Nacos注冊中心之概要設(shè)計
前言
在之前的文章中分析了Nacos配置中心，配置中心的核心是配置的創(chuàng)建、讀取、推送。
注冊中心的核心比配置中心多一個服務(wù)探活模塊，他倆的相似度非常高，甚至阿里內(nèi)部的注冊中心就叫ConfigServer。
Nacos注冊中心打算分成幾個模塊來分析，本文重點在于概要設(shè)計，基于2.0.0版本。
環(huán)境搭建
用Nacos的源碼來搭建源碼閱讀和調(diào)試環(huán)境，可參考《Nacos配置中心模塊詳解》 Nacos調(diào)試環(huán)境搭建部分。
其中 JVM參數(shù)可以指定只啟動Naming模塊，也可以不指定，默認全都啟動。
example模塊下將NamingExample復(fù)制一份進行測試。
設(shè)計概要
服務(wù)發(fā)現(xiàn)模型
客戶端視角的服務(wù)發(fā)現(xiàn)模型（注意：服務(wù)端視角的模型定義與客戶端視角有區(qū)別）包含以下幾點內(nèi)容：
Service：服務(wù) Cluster：集群 Instance：實例
代碼注釋：We introduce a 'service --> cluster --> instance' model, in which service stores a list of clusters, which contains a list of instances
他們的關(guān)系如下
Service
name：服務(wù)名 protectThreshold：保護閾值，限制了實例被探活摘除的最大比例 appName：服務(wù)的應(yīng)用名，暫無實際用處 groupName：分組名 metadata：元數(shù)據(jù)
Cluster
serviceName：所屬服務(wù)名 name：集群名 healthChecker：服務(wù)探活配置，此處僅對服務(wù)端主動探活生效，有TCP、HTTP、MySQL、None幾種方式，默認TCP defaultPort：默認端口 defaultCheckPort：默認探活端口 useIPPort4Check：是否使用port進行探活 metadata：元數(shù)據(jù)
Instance
instanceId：實例id，唯一標志，Nacos提供了 simple和snowflake兩種算法來生成，默認是simple，其生成方式為ip#port#clusterName#serviceNameip：實例ip port：實例port weight：實例權(quán)重 healthy：實例健康狀態(tài) clusterName：所屬集群名 serviceName：所屬服務(wù)名 metadata：元數(shù)據(jù) enabled：是否接收請求，可用于臨時禁用或摘流等場景 ephemeral：是否為臨時實例，后文會介紹該參數(shù)
getInstanceHeartBeatInterval：獲取實例心跳上報間隔時間，默認5秒，可配置 getInstanceHeartBeatTimeOut：獲取心跳超時時間，15秒，配置 getIpDeleteTimeout：獲取ip被刪除的超時時間，默認30秒，可配置 getInstanceIdGenerator：獲取id生成器
除了上述的三層模型外，Nacos注冊中心和配置中心有著一樣的namespace設(shè)計，與client綁定，可隔離環(huán)境，租戶。
接口設(shè)計
registerInstance：注冊實例 deregisterInstance：注銷實例 getAllInstances：獲取一個服務(wù)的所有實例（包括不健康） selectInstances：根據(jù)條件獲取一個服務(wù)的實例 selectOneHealthyInstance：根據(jù)負載均衡策略獲取服務(wù)的一個健康的實例 subscribe：訂閱服務(wù) unsubscribe：取消訂閱服務(wù) getServicesOfServer：根據(jù)條件分頁獲取所有服務(wù)
交互流程
Nacos 2.0 為ephemeral不同的實例提供了兩套流程：
ephemeral=false，永久實例，與server端的交互采用http請求，server節(jié)點間數(shù)據(jù)同步采用了raft協(xié)議，健康檢查采用了server端主動探活的機制 ephemeral=true，臨時實例，與server端的交互采用grpc請求，server節(jié)點間數(shù)據(jù)同步采用了distro協(xié)議，健康檢查采用了TCP連接的KeepAlive模式
臨時實例的交互流程
client初始化，與server建立連接
只與其中一臺server節(jié)點建立長連接 client 注冊服務(wù)，將serviceName+ip+port+clusterName等數(shù)據(jù)打包發(fā)送grpc請求
同時客戶端緩存已注冊過的服務(wù)，當(dāng)client與server連接斷開重連時，client重新將這些數(shù)據(jù)注冊到server端 server端接收到client的注冊請求，將注冊信息存入client對象（用于保存client的所有數(shù)據(jù)）中，并觸發(fā)ClientChangedEvent、ClientRegisterServiceEvent、InstanceMetadataEvent
ClientChangedEvent觸發(fā)server節(jié)點之間的數(shù)據(jù)同步（distro協(xié)議） ClientRegisterServiceEvent觸發(fā)更新publisherIndexes（保存service => clientId的Map<Service, Set >，即哪些客戶端注冊了這個服務(wù)的索引），同時也觸發(fā)一個ServiceChangedEvent，該事件負責(zé)向監(jiān)聽該服務(wù)的客戶端進行推送 InstanceMetadataEvent，處理元數(shù)據(jù)，Nacos在2.0中將元數(shù)據(jù)與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)拆分開，分為不同的處理流程 client訂閱服務(wù)
根據(jù)serviceName、groupName、clusters信息生成key，創(chuàng)建eventListener，同時向server端發(fā)送訂閱請求，并緩存訂閱信息，用于連接斷開重連后再次向server端發(fā)送信息 server端接收到client的訂閱請求
將訂閱信息打包為subscribers，并存入client對象中，觸發(fā)ClientSubscribeServiceEvent事件 ClientSubscribeServiceEvent事件更新subscriberIndexes（保存service => clientId的Map<Service, Set >，即哪些客戶端訂閱了這個服務(wù)的索引），同時觸發(fā)ServiceSubscribedEvent事件 ServiceSubscribedEvent事件會延時500ms向該client推送該服務(wù)的最新數(shù)據(jù) 反向的操作如注銷、取消訂閱與正向操作類似，不再贅述
最后
本文從總體上分析了Nacos 2.0的模型設(shè)計、接口設(shè)計以及交互流程，讀完后對Nacos的服務(wù)發(fā)現(xiàn)有一個整體上的認識。后續(xù)篇幅會從細節(jié)入手，如dubbo Nacos擴展、一致性協(xié)議、探活、CMDB擴展等逐一進行分析。
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