前言
1. Nacos 基礎知識
- 1.1 Nacos 命名方式
- 1.2 Nasoc 是什么
- 1.3 Nacos 的 4 個關鍵特性
- 1.4 Nacos 生態圖
- 1.5 Nacos 架構圖
- 1.6 Nacos 支持 AP 和 CP 模式的切換
- 1.7 Nacos 檔案結構說明
- 1.8 Nacos 服務注冊與發現的原始碼分析
2. 安裝并運行 Nacos 服務器
- 2.1 安裝包安裝 Nacos 服務器
  - 2.1.1 下載 Nacos
  - 2.1.2 直接運行報錯
  - 2.1.3 修改啟動方式后啟動
- 2.2 原始碼部署 Nacos 服務器
  - 2.2.1 下載原始碼
  - 2.2.2 本地編譯
  - 2.2.3 修改配置
  - 2.2.4 啟動 Nacos
- 2.2.5 啟動報錯
3. 使用 Nacos 管理服務提供者
- 3.1 引入 pom.xml 依賴檔案
- 3.2 修改 application.yml 組態檔
- 3.3 在主程式類上添加注解
- 3.4 撰寫業務類
4. 使用 Nacos 管理服務消費者
- 4.1 引入 pom.xml 依賴檔案
- 4.2 修改 application.yml 組態檔
- 4.3 在主程式類上添加注解
- 4.4 撰寫業務類
5. Nacos 持久化配置
- 5.1 切換成 MySQL
- 5.2 修改組態檔
6. Nacos 的高可用部署
- 6.1 環境要求
- 6.2 安裝包及環境準備
- 6.3 修改集群配置
- 6.4 初始化 MySQL
- 6.5 啟動 Nacos 服務
7. 包含 Nginx 的 Nacos 高可用示例
- 7.1 [可選] 修改 startup.sh 啟動配置
- 7.2 配置 Nginx 負載均衡器
- 7.3 測驗通過 Nginx 訪問 Nacos
8. Dubbo 使用 Nacos 作為注冊中心
最后

前言

參考資料：
《Spring Microservices in Action》
《Spring Cloud Alibaba 微服務原理與實戰》
《B站尚硅谷 SpringCloud 框架開發教程周陽》
《Nacos 官網》

Nacos 致力于解決微服務中的統一配置、服務注冊與發現等問題，它提供了一組簡單易用的特性集，幫助開發者快速實作動態服務發現、服務配置、服務元資料及流量管理；

1. Nacos 基礎知識

1.1 Nacos 命名方式

前四個字母分別為 Naming 和 Configuration 的前兩個字母，最后的 s 為 Service；

1.2 Nasoc 是什么

一個更易于構建云原生應用的動態服務發現、配置管理和服務管理平臺；
Nacos: Dynamic Naming and Configuration Service；
Nacos 是注冊中心 + 配置中心的組合，相當于：Nacos = Eureka+Config +Bus；

1.3 Nacos 的 4 個關鍵特性

服務發現和服務健康監測：
- Nacos 支持基于 DNS 和基于 RPC（HTTP&API）的服務發現；
- Nacos 提供對服務的實時的健康檢查，阻止向不健康的主機或服務實體發送請求；
- 對于復雜的云環境和網路拓撲環境中（如VPC、邊緣網路等）服務的健康檢查，Nacos 提供了 agent 上報和服務端主動檢測兩種健康檢查模式；
- Nacos 還提供了統一的健康檢查儀表盤，幫助用戶根據健康狀態管理服務的可用性及流量；
動態配置服務：
- Nacos 提供了一個簡潔易用的 UI（控制臺樣例 Demo）幫助用戶管理所有服務和應用的配置；
- Nacos 還提供了包括配置版本跟蹤、金絲雀發布、一鍵回滾配置及客戶端配置更新狀態跟蹤在內的一系列開箱即用的配置管理特性；
動態 DNS 服務：
- 動態 DNS 服務支持權重路由，讓開發者更容易地實作中間層負載均衡、更靈活的路由策略、流量控制，以及資料中心內網的簡單 DNS 決議服務；
服務及其元資料管理：
- Nacos 可以使開發者從微服務平臺建設的視角管理資料中心的所有服務及元資料；
- 包括；管理服務的描述、生命周期、服務的靜態依賴分析、服務的健康狀態、服務的流量管理、路由及安全策略、服務的 SLA 及最重要的 metrics 統計資料；

1.4 Nacos 生態圖

Nacos 生態圖

1.5 Nacos 架構圖

Nacos 架構圖

服務提供者通過 VIP（Virtual IP）訪問 Nacos Server 高可用集群，基于 Open API 完成服務的注冊和服務查詢；
Nacos Server 本身可以支持主備模式，所以底層會采用資料一致性演算法來完成從節點的資料同步；
服務消費者也是如此，基于 Open API 從 Nacos Server 中查詢服務串列；

邏輯架構及其組件介紹

1.6 Nacos 支持 AP 和 CP 模式的切換

簡單來說：
- C 是所有節點在同一時間看到的資料是一致的；而 A 的定義是所有的請求都會收到回應；
模式選擇：
- 如果不需要存盤服務級別的資訊且服務實體是通過 nacos-client 注冊，并能夠保持心跳上報，那么就可以選擇 AP 模式；
- 當前主流的服務如 Spring cloud 和 Dubbo 服務，都適用于 AP 模式，AP 模式為了服務的可能性而減弱了一致性，因此 AP 模式下只支持注冊臨時實體；
- 如果需要在服務級別編輯或者存盤配置資訊，那么 CP 是必須， K8S 服務和 DNS 服務則適用于 CP 模式；
- CP 模式下則支持注冊持久化實體，此時則是以 Raft 協議為集群運行模式，該模式下注冊實體之前必須先注冊服務，如果服務不存在，則會回傳錯誤；
切換模式：
- curl -X PUT '$NACOS_SERVER:8848/nacos/v1/ns/operator/switches?entry=serverMode&value=https://www.cnblogs.com/dlhjw/p/CP'；

1.7 Nacos 檔案結構說明

bin 目錄：服務啟動/停止腳本；
conf 目錄：組態檔；
- application.properties 檔案：Spring Boot 專案默認的組態檔；
- cluster.conf.example：集群配置樣例檔案；
- nacos-mysql.sql：MySQL 資料庫腳本；
- nacos-logback.xml：Nacos 日志組態檔；
data 目錄：Derby 資料庫存盤；
logs 目錄：日志；
target 目錄：編譯打包后的檔案；

1.8 Nacos 服務注冊與發現的原始碼分析

由于篇幅有限，該內容放在：《微服務架構 | *3.5 Nacos 服務注冊與發現的原始碼分析》；

2. 安裝并運行 Nacos 服務器

Nacos 依賴 Java 1.8 以上環境，有兩種安裝方式：使用已經編譯好的安裝包和原始碼部署；由于《*3.5 Nacos 服務注冊與發現的原始碼分析》要對 Nacos 原始碼進行分析，這里推薦原始碼部署；
這里選擇的版本是 2.0.3；

2.1 安裝包安裝 Nacos 服務器

2.1.1 下載 Nacos

從官網下載 Nacos：https://github.com/alibaba/nacos/releases；

下載 Nacos

2.1.2 直接運行報錯

下載解壓后如圖：
直接雙擊運行 startup.cmd 會報錯：

org.springframework.context.ApplicationContextException: Unable to start web server; nested exception is org.springframework.boot.web.server.WebServerException: Unable to start embedded Tomcat
        at org.springframework.boot.web.servlet.context.ServletWebServerApplicationContext.onRefresh(ServletWebServerApplicationContext.java:156)
        at org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext.refresh(AbstractApplicationContext.java:544)
        at org.springframework.boot.web.servlet.context.ServletWebServerApplicationContext.refresh(ServletWebServerApplicationContext.java:141)

Nacso 直接啟動報錯

原因是 Nacos 默認以集群模式啟動，我們需要單機模式，修改啟動方式即可；

2.1.3 修改啟動方式后啟動

修改 startup.cmd 里第26行為 standalone：

修改 Nacos 為單機模式

保存后啟動，訪問 http://localhost:8848/nacos 即可；

Nacos 登錄

默認起始密碼和賬號都是 nacos；

成功訪問 Nacos

2.2 原始碼部署 Nacos 服務器

由于 2.0.3 版本筆者一直部署失敗，因此這里以 1.4.2 版本為例；

2.2.1 下載原始碼

訪問鏈接：https://github.com/alibaba/nacos
將代碼派生到自己的倉庫，在 Tags 標簽里選擇 1.4.2 版本的，拉取 Nacos-1.4.2 原始碼；

拉取 Nacos-1.4.2 原始碼

創建 Nacos 1.4.2 分支（名字可以自己取）；

創建 1.4.2 分支

由于 GitHub Http 默認拉取 default 標簽下的代碼，因此這里選擇修改 default 為 1.4.2 標簽，再拉取代碼；

修改默認分支
修改默認分支為 1.4.2

點擊 Update；
然后在 idea 上拉取代碼即可；

拉取 Nacos-1.4.2 原始碼

idea 拉取 Nacos-1.4.2 原始碼

2.2.2 本地編譯

原始碼下載后，會自動匯入依賴 jar 包，有匯入不成功的可以嘗試手動匯入，親測有效；
需要使用 Maven 對原始碼進行編譯，進入到 Nacos 原始碼目錄，使用如下mvn命令，開始本地編譯：
mvn -Prelease-nacos -Dmaven.test.skip=true clean install -U

使用 idea 運行命令列

編譯完成后截圖如下：

Nacos-1.4.2 編譯成功

2.2.3 修改配置

跟安裝包部署一樣，我們需要以單機方式啟動 Nacos；
因此需要在啟動引數中進行設定，在 JVM 的啟動引數中，添加：-Dnacos.standalone=true

配置 JVM 啟動引數

2.2.4 啟動 Nacos

找到 nacos-console 模塊下的啟動類 com.alibaba.nacos.Nacos 啟動即可；
瀏覽器訪問：http://localhost:8848/nacos
默認賬號和密碼都是 nacos；

Nacos-1.4.2 原始碼啟動成功

2.2.5 啟動報錯

如果啟動失敗報錯找不到 entity 包，這需要編譯 nacos-consistency 模塊，重繪下 Maven，然后重新啟動即可；

編譯 nacos-consistency 模塊后重繪

3. 使用 Nacos 管理服務提供者

使用 Nacos 構建服務提供者大致與 Zookeeper 和 Consul 相同； Zookeeper 與 Consul 的構建方式詳情請見《3.3 Apache Zookeeper 注冊中心》與《3.4 HashiCorp Consul 注冊中心》；

3.1 引入 pom.xml 依賴檔案

父工程的依賴：

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
    <version>2.1.0.RELEASE</version>
    <type>pom</type>
    <scope>import</scope>
</dependency>

本模塊的依賴：

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

3.2 修改 application.yml 組態檔

server:
  port: 9001

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

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

3.3 在主程式類上添加注解

@EnableDiscoveryClient：使用其他組件（Nacos、zookeeper、Consul）作為注冊中心；

3.4 撰寫業務類

這里撰寫一個簡單介面僅作為示例；

@RestController
public class providerController{
    @Value("${server.port}")
    private String serverPort;

    @RequestMapping(value = "https://www.cnblogs.com/provider/nacos")
    public String providerNacos(){
        return "springcloud with nacos: "+serverPort+"\t"+ UUID.randomUUID().toString();
    }
}

4. 使用 Nacos 管理服務消費者

使用 Nacos 構建服務提供者大致與 Zookeeper 和 Consul 相同； Zookeeper 與 Consul 的構建方式詳情請見《3.3 Apache Zookeeper 注冊中心》與《3.4 HashiCorp Consul 注冊中心》；

4.1 引入 pom.xml 依賴檔案

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

4.2 修改 application.yml 組態檔

server:
  port: 80

spring:
  application:
    name: nacos-consumer
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848

#消費者將要去訪問的微服務名稱(注冊成功進nacos的微服務提供者)
service-url:
  nacos-user-service: http://nacos-provider

4.3 在主程式類上添加注解

同提供者；
@EnableDiscoveryClient：使用其他組件（Nacos、zookeeper、Consul）作為注冊中心；

4.4 撰寫業務類

由于我們使用 Ribbon + RestTemplate 的負載均衡策略，因此需要在 IoC 容器中添加一個 RestTemplate JavaBean；
詳情請見《4.1 基于 Ribbon 的負載均衡詳解》；
該 Bean 可以在主啟動類中添加；也可以在主啟動類所在包或子包的 config 包中添加，如下：

@Configuration
public class ApplicationContextBean{
    @Bean
    @LoadBalanced
    public RestTemplate getRestTemplate(){
        return new RestTemplate();
    }
}

我們在 controller 層開放介面給客戶端，并在該介面里呼叫提供者的 API；

@RestController
public class ComsumerNacosController{
    public static final String INVOKE_URL = "http:// nacos-provider";

    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    @RequestMapping(value = "https://www.cnblogs.com/consumer/nacos")
    public String paymentInfo(){
        String result = restTemplate.getForObject(INVOKE_URL+"/provider/nacos", String.class);
        System.out.println("消費者呼叫提供者獲取服務--->result:" + result);
        return result;
    }
}

5. Nacos 持久化配置

在 0.7 版本之前，在單機模式時 Nacos 使用嵌入式資料庫 Derby 實作資料的存盤，不方便觀察資料存盤的基本情況，0.7 版本增加了支持 MySQL 資料源能力；
Derby 資料庫是一種檔案型別的資料庫，在使用時會存在一定的局限性，比如它無法支持多用戶同時操作，在資料量大、連接數多的情況下會產生大量連接的積壓，所以在生產環境中，可以用 MySQL 替換；
在 pom.xml 里可以找到 Derby 依賴；

5.1 切換成 MySQL

首先在 nacos-server-2.0.3\nacos\conf 目錄下找到 sql 腳本 nacos-mysql.sql；

#需要自己先創建資料庫，再執行 sql 腳本；
CREATE DATABASE nacos_config;
USE nacos_config;

在 MySQL 里執行該腳本新建資料庫；

Nacos 執行 SQL 腳本

5.2 修改組態檔

接著在 nacos-server-2.0.3\nacos\conf 目錄下找到 application.properties 組態檔，修改成 MySQL 相關；
原始碼部署需要在 ..\nacos\console\src\main\resources\application.properties 檔案里配置；

Nacos 配置 MySQL 資料庫

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

再以單機模式啟動 Nacos，Nacos 所有寫嵌入式資料庫的資料都寫到了 MySQL；

6. Nacos 的高可用部署

集群模式：用于生產環境，確保高可用；
集群部署官方檔案：https://nacos.io/zh-cn/docs/cluster-mode-quick-start.html；
Nacos 的資料一致性演算法采用的是 Raft，同樣采用了該演算法的中間件有 Redis Sentinel 的 Leader 選舉、Etcd 等；

6.1 環境要求

64 bit OS Linux/UNIX/Mac，推薦 Linux 系統；
64bit JDK1.8 及以上；
Maven3.2.x 及以上；
3 個或 3 個以上 Nacos 節點才能構成集群；
MySQL 資料庫，版本 5.6.5+；

6.2 安裝包及環境準備

準備 3 臺服務器；
到官方 GitHub 下載 Linux 版：https://github.com/alibaba/nacos/releases/tag/2.0.3；
解壓檔案：

unzip nacos-server-2.0.3.zip

6.3 修改集群配置

在 Nacos 的解壓目錄 nacos/conf 下，有組態檔集群的 cluster.conf 檔案，里面配置 ip:port，需要配置3個或3個以上節點；

cd ${NACOS_HOME}/config
cp cluster.conf.example cluster.conf

使用 vi 編輯器打開 cluster.config，按 a/i/o 鍵可進入插入模式，輸入以下內容（3 臺機器都需要修改）；

#ip:port
10.51.10.128:8848
10.51.10.129:8848
10.51.10.130:8848

然后按ESC鍵回傳到命令模式，再按shif+:進入末行模式，輸入wq敲回車（保存并退出）；
由于 3 臺機器需要彼此通信，在部署時需要防火墻對外開放 8848 埠；

6.4 初始化 MySQL

參考：《5. Nacos 持久化配置》，將每個 Nacos 的資料源換成 MySQL；
同樣，3 臺機器都需要配置 MySQL 資料庫；

6.5 啟動 Nacos 服務

分別進入 3 臺機器的 bin 目錄，執行 sh startup.sh 或者 startup.cmd-m cluster 命令啟動服務；
服務啟動成功之后，在 ${NACOS_HOME}\logs\start.out 下可以獲得如下日志，表示服務啟動成功：

2020-01-2814：26：25，654INFO Nacos Log files:/data/program/nacos/1ogs/
2020-01-2014：26：25，654 INFO Nacos Conf files:/data/program/nacos/conf/
2020-01-20 14：26：25，654 INFO Nacos Data files:/data/program/nacos/data/
2020-01-20 14：26：25，654 INFO Nacos started successfully in cluster mode.

通過 http://$NACOS_CLUSTER_IP：8848/nacos 即可訪問 Nacos 控制臺；

7. 包含 Nginx 的 Nacos 高可用示例

包含 Nginx 的高可用示例

即要完成上圖的集群配置；
在《6. Nacos 的高可用部署》的基礎上，還需要配置 Nginx 服務器；

7.1 [可選] 修改 startup.sh 啟動配置

這里指在一臺服務器上啟動 3 個 Nacos 實體模擬集群時才需要配置；
比如 cluster.config 的配置如下（指一臺服務器上開放三個埠模擬集群）：

#ip:port
192.168.111.144:3333
192.168.111.144:4444
192.168.111.144:5555

目的：使 Nacos 能夠接受不同的啟動埠，即傳遞不同的埠號啟動不同的 Nacos 實體；
在 ${NACOS_HOME}\bin\startup.sh 檔案里：

修改 startup.sh 啟動配置

修改完后，我們可以指定不同的埠啟動不同的 Nacos 實體；

7.2 配置 Nginx 負載均衡器

如果需要通過 Nignx 對 Nacos 實體進行負載均衡，需要以下配置；
修改 Nginx 的組態檔 nginx/conf/nginx.conf；

修改 Nginx 的組態檔

按照指定啟動：

按照指定啟動

7.3 測驗通過 Nginx 訪問 Nacos

需要修改服務提供者的 application.yml 檔案指向 Nginx 服務器：

server:
  port: 9002

spring:
  application:
    name: nacos-provider
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        #配置Nacos地址
        #server-addr: localhost:8848
        # 換成nginx的1111埠，做集群
        server-addr: 192.168.111.144:1111

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

訪問連接：http://192.168.111.144:1111/nacos/#/login；
結果如下：

測驗通過 Nginx 訪問 Nacos

8. Dubbo 使用 Nacos 作為注冊中心

詳情請見：本系列另外一篇文章《12.1 使用 Apache Dubbo 實作遠程通信》里的《6. Dubbo 使用 Nacos 作為注冊中心》；

最后

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標籤：架構設計

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