一、基础概念

1.什么是 Nacos

Nacos /nɑ:kəʊs/ 是 Dynamic Naming and Configuration Service的首字母简称，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 致力于帮助您发现、配置和管理微服务。Nacos 提供了一组简单易用的特性集，帮助您快速实现动态服务发现、服务配置、服务元数据及流量管理。

Nacos 帮助您更敏捷和容易地构建、交付和管理微服务平台。 Nacos 是构建以“服务”为中心的现代应用架构 (例如微服务范式、云原生范式) 的服务基础设施。

服务（Service）是 Nacos 世界的一等公民。Nacos 支持几乎所有主流类型的“服务”的发现、配置和管理：

Kubernetes Service

gRPC & Dubbo RPC Service

Spring Cloud RESTful Service

Nacos 的关键特性包括:

• 服务发现和服务健康监测

  Nacos 支持基于 DNS 和基于 RPC 的服务发现。服务提供者使用 原生SDK、OpenAPI、或一个独立的Agent TODO注册 Service 后，服务消费者可以使用DNS TODO 或HTTP&API查找和发现服务。

  Nacos 提供对服务的实时的健康检查，阻止向不健康的主机或服务实例发送请求。Nacos 支持传输层 (PING 或 TCP)和应用层 (如 HTTP、MySQL、用户自定义）的健康检查。 对于复杂的云环境和网络拓扑环境中（如 VPC、边缘网络等）服务的健康检查，Nacos 提供了 agent 上报模式和服务端主动检测2种健康检查模式。Nacos 还提供了统一的健康检查仪表盘，帮助您根据健康状态管理服务的可用性及流量。

• 动态配置服务

  动态配置服务可以让您以中心化、外部化和动态化的方式管理所有环境的应用配置和服务配置。

  动态配置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。

  配置中心化管理让实现无状态服务变得更简单，让服务按需弹性扩展变得更容易。

  Nacos 提供了一个简洁易用的UI (控制台样例 Demo) 帮助您管理所有的服务和应用的配置。Nacos 还提供包括配置版本跟踪、金丝雀发布、一键回滚配置以及客户端配置更新状态跟踪在内的一系列开箱即用的配置管理特性，帮助您更安全地在生产环境中管理配置变更和降低配置变更带来的风险。

• 动态 DNS 服务

  动态 DNS 服务支持权重路由，让您更容易地实现中间层负载均衡、更灵活的路由策略、流量控制以及数据中心内网的简单DNS解析服务。动态DNS服务还能让您更容易地实现以 DNS 协议为基础的服务发现，以帮助您消除耦合到厂商私有服务发现 API 上的风险。

  Nacos 提供了一些简单的 DNS APIs TODO 帮助您管理服务的关联域名和可用的 IP:PORT 列表.

• 服务及其元数据管理

• Nacos 能让您从微服务平台建设的视角管理数据中心的所有服务及元数据，包括管理服务的描述、生命周期、服务的静态依赖分析、服务的健康状态、服务的流量管理、路由及安全策略、服务的 SLA 以及最首要的 metrics 统计数据。

3.Nacos 核心组件

命名空间

用于进行租户粒度的配置隔离。不同的命名空间下，可以存在相同的 Group 或 Data ID 的配置。Namespace 的常用场景之一是不同环境的配置的区分隔离，例如开发测试环境和生产环境的资源（如配置、服务）隔离等。

配置分组

Nacos 中的一组配置集，是组织配置的维度之一。通过一个有意义的字符串（如 Buy 或 Trade ）对配置集进行分组，从而区分 Data ID 相同的配置集。

当您在 Nacos 上创建一个配置时，如果未填写配置分组的名称，则配置分组的名称默认采用 DEFAULT_GROUP 。配置分组的常见场景：不同的应用或组件使用了相同的配置类型，如 database_url 配置和 MQ_topic 配置。

配置快照

Nacos 的客户端 SDK 会在本地生成配置的快照。当客户端无法连接到 Nacos Server 时，可以使用配置快照显示系统的整体容灾能力。配置快照类似于 Git 中的本地 commit，也类似于缓存，会在适当的时机更新，但是并没有缓存过期（expiration）的概念。

服务

通过预定义接口网络访问的提供给客户端的软件功能。

服务名

服务提供的标识，通过该标识可以唯一确定其指代的服务。

服务注册中心--磁盘文件

存储服务实例和服务负载均衡策略的数据库。

服务发现

在计算机网络上，（通常使用服务名）对服务下的实例的地址和元数据进行探测，并以预先定义的接口提供给客户端进行查询。

元信息

Nacos数据（如配置和服务）描述信息，如服务版本、权重、容灾策略、负载均衡策略、鉴权配置、各种自定义标签 (label)，从作用范围来看，分为服务级别的元信息、集群的元信息及实例的元信息。

2.Nacos 业务大图

• 特性大图：要从功能特性，非功能特性，全面介绍我们要解的问题域的特性诉求
• 架构大图：通过清晰架构，让您快速进入 Nacos 世界
• 业务大图：利用当前特性可以支持的业务场景，及其最佳实践
• 生态大图：系统梳理 Nacos 和主流技术生态的关系
• 优势大图：展示 Nacos 核心竞争力
• 战略大图：要从战略到战术层面讲 Nacos 的宏观优势

二、架构设计

1.基本架构及概念

服务 (Service)

服务是指一个或一组软件功能（例如特定信息的检索或一组操作的执行），其目的是不同的客户端可以为不同的目的重用（例如通过跨进程的网络调用）。Nacos 支持主流的服务生态，如 Kubernetes Service、gRPC|Dubbo RPC Service 或者 Spring Cloud RESTful Service。

服务注册中心 (Service Registry)

服务注册中心，它是服务，其实例及元数据的数据库。服务实例在启动时注册到服务注册表，并在关闭时注销。服务和路由器的客户端查询服务注册表以查找服务的可用实例。服务注册中心可能会调用服务实例的健康检查 API 来验证它是否能够处理请求。

服务元数据 (Service Metadata)

服务元数据是指包括服务端点(endpoints)、服务标签、服务版本号、服务实例权重、路由规则、安全策略等描述服务的数据。

服务提供方 (Service Provider)

是指提供可复用和可调用服务的应用方。

服务消费方 (Service Consumer)

是指会发起对某个服务调用的应用方。

配置 (Configuration)

在系统开发过程中通常会将一些需要变更的参数、变量等从代码中分离出来独立管理，以独立的配置文件的形式存在。目的是让静态的系统工件或者交付物（如 WAR，JAR 包等）更好地和实际的物理运行环境进行适配。配置管理一般包含在系统部署的过程中，由系统管理员或者运维人员完成这个步骤。配置变更是调整系统运行时的行为的有效手段之一。

配置管理 (Configuration Management)

在数据中心中，系统中所有配置的编辑、存储、分发、变更管理、历史版本管理、变更审计等所有与配置相关的活动统称为配置管理。

名字服务 (Naming Service)

提供分布式系统中所有对象(Object)、实体(Entity)的“名字”到关联的元数据之间的映射管理服务，例如 ServiceName -> Endpoints Info, Distributed Lock Name -> Lock Owner/Status Info, DNS Domain Name -> IP List, 服务发现和 DNS 就是名字服务的2大场景。

配置服务 (Configuration Service)

在服务或者应用运行过程中，提供动态配置或者元数据以及配置管理的服务提供者。

三、Nacos注册中心

1.注册中心演变及其设计思想

2.Nacos注册中心架构

服务注册和发现机制

服务注册和发现包含心跳检测机制

服务注册：

Nacos Client会通过发送REST请求的方式向Nacos Server注册自己的服务，提供自身的元数据，比如ip地址、端口等信息。

Nacos Server接收到注册请求后，就会把这些元数据信息存储在一个双层的内存Map中，即Map<namespace, Map<group::serviceName, Service>>

服务发现：

服务消费者（Nacos Client）在调用服务提供者的服务时，会发送一个REST请求给Nacos Server，获取上面注册的服务清单，并且缓存在Nacos Client本地，同时会在Nacos Client本地开启一个定时任务定时拉取服务端最新的注册表信息更新到本地缓存

Nacos Client服务心跳：

在服务注册后，Nacos Client会维护一个定时心跳来持续通知Nacos Server，说明服务一直处于可用状态，防止被剔除。默认5s发送一次心跳。

Nacos Server服务健康检查：

Nacos Server会开启一个定时任务用来检查注册服务实例的健康情况，对于超过15s没有收到客户端心跳的实例会将它的healthy属性置为false(客户端服务发现时不会发现)，如果某个实例超过30秒没有收到心跳，直接剔除该实例(被剔除的实例如果恢复发送心跳则会重新注册)

服务同步：

Nacos Server集群之间会互相同步服务实例，用来保证服务信息的一致性。 leader raft

3.服务注册表结构

nacos源码中的注册表结构

注册示例：POST /nacos/v1/ns/instance
注册代码：nacos-naming中InstanceController中register方法
调用ServiceManager.registerInstance(namespaceId，serviceName，instance)。

在ServiceManager中维护了Map<String,Map<String,Service>> serviceMap = new ConcurrentHashMap<>();
第一个key是namespaceId，第二个key是group拼接服务名（group::serviceName）
在Service中维护了Map<String,Cluster>，key就是集群名称
在Cluster中维护了Set，具体是实例

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服务领域模型

注册中心对比

与eureka对比

1 eureka 2.0闭源码了。

2 从官网来看nacos 的注册的实例数是大于eureka的,

3 因为nacos使用的raft协议,nacos集群的一致性要远大于eureka集群.

四、Nacos配置中心

1.基础概念

1.背景

在系统开发过程中，开发者通常会将一些需要变更的参数、变量等从代码中分离出来独立管理，以独立的配置文件的形式存在。目的是让静态的系统工件或者交付物（如 WAR，JAR 包等）更好地和实际的物理运行环境进行适配。

配置管理一般包含在系统部署的过程中，由系统管理员或者运维人员完成。配置变更是调整系统运行时的行为的有效手段。

如果微服务架构中没有使用统一配置中心时，所存在的问题：

1. 配置文件分散在各个项目里，不方便维护

2. 配置内容安全与权限

3. 更新配置后，项目需要重启

故nacos配置中心就是提供了微服务架构方案下的一套配置中心解决方案。

2.什么是Nacos的配置中心？

Nacos 提供用于存储配置和其他元数据的 key/value 存储，为分布式系统中的外部化配置提供服务器端和客户端支持。使用 Spring Cloud Alibaba Nacos Config，您可以在 Nacos Server 集中管理你 Spring Cloud 应用的外部属性配置。

Spring Cloud Alibaba Nacos Config 是 Config Server 和 Client 的替代方案，客户端和服务器上的概念与 Spring Environment 和 PropertySource 有着一致的抽象，在特殊的 bootstrap 阶段，配置被加载到 Spring 环境中。当应用程序从开发到测试再到生产时，您可以管理这些环境之间的配置，并确保应用程序具有迁移时需要运行的所有内容。

2.Config相关配置

1.Config配置相关概念

Nacos 数据模型 Key 由三元组唯一确定, Namespace默认是空串，公共命名空间（public），分组默认是 DEFAULT_GROUP

支持配置的动态更新

 修改配置之后，无需重启服务。

支持profile粒度的配置

spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config 在加载配置的时候，不仅仅加载了以 dataid 为 ${spring.application.name}.${file-extension:properties} 为前缀的基础配置，还加载了dataid为 ${spring.application.name}-${profile}.${file-extension:properties} 的基础配置。在日常开发中如果遇到多套环境下的不同配置，可以通过Spring 提供的 ${spring.profiles.active} 这个配置项来配置。

spring.profiles.active=dev

支持自定义 namespace 的配置

用于进行租户粒度的配置隔离。不同的命名空间下，可以存在相同的 Group 或 Data ID 的配置。Namespace 的常用场景之一是不同环境的配置的区分隔离，例如开发测试环境和生产环境的资源（如配置、服务）隔离等。

在没有明确指定 ${spring.cloud.nacos.config.namespace} 配置的情况下， 默认使用的是 Nacos 上 Public 这个namespace。如果需要使用自定义的命名空间，可以通过以下配置来实现：

spring.cloud.nacos.config.namespace=71bb9785-231f-4eca-b4dc-6be446e12ff8

支持自定义 Group 的配置

Group是组织配置的维度之一。通过一个有意义的字符串（如 Buy 或 Trade ）对配置集进行分组，从而区分 Data ID 相同的配置集。当您在 Nacos 上创建一个配置时，如果未填写配置分组的名称，则配置分组的名称默认采用 DEFAULT_GROUP 。

配置分组的常见场景：不同的应用或组件使用了相同的配置类型，如 database_url 配置和 MQ_topic 配置。

在没有明确指定 ${spring.cloud.nacos.config.group} 配置的情况下，默认是DEFAULT_GROUP 。如果需要自定义自己的 Group，可以通过以下配置来实现：

spring.cloud.nacos.config.group=DEVELOP_GROUP

支持自定义扩展的 Data Id 配置

Data ID 是组织划分配置的维度之一。Data ID 通常用于组织划分系统的配置集。一个系统或者应用可以包含多个配置集，每个配置集都可以被一个有意义的名称标识。Data ID 通常采用类 Java 包（如 com.taobao.tc.refund.log.level）的命名规则保证全局唯一性。此命名规则非强制。

@RefreshScope动态感知修改后的值

@Value注解可以获取到配置中心的值，但是无法动态感知修改后的值，需要利用@RefreshScope注解。

代码案例如下：

@RestController
@RefreshScope
public class TestController {

    @Value("${common.age}")
    private String age;

    @GetMapping("/common")
    public String hello() {
        return age;
    }

查看mysql数据表的配置信息

查看和修改conf/application.properties文件，增加支持mysql数据源配置（目前只支持mysql），添加mysql数据源的url、用户名和密码。

2.配置的优先级

Spring Cloud Alibaba Nacos Config 目前提供了三种配置能力从 Nacos 拉取相关的配置。

• A: 通过 spring.cloud.nacos.config.shared-configs 支持多个共享 Data Id 的配置
• B: 通过 spring.cloud.nacos.config.ext-config[n].data-id 的方式支持多个扩展 Data Id 的配置
• C: 通过内部相关规则(应用名、应用名+ Profile )自动生成相关的 Data Id 配置

当三种方式共同使用时，他们的一个优先级关系是:A < B < C

优先级从高到低：

1) nacos-config-product.yaml 精准配置

2) nacos-config.yaml 同工程不同环境的通用配置

3) ext-config: 不同工程 扩展配置

4) shared-dataids 不同工程通用配置

官方文档： Nacos config · alibaba/spring-cloud-alibaba Wiki · GitHub

加载流程如下：

springboot启动加载相关文件

configService加载相关的配置中心文件

3.配置中心架构设计

业务架构图：

技术架构图：

配置中心使用demo

public class ConfigServerDemo {

    public static void main(String[] args) throws NacosException, InterruptedException {
        String serverAddr = "localhost";
        String dataId = "nacos-config-demo.yaml";
        String group = "DEFAULT_GROUP";
        Properties properties = new Properties();
        properties.put(PropertyKeyConst.SERVER_ADDR, serverAddr);
        //获取配置服务
        ConfigService configService = NacosFactory.createConfigService(properties);
        //获取配置
        String content = configService.getConfig(dataId, group, 5000);
        System.out.println(content);
        //注册监听器
        configService.addListener(dataId, group, new Listener() {
            @Override
            public void receiveConfigInfo(String configInfo) {
                System.out.println("===recieve:" + configInfo);
            }

            @Override
            public Executor getExecutor() {
                return null;
            }
        });

        //发布配置
        //boolean isPublishOk = configService.publishConfig(dataId, group, "content");
        //System.out.println(isPublishOk);
        //发送properties格式
        configService.publishConfig(dataId,group,"common.age=30", ConfigType.PROPERTIES.getType());

        Thread.sleep(3000);
        content = configService.getConfig(dataId, group, 5000);
        System.out.println(content);

//        boolean isRemoveOk = configService.removeConfig(dataId, group);
//        System.out.println(isRemoveOk);
//        Thread.sleep(3000);

//        content = configService.getConfig(dataId, group, 5000);
//        System.out.println(content);
//        Thread.sleep(300000);

    }
}

4.nacos config client架构设计和源码实现

配置中心核心接口com.alibaba.nacos.api.config.ConfigService

1.本地启动获取配置流程

获取配置的主要方法是 NacosConfigService 类的 getConfig 方法，通常情况下该方法直接从本地文件中取得配置的值，如果本地文件不存在或者内容为空，则再通过 HTTP GET 方法从远端拉取配置，并保存到本地快照中。

当通过 HTTP 获取远端配置时，Nacos 提供了两种熔断策略，一是超时时间，二是最大重试次数，默认重试三次。 

1.获取本地配置文件流程

2.远程获取服务端配置文件流程

server端会在服务端内存也生成对应配置信息，且只有在控制台页面发布更新后，才会刷新。

其位置如下：

2.注册监听器

配置中心客户端会通过对配置项注册监听器达到在配置项变更的时候执行回调的功能。

NacosConfigService#getConfigAndSignListener

ConfigService#addListener

Nacos 可以通过以上方式注册监听器，它们内部的实现均是调用 ClientWorker 类的 addCacheDataIfAbsent。其中 CacheData 是一个维护配置项和其下注册的所有监听器的实例，所有的 CacheData 都保存在 ClientWorker 类中的原子 cacheMap 中，其内部的核心成员有：

源码实现流程如下：

主要的思路就是启动的时候为每一个dataID注册一个监听配置信息变更的监听器

3.配置长轮询

ClientWorker 通过其下的两个线程池完成配置长轮询的工作。

一个是单线程的 executor，每隔 10ms 按照每 3000 个配置项为一批次捞取待轮询的 cacheData 实例，将其包装成为一个 LongPollingTask 提交进入第二个线程池 executorService 处理。

其源码实现流程如下：

1.客户端初始化长轮训任务

2.客户端长轮训执行任务发起长连接请求判断是否有配置变更

3.通知客户端监听器回调配置信息变更 

4.客户端更新自己的配置信息

5.nacos config server架构设计和源码实现

1.服务启动从数据库磁盘拉起配置信息

服务端启动时就会依赖 DumpService 的 init 方法，从数据库中 load 配置存储在本地磁盘上，并将一些重要的元信息例如 MD5 值缓存在内存中。

服务端会根据心跳文件中保存的最后一次心跳时间，来判断到底是从数据库 dump 全量配置数据还是部分增量配置数据（如果机器上次心跳间隔是 6h 以内的话）。

全量 dump 当然先清空磁盘缓存，然后根据主键 ID 每次捞取一千条配置刷进磁盘和内存。

增量 dump 就是捞取最近六小时的新增配置（包括更新的和删除的），先按照这批数据刷新一遍内存和文件，再根据内存里所有的数据全量去比对一遍数据库，如果有改变的再同步一次，相比于全量 dump 的话会减少一定的数据库 IO 和磁盘 IO 次数。

代码执行流程如下：

1.服务启动时开启配置信息同步

 2.将数据库中的配置信息同步到服务器内存文件

2.配置发布同步更新

发布配置的代码位于 ConfigController#publishConfig中。

集群部署，请求一开始也只会打到一台机器，这台机器将配置插入Mysql中进行持久化。

服务端并不是针对每次配置查询都去访问 MySQL ，而是会依赖 dump 功能在本地文件中将配置缓存起来。因此当单台机器保存完毕配置之后，需要通知其他机器刷新内存和本地磁盘中的文件内容，因此它会发布一个名为 ConfigDataChangeEvent 的事件，这个事件会通过 HTTP 调用通知所有集群节点（包括自身），触发本地文件和内存的刷新。

当配置信息发生变更后，服务端主要做了一下几种操作

1.更新数据库mysql文件

 其详细操作如下

 更新的场景还会去保留历史版本，并可用通过控制台查询版本记录。

2.通知注册了动态更新的客户端Client去同步更新自己的配置信息

3.刷新服务端本地内存配置信息，并通知集群其他节点同步刷新。

3.处理长轮询 

客户端会有一个长轮询任务，拉取服务端的配置变更，服务端处理逻辑在LongPollingService类中，其中有一个 Runnable 任务名为ClientLongPolling，服务端会将受到的轮询请求包装成一个 ClientLongPolling 任务，该任务持有一个 AsyncContext 响应对象，通过定时线程池延后 29.5s 执行。比客户端 30s 的超时时间提前 500ms 返回是为了最大程度上保证客户端不会因为网络延时造成超时。

1.接受长连接请求

源码位置：com.alibaba.nacos.config.server.controller.ConfigController#listener

 上面会判断是否有配置信息变更，如果发现有则返回对应的dataid.

2.延迟队列执行任务

Nacos实战

1.安装部署

下载解压后,并进入bin目录执行：

sh startup.sh -m standalone

可见到如下页面：

进入启动日志文件，并查看对应日志

cd /Users/daiwei/Desktop/soft/nacos/logs
cat start.out 

如果显示下面图则代表启动成功

进入可视化页面http://127.0.0.1:8848/nacos/ 

账号密码都是nacos，进行登录即可，nacos的端口为8848

参考：mac系统如何安装nacos_ANSGSY的博客-CSDN博客

nacos 2.x安装教程

Nacos2.0安装教程_Jack魏的博客-CSDN博客_nacos2.0安装部署

2.注册中心实战

2.入门使用

参考 ：

参考 ：Nacos 入门教程_ximeneschen的博客-CSDN博客

3.配置中心实战

1.集成springboot

Nacos Spring Boot 快速开始

生成的配置中心如下所示

参考资料

1.Nacos 官网

2.源码阅读笔记  https://www.processon.com/view/link/603f3d2fe401fd641adb51f1