【Spring Cloud】Spring Cloud Alibaba Nacos

Spring Cloud Alibaba 简介

Spring Cloud Alibaba 文档、中文官网介绍

Spring Cloud Alibaba 致力于提供微服务开发的一站式解决方案。此项目包含开发分布式应用微服务的必需组件，方便开发者通过 Spring Cloud 编程模型轻松使用这些组件来开发分布式应用服务。

依托 Spring Cloud Alibaba，您只需要添加一些注解和少量配置，就可以将 Spring Cloud 应用接入阿里微服务解决方案，通过阿里中间件来迅速搭建分布式应用系统。

诞生：2018.10.31，Spring Cloud Alibaba 正式入驻了Spring Cloud官方孵化器，并在Maven 中央库发布了第一个版本。

Spring Cloud Alibaba 能做什么

• 服务限流降级：默认支持 WebServlet、WebFlux, OpenFeign、RestTemplate、Spring Cloud Gateway, Zuul, Dubbo 和 RocketMQ 限流降级功能的接入，可以在运行时通过控制台实时修改限流降级规则，还支持查看限流降级 Metrics 监控。
• 服务注册与发现：适配 Spring Cloud 服务注册与发现标准，默认集成了 Ribbon 的支持。
• 分布式配置管理：支持分布式系统中的外部化配置，配置更改时自动刷新。
• 消息驱动能力：基于 Spring Cloud Stream 为微服务应用构建消息驱动能力。
• 分布式事务：使用 @GlobalTransactional 注解， 高效并且对业务零侵入地解决分布式事务问题。
• 阿里云对象存储：阿里云提供的海量、安全、低成本、高可靠的云存储服务。支持在任何应用、任何时间、任何地点存储和访问任意类型的数据。
• 分布式任务调度：提供秒级、精准、高可靠、高可用的定时（基于 Cron 表达式）任务调度服务。同时提供分布式的任务执行模型，如网格任务。网格任务支持海量子任务均匀分配到所有 Worker（schedulerx-client）上执行。
• 阿里云短信服务：覆盖全球的短信服务，友好、高效、智能的互联化通讯能力，帮助企业迅速搭建客户触达通道。

相关技术栈

• Sentinel：把流量作为切入点，从流量控制、熔断降级、系统负载保护等多个维度保护服务的稳定性。
• Nacos：一个更易于构建云原生应用的动态服务发现、配置管理和服务管理平台。
• RocketMQ：一款开源的分布式消息系统，基于高可用分布式集群技术，提供低延时的、高可靠的消息发布与订阅服务。
• Dubbo：Apache Dubbo™ 是一款高性能 Java RPC 框架。
• Seata：阿里巴巴开源产品，一个易于使用的高性能微服务分布式事务解决方案。
• Alibaba Cloud OSS：阿里云对象存储服务（Object Storage Service，简称 OSS），是阿里云提供的海量、安全、低成本、高可靠的云存储服务。您可以在任何应用、任何时间、任何地点存储和访问任意类型的数据。
• Alibaba Cloud SchedulerX：阿里中间件团队开发的一款分布式任务调度产品，提供秒级、精准、高可靠、高可用的定时（基于 Cron 表达式）任务调度服务。
• Alibaba Cloud SMS：覆盖全球的短信服务，友好、高效、智能的互联化通讯能力，帮助企业迅速搭建客户触达通道。

使用时在父工程导入Maven依赖：

<dependencyManagement>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
            <version>2.2.5.RELEASE</version>
            <type>pom</type>
            <scope>import</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
</dependencyManagement>

Nacos 简介

Nacos: Dynamic Naming and Configuration Service。它是一个更易于构建云原生应用的动态服务发现、配置管理和服务管理平台。

Nacos就是注册中心＋配置中心的组合 -> Nacos = Eureka+Config+Bus

下载地址：https://github.com/alibaba/nacos/releases 、官方文档

各种注册中心比较

服务注册与发现框架	CAP模型	控制台管理	社区活跃度
Eureka	AP	支持	低(2.x版本闭源)
Zookeeper	CP	不支持	中
consul	CP	支持	高
Nacos	AP	支持	高

Nacos 安装见博客：https://blog.csdn.net/u011863024/article/details/114298288

若在本地安装Nacos，则访问http://localhost:8848/nacos，默认账号密码都是nacos，进入以下界面：

Nacos 服务注册

服务提供者

1. 新建Module： cloudalibaba-provider-payment9001
2. 在父工程中加入依赖 spring-cloud-alibaba-dependencies：

<dependencyManagement>
    <dependencies>
        <!--spring cloud alibaba 2.2.1.RELEASE-->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
            <version>2.2.1.RELEASE</version>
            <type>pom</type>
            <scope>import</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
</dependencyManagement>

3. 本模块添加依赖

<?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">
    <parent>
        <artifactId>cloud2021</artifactId>
        <groupId>com.zhao.springcloud</groupId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <artifactId>cloudalibaba-provider-payment9001</artifactId>

    <dependencies>
        <!--SpringCloud ailibaba nacos -->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
        </dependency>
        <!-- SpringBoot整合Web组件 -->
        <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>
        <!--日常通用jar包配置-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
            <scope>runtime</scope>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

4. 配置文件：

server:
  port: 9001

spring:
  # 注意需要在这里指定服务名称，否则Nacos管理台中无法显示该服务
  application:
    name: nacos-payment-provider
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848 # 配置Nacos地址，若使用Nginx部署Nacos集群则填写Nginx的端口

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

5. 主启动类：

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;

@EnableDiscoveryClient
@SpringBootApplication
public class PaymentMain9001 {
    public static void main(String[] args) {
            SpringApplication.run(PaymentMain9001.class, args);
    }
}

6. 业务类：

import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

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

    @GetMapping(value = "/payment/nacos/{id}")
    public String getPayment(@PathVariable("id") Integer id) {
        return "nacos registry, serverPort: "+ serverPort+"\t id"+id;
    }
}

7. 测试：启动微服务后，进入Nacos中心（例如本地的http://localhost:8848/nacos），即可在服务列表中找到该服务信息

默认账号和密码都是 nacos

再创建一个虚拟微服务，直接拷贝9001的配置，即可快速开启第二个微服务：

服务消费者和负载均衡

1. 新建Module：cloudalibaba-consumer-nacos-order83
2. 导入Maven依赖：

<?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">
    <parent>
        <artifactId>LearnCloud</artifactId>
        <groupId>com.lun.springcloud</groupId>
        <version>1.0.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <artifactId>cloudalibaba-consumer-nacos-order83</artifactId>

    <dependencies>
        <!--SpringCloud ailibaba nacos -->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
        </dependency>
        <!-- 引入自己定义的api通用包，可以使用Payment支付Entity -->
        <dependency>
            <groupId>com.lun.springcloud</groupId>
            <artifactId>cloud-api-commons</artifactId>
            <version>1.0.0-SNAPSHOT</version>
        </dependency>
        <!-- SpringBoot整合Web组件 -->
        <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>
        <!--日常通用jar包配置-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
            <scope>runtime</scope>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

为什么Nacos支持负载均衡？因为spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery内含netflix-ribbon包，其内部使用 Ribbon+RestTemplate 实现负载均衡：

3. 配置文件：

server:
  port: 83

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

# 消费者将要去访问的微服务名称(注册成功进nacos的微服务提供者)
service-url:
  nacos-user-service: http://nacos-payment-provider

4. 主启动类：

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;

@EnableDiscoveryClient
@SpringBootApplication
public class OrderNacosMain83 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(OrderNacosMain83.class,args);
    }
}

5. 配置类 ApplicationContextConfig 中注入 RestTemplate，并使用 @LoadBalanced 注解开启负载均衡功能 ：

import org.springframework.cloud.client.loadbalancer.LoadBalanced;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

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

6. 业务类：

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

import javax.annotation.Resource;

@RestController
@Slf4j
public class OrderNacosController {
    
    @Resource
    private RestTemplate restTemplate;

    @Value("${service-url.nacos-user-service}")
    private String serverURL;

    @GetMapping(value = "/consumer/payment/nacos/{id}")
    public String paymentInfo(@PathVariable("id") Long id) {
        return restTemplate.getForObject(serverURL+"/payment/nacos/"+id,String.class);
    }
}

7. 测试：访问http://localhost:83/consumer/payment/nacos/1，发现能够轮询访问9001和9011微服务。

服务注册中心对比提升

Nacos全景图

Nacos与其他注册中心特性对比：

从上图可知，Nacos支持AP和CP模式的切换，可根据不同的使用场景手动切换成对应的模式。

Nacos服务发现实例模型

Nacos支持AP和CP模式的切换

• C是所有节点在同一时间看到的数据是一致的;
• A的定义是所有的请求都会收到响应。

何时选择使用何种模式?

—般来说，如果不需要存储服务级别的信息且服务实例是通过nacos-client注册，并能够保持心跳上报，那么就可以选择AP模式。当前主流的服务如Spring cloud和Dubbo服务，都适用于AP模式，AP模式为了服务的可能性而减弱了一致性，因此AP模式下只支持注册临时实例。

如果需要在服务级别编辑或者存储配置信息，那么CP是必须，K8S服务和DNS服务则适用于CP模式。CP模式下则支持注册持久化实例，此时则是以Raft协议为集群运行模式，该模式下注册实例之前必须先注册服务，如果服务不存在，则会返回错误。

AP/CP模式切换命令：

curl -X PUT '$NACOS_SERVER:8848/nacos/v1/ns/operator/switches?entry=serverMode&value=CP

Nacos 服务配置中心

1. 新建Module：cloudalibaba-config-nacos-client3377
2. 导入Maven依赖：

<?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">
    <parent>
        <artifactId>cloud2020</artifactId>
        <groupId>com.atguigu.springcloud</groupId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <artifactId>cloudalibaba-config-nacos-client3377</artifactId>

    <dependencies>
        <!--nacos-config-->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId>
        </dependency>
        <!--nacos-discovery-->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
        </dependency>
        <!--web + actuator-->
        <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>
        <!--一般基础配置-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
            <scope>runtime</scope>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

3. 在配置文件 bootstrap.yaml中进行配置（该文件优先于 application.yaml加载）。注意，配置中心的内容必须在 bootstarp.yaml 中编写，如果和普通的配置参数一起写在 application.yaml 中，则无法从配置中心进行更新：

# nacos配置
server:
  port: 3377

spring:
  application:
    name: nacos-config-client
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848  # Nacos服务注册中心地址
      config:
        server-addr: localhost:8848  # Nacos作为配置中心地址
        file-extension: yaml         # 指定yaml格式的配置
        # 指定分组，根据生产/开发/测试环境进行分组（或将同功能的微服务放在一组）
        group: DEV_GROUP
        # 指定命名空间，实现环境隔离：根据微服务的功能进行区分隔离（或根据实现生产/开发/测试环境进行隔离）。该 id 在 Nacos Server上生成
        namespace: 45d051b1-4440-4cd9-9de1-8992396f7d89

# 在配置中心中创建配置文件，命名格式要求：
# ${spring.application.name}-${spring.profile.active}.${spring.cloud.nacos.config.file-extension}
# 本例子模块 nacos-config-client，profiles = dev，对应 Nacos server 上的配置文件：nacos-config-client-dev.yaml

# nacos-config-client-test.yaml   ----> config.info

application.yaml：

spring:
  profiles:
    active: dev
    # active: test

Nacos同Spring Cloud Config一样，在项目初始化时，要保证先从配置中心进行配置拉取，拉取配置之后，才能保证项目的正常启动。Spring Boot中配置文件的加载是存在优先级顺序的，bootstrap.yaml优先级高于application.yaml

其中，分组和命名空间可以根据项目需求进行设计，例如：

• 分组用于区分不同的环境，例如开发/生产/测试环境
• 命名空间用于区分不同的微服务，例如会员/商品/库存服务等

4. 主启动类：

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;

@EnableDiscoveryClient
@SpringBootApplication
public class NacosConfigClientMain3377 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(NacosConfigClientMain3377.class, args);
    }
}

5. 业务类：

import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.cloud.context.config.annotation.RefreshScope;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;


// 注意！！！要写上该注解以支持Nacos的动态刷新功能，否则无法动态刷新
@RefreshScope     
@RestController
public class ConfigClientController {
    @Value("${config.info}")
    private String configInfo;

    @GetMapping("/config/info")
    public String getConfigInfo() {
        return configInfo;
    }
}

配置信息通过 Spring Cloud 原生注解 @RefreshScope 实现配置自动更新，不需要像 Spring Cloud Config 一样还需要运维人员手动curl才能刷新。

6. 在Nacos配置中心添加配置信息

配置文件的Data ID命名规则：

${prefix}-${spring-profile.active}.${file-extension}

• prefix默认为spring.application.name的值，也可以通过配置项spring.cloud.nacos.config.prefix来配置。
• spring.profile.active即为当前环境对应的 profile，详情可以参考 Spring Boot文档。注意：当spring.profile.active为空时，对应的连接符 - 也将不存在，datald 的拼接格式变成${prefix}.${file-extension}
• file-exetension为配置内容的数据格式，可以通过配置项spring .cloud.nacos.config.file-extension来配置。目前只支持properties和yaml类型。

Data ID示例：

自带动态刷新

Nacos 的配置信息通过 Spring Cloud 原生注解 @RefreshScope 实现配置自动更新，不需要像 Spring Cloud Config 一样还需要运维人员手动curl才能刷新。修改下Nacos中的yaml配置文件，再次调用查看配置的接口，就会发现配置已经刷新。

Nacos 命名空间、分组和 Data ID

Namespace + Group + Data lD三者关系？为什么这么设计？

类似Java里面的package名和类名最外层的namespace是可以用于区分部署环境的，Group和DatalD逻辑上区分两个目标对象。

默认情况：Namespace=public，Group=DEFAULT_GROUP，默认Cluster是DEFAULT

• Nacos默认的Namespace是public，Namespace主要用来实现隔离。比方说我们现在有三个环境：开发、测试、生产环境，我们就可以创建三个Namespace，不同的Namespace之间是隔离的。
• Group默认是DEFAULT_GROUP，Group可以把不同的微服务划分到同一个分组里面去
• Service就是微服务：一个Service可以包含多个Cluster (集群)，Nacos默认Cluster是DEFAULT，Cluster是对指定微服务的一个虚拟划分。比方说为了容灾，将Service微服务分别部署在了杭州机房和广州机房，这时就可以给杭州机房的Service微服务起一个集群名称(HZ) ，给广州机房的Service微服务起一个集群名称(GZ)，还可以尽量让同一个机房的微服务互相调用，以提升性能。
• 最后是Instance，就是微服务的实例。

Data ID 配置

通过spring.profile.active属性就能进行多环境下配置文件的读取：

Group 分组方案

在 config 下增加一条 group 的配置即可。可配置为 DEV_GROUP 或 TEST_GROUP：

Namespace 空间方案

# nacos配置
server:
  port: 3377

spring:
  application:
    name: nacos-config-client
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848  # Nacos服务注册中心地址
      config:
        server-addr: localhost:8848  # Nacos作为配置中心地址
        file-extension: yaml         # 指定yaml格式的配置
        group: DEV_GROUP
        namespace: 7d8f0f5a-6a53-4785-9686-dd460158e5d4  # <------------指定namespace

Nacos 集群

架构图：

具体配置流程见博客：https://blog.csdn.net/u011863024/article/details/114298282 与 https://blog.csdn.net/u011863024/article/details/114298288