软件系统开发定制中间件（一）之Nacos的介绍及应用

目录

一、介绍

1、nacos文档说明

Nacos软件系统开发定制官方文档地址： https://nacos.io/zh-cn/docs/what-is-nacos.html

（1）nacos 软件系统开发定制不仅是注册中心，软件系统开发定制也是配置中心；软件系统开发定制目前几乎支持所有主流类型的“服务”的发现、软件系统开发定制配置和管理，如： Kubernetes Service（K8s）、gRPC、 Dubbo RPC Service和Spring Cloud RESTful Service

（2）Nacos提供基于DNS和基于RPC软件系统开发定制的服务发现，软件系统开发定制即能被用来支持https/http软件系统开发定制的服务注册与发现；也支持RPC，软件系统开发定制如的服务注册与发现。

（3）与dubbo使用的zookeeper相比，软件系统开发定制两者差异较大。zookeeper软件系统开发定制是一种分布式的协调服务，软件系统开发定制天生作为分布式数据一软件系统开发定制致性场景下的解决方案，故zookeeper是CP原则，软件系统开发定制牺牲可用性，软件系统开发定制保证一致性；在极端情况下（master选举期间）服务会对外停止。Nacos是一种去中心化的，属于CAP理论中的AP架构，支持最终一致性，在分布式服务发现与注册具有很好的性能。
注：zookeeper满足CP原则，在进行数据同步时，因一致性要求（Leader-Follower），不允许客户端读写，程序阻塞。

（4）CAP原则：指的是分布式系统中，一致性（C）、可用性（A）、分区容错性（ P ）；三个要素同时最多实现两点，不可能三者兼得。
一致性：在分布式系统中所有数据备份，在同一时刻是否同样的值。
可用性：在集群中一部分节点故障后，整体能否响应客户端的读写请求。（对数据更新具有高可用性）
分区容错性：系统如果不能在时限内达成数据一致性，则意味着发生了分区的情况，必须就当前操作在C和A之间做选择。

（5）动态配置服务：动态修改配置并实时生效，消除了配置变更时重新部署应用和服务的需要，让配置管理变得更加高效和敏捷，适合于“配置优先”的服务开发。

（6）保护阈(yu)值：可以设置0-1之间的浮点数，其实是个比例值（当前服务健康实例数/当前服务总实例数）；意义至于，当服务健康实例数/总实例数 < 保护阈值，说明健康的实例数不多了，这时候会触发保护阈值状态为true，那么nacos会把所有（健康+不健康的）实例全部提供给消费者；消费者可能会访问到不健康的实例从而请求失败，但比造成雪崩要好，牺牲部分请求，保证了整个系统可用。

2、nacos注解说明

常用的注解：https://nacos.io/zh-cn/docs/open-api.html

（1）nacos-spring
   ① @EnableNacosConfig(globalProperties = @NacosProperties(serverAddr = “127.0.0.1:8848”)) ：注解启用 Nacos Spring 的配置管理服务。
   ② @EnableNacosDiscovery(globalProperties = @NacosProperties(serverAddr = “127.0.0.1:8848”)) ：注解开启 Nacos Spring 的服务发现功能。
   ③ @Configuration：配置spring并启动spring容器

（2）nacos-spring 和nacos-springboot
   ① @NacosPropertySource(dataId = “example”, autoRefreshed = true)：配置属性值，以dataId和groupId划分维度； autoRefreshed表示数据被更改后是否自动刷新。
   ② @NacosValue(value = “${useLocalCache:false}”, autoRefreshed = true)：设置属性值，表示可自动刷新。
   ③ @NacosInjected：用于注入 Nacos 的 NamingService 实例。

（3）nacos-springcloud
   ① @RefreshScope：实现配置自动更新；此注解需放在有@Value注解的类上
   ② @EnableDiscoveryClient：开启服务注册发现功能

二、Nacos的安装

1、下载安装包

（1）多版本下载列表：https://github.com/alibaba/nacos/releases

（2）Linux下载：wget https://github.com/alibaba/nacos/releases/download/2.0.3/nacos-server-2.0.3.tar.gz

（3）可通过F12查看具体下载地址，如下图（zip是Windows版本，tar.gz是Linux版本）

2、安装与启动

（1）解压
   tar -zxvf nacos-server-2.0.3.tar.gz

（2）可移动到指定的目录
   mv nacos /app

可能遇到的问题：
移动无权限：mv: cannot move ‘nacos’ to ‘/app/nacos’: Permission denied
解决：chmod -R 777 /app
① -R是目录下所有文件
② r(Read，读取，权限值为4)：对文件而言，具有读取文件内容的权限；对目录来说，具有浏览目 录的权限。
③ w(Write,写入，权限值为2)：对文件而言，具有新增、修改文件内容的权限；对目录来说，具有删除、移动目录内文件的权限。
④ x(eXecute，执行，权限值为1)：对文件而言，具有执行文件的权限；对目录了来说该用户具有进入目录的权限。

（3）进入bin
   cd /app/nacos/bin

（4）单机模式启动（默认是集群启动）
   sh startup.sh -m standalone

① 问题：ERROR: Please set the JAVA_HOME variable in your environment, We
need java(x64)! jdk8 or later is better! !!
② 解决：在服务器中安装JDK1.8

（5）默认访问模板
默认模板：http://ip:8848/nacos/index.html
请求地址：http://127.0.0.1:8848/nacos/index.html
管理账户： nacos / nacos

（6）登录界面
   ① 命名空间：常用于对不同环境的配置区分隔离；不同命名空间，可以有相同的Group和Data ID的配置。
   ② 配置管理：一个配置文件通常就是一个配置集；配置集由Data ID和Group划分维度，通常Data ID以类包的命名规则保证唯一性，Group在Data ID相同的情况下，用于区分不同的配置。


三、Nacos的应用

注：查看版本的地址：https://mvnrepository.com/artifact/groupId(如：com.alibaba.nacos)/artifactId(如：nacos-spring-context)

1、Nacos Spring

（1）pom.xml 配置

<dependency>    <groupId>com.alibaba.nacos</groupId>    <artifactId>nacos-spring-context</artifactId>    <version>1.1.1</version></dependency><dependency>    <groupId>org.springframework</groupId>    <artifactId>spring-webmvc</artifactId>    <version>4.3.7.RELEASE</version></dependency><dependency>    <groupId>javax.servlet</groupId>    <artifactId>javax.servlet-api</artifactId>    <version>3.1.0</version></dependency>
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（2）nacos的配置类（在com.lyb下，需要用到nacos配置的类，必须是同级包或其子包下，亦或者需要用此配置的需指定扫描到它）

@Configuration@EnableNacosConfig(globalProperties = @NacosProperties(serverAddr = "127.0.0.1:8848")) // 启动配置管理@EnableNacosDiscovery(globalProperties = @NacosProperties(serverAddr = "127.0.0.1:8848")) // 启动服务发现与注册@NacosPropertySource(dataId = “example”, autoRefreshed = true) // 配置管理使用的public class NacosConfiguration {}
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（3）控制层（在com.lyb.controller包下，必须是配置类的子包或同级包）

// ① 获取配置控制层@Controller@RequestMapping("config")public class NacosConfigController {    @NacosValue(value = "${useLocalCache:false}", autoRefreshed = true)    private boolean useLocalCache;	    @RequestMapping(value = "/get", method = RequestMethod.GET)    @ResponseBody    public boolean get() {        return useLocalCache;    }}// ② 服务发现控制层@Controller@RequestMapping("discovery")public class NacosDiscoveryController {    @NacosInjected    private NamingService namingService;    @RequestMapping(value = "/get", method = RequestMethod.GET)    @ResponseBody    public List<Instance> get(@RequestParam String serviceName) throws NacosException {        return namingService.getAllInstances(serviceName);    }}
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（4）spring-mvc配置

<!--  --><?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><beans xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"       xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"       xmlns:mvc="http://www.springframework.org/schema/mvc"       xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans       http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd       http://www.springframework.org/schema/context       http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd       http://www.springframework.org/schema/mvc       http://www.springframework.org/schema/mvc/spring-mvc.xsd">    <!-- 自动扫描指定包下的所有类，使其认为spring mvc的控制器 -->    <context:component-scan base-package="com.lyb" />    <!--注解驱动，以使得访问路径与方法的匹配可以通过注解配置-->    <mvc:annotation-driven />    <!-- Spring Context Annotation-Driven -->    <context:annotation-config /></beans>
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（5）发布
① 发布配置
curl -X POST “http://127.0.0.1:8848/nacos/v1/cs/configs?dataId=example&group=DEFAULT_GROUP&content=useLocalCache=true”

② 注册实例
curl -X POST “http://127.0.0.1:8848/nacos/v1/ns/instance?serviceName=example&ip=127.0.0.1&port=8080”

2、Nacos SpringBoot

注：0.2.x.RELEASE版本：https://mvnrepository.com/artifact/com.alibaba.boot/nacos-config-spring-boot-starter

（1）pom.xml配置

<parent>    <groupId>org.springframework.boot</groupId>    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>    <version>2.3.9.RELEASE</version>    <relativePath/> <!-- lookup parent from repository --></parent><dependencies>    <dependency>       <groupId>org.springframework.boot</groupId>       <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>   </dependency>   <!-- 用于配置管理：版本 0.2.x.RELEASE 对应的是 Spring Boot 2.x 版本 -->   <dependency>       <groupId>com.alibaba.boot</groupId>       <artifactId>nacos-config-spring-boot-starter</artifactId>       <version>0.2.3</version>    </dependency>    <!-- 用于启动服务发现-->    <dependency>        <groupId>com.alibaba.boot</groupId>        <artifactId>nacos-discovery-spring-boot-starter</artifactId>        <version>0.2.3</version>    </dependency></dependencies>
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（2）Spring Boot的启动类Application，在com.lyb包下

@SpringBootApplication@NacosPropertySource(dataId = "example", autoRefreshed = true)public class NacosSpringBootProviderMain implements CommandLineRunner {    public static void main(String[] args) {        SpringApplication.run(NacosSpringBootProviderMain.class, args);    }    // 应用名，可配置文件配置，默认： name:nacos-springboot-provider    @Value("${spring.application.name:nacos-springboot-provider}")    private String applicationName;    @NacosInjected    private NamingService namingService;    @Override    public void run(String... args) throws Exception {        // 通过NamingService服务注册实例到注册中心（参数可用配置方式，提供外部访问的本地服务的ip和端口号）        namingService.registerInstance(applicationName, "192.168.50.118", 8040);    }}
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（3）控制层，在com.lyb.controller包下

// 获取配置管理的参数（与Nacos Spring相似）@Controller@RequestMapping("config")public class NacosConfigController {    @NacosValue(value = "${useLocalCache:false}", autoRefreshed = true)    private boolean useLocalCache;        public void setUseLocalCache(boolean useLocalCache) {        this.useLocalCache = useLocalCache;    }    @RequestMapping(value = "/get", method = RequestMethod.GET)    @ResponseBody    public boolean get() {        return useLocalCache;    }}// 获取发布的服务@Controller@RequestMapping("discovery")public class NacosDiscoveryController {    @Resource    private RestTemplate restTemplate;    @NacosInjected    private NamingService namingService;	    @RequestMapping(value = "/getAll", method = RequestMethod.GET)    @ResponseBody    public List<Instance> get(@RequestParam String serviceName) throws NacosException {        return namingService.getAllInstances(serviceName);    }	    @RequestMapping("/get")    @ResponseBody    public String getInfoByService(@RequestParam String name) throws Exception {        // 根据服务名从注册中心获取一个健康的服务实例        Instance instance = namingService.selectOneHealthyInstance("nacos-springboot-provider");        String url = String.format("http://%s:%d/discovery/hello?name=%s", instance.getIp(), instance.getPort(), name);        String result = restTemplate.getForObject(url, String.class);        return String.format("消费者请求url：%s ；调用结果：%s", url, result);    }}
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（4）application.properties的配置

# 应用名称spring.application.name=nacos-springboot-provider# 端口号server.port=8040# 启动配置管理nacos.config.server-addr=127.0.0.1:8848# 启动服务发现nacos.discovery.server-addr=127.0.0.1:8848# 命名空间，对于相同的data ID和groupId时，常用于区分测试和生产。默认nacos.config.namespace = public# nacos.config.namespace=test
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（5）启动测试
① cmd命令-> 配置管理：发布配置和获取配置
curl -X POST “http://127.0.0.1:8848/nacos/v1/cs/configs?dataId=example&group=DEFAULT_GROUP&content=useLocalCache=true”
curl -X GET “http://127.0.0.1:8848/nacos/v1/cs/configs?dataId=example&group=DEFAULT_GROUP”

② cmd命令-> 启动服务：注册实例和查询服务
curl -X POST “http://127.0.0.1:8848/nacos/v1/ns/instance?serviceName=example&ip=127.0.0.1&port=8040”
curl -X GET “http://127.0.0.1:8848/nacos/v1/ns/service?serviceName=example”

③ 启动程序（通过发布配置和注册实例，获取参数最新值和服务）
http://localhost:8040/config/get
http://localhost:8040/discovery/get?serviceName= nacos-springboot-provider

3、Nacos SpringCloud

（1）pom.xml 配置说明

注：pom.xml：版本说明：https://github.com/alibaba/spring-cloud-alibaba/wiki/%E7%89%88%E6%9C%AC%E8%AF%B4%E6%98%8E
经测试，2.2.7. RELEASE版本有问题，无法实现获取配置的参数，其它版本正常。

<parent>    <groupId>org.springframework.boot</groupId>    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>    <version>2.3.9.RELEASE</version>    <relativePath/> <!-- lookup parent from repository --></parent><!– 版本管理 --><dependencyManagement>    <dependencies>        <dependency>            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>            <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>            <version>2.2.6.RELEASE</version>            <type>pom</type>             <scope>import</scope>        </dependency>    </dependencies></dependencyManagement><dependencies>    <dependency>        <groupId>org.springframework.boot</groupId>        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>    </dependency>    <!-- 用于发布配置和获取配置 -->    <dependency>        <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId>        <version>2.2.6.RELEASE</version>    </dependency>    <!-- 用于服务注册发现 -->    <dependency>        <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>        <version>2.2.6.RELEASE</version>    </dependency></dependencies>
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（2）启动类（在com.lyb包下）

@SpringBootApplication@EnableDiscoveryClient //开启服务注册发现功能public class NacosSpringCloudApplication {    ......    @LoadBalanced // 消费者项目使用，用于访问提供者    @Bean    public RestTemplate restTemplate() {return new RestTemplate();}}
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（3）控制层（在com.lyb.controller包下）：消费者和提供者参数获取方式相同

@RestController@RequestMapping("config")@RefreshScopepublic class NacosConfigController {    @Value("${useLocalCache:false}")    private boolean useLocalCache;    @RequestMapping("/get")    public boolean get() {        return useLocalCache;    }}
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（4）服务提供者和服务消费者

// ① 生产者提供一个请求接口，如： http://nacos-springcloud-provider/echo/string （string可变参数）@RequestMapping(value = "/echo/{string}", method = RequestMethod.GET)public String echo(@PathVariable String string) {       return “Hello！ Nacos Discovery” + string;}// ② 消费者使用提供的请求接口，外部请求消费者：http://192.168.50.118:8070/echo/string@RequestMapping(value = "/echo/{str}", method = RequestMethod.GET)public String echo(@PathVariable String str) {       return restTemplate.getForObject(" http://nacos-springcloud-provider/echo /" + str, String.class);}
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（5）项目属性配置
① bootstrap.properties

# 发布配置和获取配置地址spring.cloud.nacos.config.server-addr=127.0.0.1:8848
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注：配置管理需要放置文件bootstrap.properties内，不然无法生效参数发布和获取。解决办法，可以引入下列依赖：

<dependency>    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>    <artifactId>spring-cloud-starter-bootstrap</artifactId></dependency>
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② application.properties

# 服务注册地址spring.cloud.nacos.discovery.server-addr=127.0.0.1:8848# 服务应用名spring.application.name=nacos-service-provider
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③ 发布和获取配置属性的Data ID 的命名规范，如下：
p r e f i x − {prefix}- prefix−{spring.profiles.active}. f i l e − e x t e n s i o n ( 1 ) p r e f i x 默 认 为 s p r i n g . a p p l i c a t i o n . n a m e 的 值 ， 也 可 以 通 过 配 置 项 s p r i n g . c l o u d . n a c o s . c o n f i g . p r e f i x 来 配 置 ( 2 ) s p r i n g . p r o f i l e s . a c t i v e 即 为 当 前 环 境 对 应 的 p r o f i l e ； 当 s p r i n g . p r o f i l e s . a c t i v e 为 空 时 ， 对 应 的 连 接 符 − 也 将 不 存 在 ， 即 ： {file-extension} (1) 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 (2) spring.profiles.active 即为当前环境对应的 profile；当 spring.profiles.active 为空时，对应的连接符 - 也将不存在，即： file−extension(1)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(2)spring.profiles.active即为当前环境对应的profile；当spring.profiles.active为空时，对应的连接符−也将不存在，即：{prefix}.${file-extension}
(3) 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

发布配置属性： curl -X POST “http://127.0.0.1:8848/nacos/v1/cs/configs?dataId=nacos-springcloud-consumer.properties&group=DEFAULT_GROUP&content=useLocalCache=true”

四、实现Nacos与Dubbo结合

1、指定命名空间及组名

# 实现dubbo的服务分组和使用不同的命令空间，dubbo的配置dubbo.registry.address=nacos://127.0.0.1:8848?namespace=test&group=test
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2、结合dubbo应用

（1）nacos + spring + dubbo

注：dubbo2.7.7版本不支持，需升级到2.7.8及以上

<!-- dubbo + nacos时的依赖--><dependency>    <groupId>org.apache.dubbo</groupId>    <artifactId>dubbo</artifactId>    <version>2.7.8</version></dependency><dependency>    <groupId>org.apache.dubbo</groupId>    <artifactId>dubbo-registry-nacos</artifactId>    <version>2.7.8</version></dependency><!– 未用到配置管理，和服务注册和发现时，可选 --><dependency>    <groupId>com.alibaba.nacos</groupId>    <artifactId>nacos-spring-context</artifactId>    <version>1.1.1</version></dependency>
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（2）nacos + springboot + dubbo

<!-- dubbo + nacos依赖 --><dependency>    <groupId>org.apache.dubbo</groupId>    <artifactId>dubbo-spring-boot-starter</artifactId>    <version>2.7.8</version></dependency><dependency>    <groupId>org.apache.dubbo</groupId>    <artifactId>dubbo</artifactId>    <version>2.7.8</version></dependency><dependency>    <groupId>org.apache.dubbo</groupId>    <artifactId>dubbo-registry-nacos</artifactId>    <version>2.7.8</version></dependency><dependency>    <groupId>com.alibaba.nacos</groupId>    <artifactId>nacos-client</artifactId>    <version>1.4.0</version></dependency><!-- 注意：此依赖的版本过高或过低，将导致错误：java.lang.String cannot be cast to java.lang.Class --><dependency>    <groupId>com.alibaba.spring</groupId>    <artifactId>spring-context-support</artifactId>    <version>1.0.9</version></dependency>
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（3）nacos + springboot的dubbo配置

dubbo.protocol.name=dubbo# 表示 dubbo 自动扫描并使用可用端口（从20880开始递增），避免了端口冲突的问题dubbo.protocol.port=-1dubbo.registry.address=nacos://127.0.0.1:8848dubbo.application.name=dubbo-nacos-springboot-providerdubbo.consumer.check=false
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五、注册服务的迁移

1、迁移方案

（1）如果注册服务中间件用的是zookeeper的迁移方案
① 改造 dubbo 应用，将服务注册改为双注册（同时注册到 zookeeper 与 nacos），等所有应用改造完成后再统一切换到 nacos；

② 使用迁移工具，将 zookeeper 上注册的服务统一迁移到 nacos，然后慢慢修改应用，不必等完全迁移完即可享受 nacos 带来的新特性。

③ 方案区别
方案一：影响较大，需要多所有应用到zk的项目同时启动一遍，而且启动过程中会存在读取不到服务的情况，目前不考虑这种方案
方案二：需要用到nacos 提供了nacosSync同步工具，影响较小，需要对nacosSync迁移工具的同步策略做好规划。

2、Nacos Sync 介绍

（1）nacosSync 是一个支持多种注册中心的同步组件，基于 SpringBoot 开发框架；

（2）nacosSync可实现从 zookeeper 到 nacos 的双向同步功能，但双向同步可能有风险，新加的nacos不能保证稳定性，若出现数据有误，则同步到zookeeper上会带来故障。所以可以采取比较保守的 zookeeper 到 nacos 的单向同步策略。

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