分配一个权重,但它选择具有最小连接数的服务器来接收请求。这样可以考虑到服务器的性能。

  • 随机(Random):这个算法随机选择一个服务器来处理请求。虽然随机性较高,但它可以有效地分散负载。不过,它不能确保请求均匀分布。

  • 基于URI的负载均衡:有些负载均衡器可以根据请求的URI或URL的特定部分(如路径)来选择服务器。这对于多个微服务的负载均衡很有用。

什么是 Ribbon?

Ribbon 是 Netflix 开源的负载均衡库,用于构建分布式系统和微服务架构中的负载均衡功能。它为应用程序提供了客户端负载均衡的能力,使应用程序能够有效地将请求分发给多个后端服务实例。

什么是 Feign?

Feign 是一个 Java HTTP 客户端库,用于简化对 RESTful API 的访问。它是 Netflix 开源的项目之一,通常与 Spring Cloud 一起使用,以便在微服务架构中轻松地实现服务之间的通信。Feign 的目标是使 HTTP 请求变得更加简单和声明性,同时提供了集成和拓展 Spring 的能力。

搭建 Nacos 服务

参考 “Nacos 快速开始” 章节。

创建项目

使用 IDEA 创建项目,项目结构如下:

Nacos 服务发现入门

父项目的依赖如下:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
        xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
        xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
   <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
   <parent>
       <groupId>com.hxstrive.nacos</groupId>
       <artifactId>springcloud_alibaba_nacos</artifactId>
       <version>1.0-SNAPSHOT</version>
   </parent>
   <artifactId>nacos_spring_cloud5</artifactId>
   <name>nacos_spring_cloud5</name>
   <packaging>pom</packaging>

   <modules>
       <module>service1</module>
       <module>service2</module>
   </modules>

   <properties>
       <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
       <maven.compiler.source>1.8</maven.compiler.source>
       <maven.compiler.target>1.8</maven.compiler.target>
   </properties>

   <dependencyManagement>
       <dependencies>
           <dependency>
               <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
               <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
               <version>2.1.2.RELEASE</version>
               <type>pom</type>
               <scope>import</scope>
           </dependency>
           <!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.springframework.cloud/spring-cloud-dependencies -->
           <dependency>
               <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
               <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
               <version>Greenwich.RELEASE</version>
               <type>pom</type>
               <scope>import</scope>
           </dependency>
           <!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.springframework.boot/spring-boot-dependencies -->
           <dependency>
               <groupId>org.springframework.boot</groupId>
               <artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId>
               <version>2.1.3.RELEASE</version>
               <type>pom</type>
               <scope>import</scope>
           </dependency>
       </dependencies>
   </dependencyManagement>

   <build>
       <plugins>
           <plugin>
               <groupId>org.springframework.boot</groupId>
               <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
           </plugin>
       </plugins>
   </build>
</project>

service1(服务生产)

服务生产的 maven 依赖如下:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
        xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
        xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
   <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
   <parent>
       <groupId>com.hxstrive.nacos</groupId>
       <artifactId>nacos_spring_cloud3</artifactId>
       <version>1.0-SNAPSHOT</version>
   </parent>
   <artifactId>service1</artifactId>
   <name>service1</name>

   <dependencies>
       <!-- Spring Boot Begin -->
       <dependency>
           <groupId>org.springframework.boot</groupId>
           <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
       </dependency>
       <dependency>
           <groupId>org.springframework.boot</groupId>
           <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
       </dependency>
       <dependency>
           <groupId>org.springframework.boot</groupId>
           <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
           <scope>test</scope>
       </dependency>
       <!-- Spring Boot End -->

       <!-- Spring Cloud Begin -->
       <!-- 引入 Nacos 服务发现依赖 -->
       <dependency>
           <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
           <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
       </dependency>
       <!-- Spring Cloud End -->
   </dependencies>

</project>

服务生产的配置:

server:
 port: 8081

spring:
 application:
   name: service1
 cloud:
   nacos:
     # 配置 Nacos 的服务发现
     discovery:
       # Nacos 服务地址
       server-addr: 127.0.0.1:8848
       # Nacos 登录用户名
       username: nacos
       # Nacos 登录密码
       password: nacos

服务生产的启动类:

package com.hxstrive.nacos;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

/**
* 入口类
* @author hxstrive.com
*/
@SpringBootApplication
// 开启服务发现
@EnableDiscoveryClient
@RestController
public class BootstrapApp {

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

   // 提供一个简单接口
   @GetMapping("/get")
   public String get() {
       return "service1.BootstrapApp";
   }

}

service2(服务消费)

服务消费的 maven 依赖如下:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
        xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
        xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
   <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
   <parent>
       <groupId>com.hxstrive.nacos</groupId>
       <artifactId>nacos_spring_cloud3</artifactId>
       <version>1.0-SNAPSHOT</version>
   </parent>
   <artifactId>service2</artifactId>
   <name>service2</name>

   <dependencies>
       <!-- Spring Boot Begin -->
       <dependency>
           <groupId>org.springframework.boot</groupId>
           <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
       </dependency>
       <dependency>
           <groupId>org.springframework.boot</groupId>
           <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
       </dependency>
       <dependency>
           <groupId>org.springframework.boot</groupId>
           <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
           <scope>test</scope>
       </dependency>
       <!-- Spring Boot End -->

       <!-- Spring Cloud Begin -->
       <!-- 引入 Nacos 服务发现 -->
       <dependency>
           <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
           <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
       </dependency>
       <!-- 引入 Feign -->
       <dependency>
           <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
           <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
       </dependency>
       <!-- Spring Cloud End -->
   </dependencies>

</project>

服务消费的配置:

server:
 port: 8082

spring:
 application:
   name: service2
 cloud:
   nacos:
     discovery:
       # Nacos 服务地址
       server-addr: 127.0.0.1:8848
       # Nacos 登录用户名
       username: nacos
       # Nacos 登录密码
       password: nacos

服务消费的 Feign 代理接口,Feign 将生成该接口的一个代理实现,该代理实现类将帮助我们去请求远程接口,并且自动解析接口的响应数据:

package com.hxstrive.nacos;

import org.springframework.cloud.openfeign.FeignClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;

/**
* 接口 Feign 代理
* @author hxstrive.com
*/
// service1 表示一个服务名
@FeignClient("service1")
public interface Service1Agent {

   // 表示接口地址
   @GetMapping("/get")
   public String get();

}

服务消费的启动类:

package com.hxstrive.nacos;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;
import org.springframework.cloud.openfeign.EnableFeignClients;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

/**
* 入口类
* @author hxstrive.com
*/
@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
@EnableFeignClients
@RestController
public class BootstrapApp {

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

   // 注入代理类
   @Autowired
   private Service1Agent service1Agent;

   @GetMapping("/get")
   public String get() {
       // 通过代理类调用远程接口
       return "service2.invoke = " + service1Agent.get();
   }

}

启动&验证

分别启动 service1 和 service2 服务,查看 Nacos 你会发现多了两个服务,如下图:

Nacos 服务发现入门

然后使用浏览器访问 service1( http://127.0.0.1:8081/get  ),如下图:

Nacos 服务发现入门

访问 service2( http://127.0.0.1:8082/get  ),如下图:

Nacos 服务发现入门

从上图可知,我们成功调用了 service1。

验证负载均衡调用

修改一下 service1 的配置,将端口通过 JVM 参数传递过来,如下:

server:
 # 如果 JVM 参数中提供了 port,则使用 port 端口;否则,使用 8081 端口
 port: ${port:8081}

spring:
 application:
   name: service1
 cloud:
   nacos:
     discovery:
       # Nacos 服务地址
       server-addr: 127.0.0.1:8848
       # Nacos 登录用户名
       username: nacos
       # Nacos 登录密码
       password: nacos

然后,通过 IDEA 的 Run/Debug Configurations 修改 service1 的运行参数(记得复制一个,这样就有两个 service1 运行配置了),如下图:

Nacos 服务发现入门

Nacos 服务发现入门

执行上面两个应用后,启动了两个服务,见 Nacos 的服务列表:

Nacos 服务发现入门

服务详情如下图:

Nacos 服务发现入门

最后,我们运行 service2 去调用 service1 服务两次,如下图:

Nacos 服务发现入门

Nacos 服务发现入门

从上图可知,默认使用轮询算法实现负载均衡。

服务其他配置

默认情况下 Nacos 将服务注册到 public 命名空间,并且集群名称为 DEFAULT,如下图:

Nacos 服务发现入门

Nacos 服务发现入门

下面通过指定 namespace 和 cluster-name 配置来修改这些信息,service2 配置修改如下:

server:
 port: 8082

spring:
 application:
   name: service2
 cloud:
   nacos:
     discovery:
       # Nacos 服务地址
       server-addr: 127.0.0.1:8848
       # Nacos 登录用户名
       username: nacos
       # Nacos 登录密码
       password: nacos
       # 默认服务注册到 public 命名空间
       # 指定将服务注册到 dev 命名空间
       namespace: 8719efd1-94a6-49f7-9846-2debd66f6c0f
       # 默认集群名称为 DEFAULT,下面将集群名指定为 mycluster
       cluster-name: mycluster

重启 service2 服务,查看 Nacos 服务列表,如下图:

Nacos 服务发现入门

Nacos 服务发现入门

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