02.Nacos注册中心和服务消费方式（附超清图解及源码）

1.服务治理介绍

1.1.前言

先来思考一个问题，通过上一章的操作，我们已经可以实现微服务之间的调用。但是我们把服务提供者的网络地址（ip，端口）等硬编码到了代码中，这种做法存在许多问题：

• 一旦服务提供者地址变化，就需要手工修改代码

• 一旦是多个服务提供者，无法实现负载均衡功能

• 一旦服务变得越来越多，人工维护调用关系困难

那么应该怎么解决呢， 这时候就需要通过注册中心动态的实现服务治理。

1.2.什么是服务治理

服务治理是微服务架构中最核心最基本的模块。用于实现各个微服务的自动化注册与发现。

• 服务注册：在服务治理框架中，都会构建一个注册中心，每个服务单元向注册中心登记自己提供服务的详细信息。并在注册中心形成一张服务的清单，服务注册中心需要以心跳的方式去监测清单中的服务是否可用，如果不可用，需要在服务清单中剔除不可用的服务。

• 服务发现：服务调用方向服务注册中心咨询服务，并获取所有服务的实例清单，实现对具体服务实例的访问。

通过上面的调用图会发现，除了微服务，还有一个组件是服务注册中心，它是微服务架构非常重要一个组件，在微服务架构里主要起到了协调者的一个作用。注册中心一般包含如下几个功能：

1. 服务发现：

   • 服务注册：保存服务提供者和服务调用者的信息

   • 服务订阅(发现)：服务调用者订阅服务提供者的信息，注册中心向订阅者推送提供者的信息

2. 服务配置：

   • 配置订阅：服务提供者和服务调用者订阅微服务相关的配置

   • 配置下发：主动将配置推送给服务提供者和服务调用者

3. 服务健康检测

   • 检测服务提供者的健康情况，如果发现异常，执行服务剔除

1.3.常见的注册中心

• Zookeeper：是一个分布式服务框架，是Apache Hadoop 的一个子项目，它主要是用来解决分布式应用中经常遇到的一些数据管理问题，如：统一命名服务、状态同步服务、集群管理、分布式应用配置项的管理等。

• Eureka：是Springcloud Netflix中的重要组件，主要作用就是做服务注册和发现。但是现在已经闭源。

• Consul：是基于GO语言开发的开源工具，主要面向分布式，服务化的系统提供服务注册、服务发现和配置管理的功能。Consul的功能都很实用，其中包括：服务注册/发现、健康检查、Key/Value存储、多数据中心和分布式一致性保证等特性。Consul本身只是一个二进制的可执行文件，所以安装和部署都非常简单，只需要从官网下载后，在执行对应的启动脚本即可。

• Nacos：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。它是 Spring Cloud Alibaba 组件之一，负责服务注册发现和服务配置，可以这样认为nacos=eureka+config。

2.Nacos简介

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。从上面的介绍就可以看出，Nacos的作用就是一个注册中心，用来管理注册上来的各个微服务。

Nacos提供了以下主要功能：

• 服务注册与发现：Nacos充当服务注册中心，服务实例可以向Nacos注册自己的信息，包括服务名称、IP地址、端口等。其他服务可以通过Nacos进行服务发现，获取可用的服务实例列表，并实现动态的负载均衡。

• 配置管理：Nacos可以集中管理应用程序的配置信息，支持动态配置的推送和变更。开发人员可以将应用程序的配置存储在Nacos中，并通过Nacos的配置管理功能实现配置的动态更新和实时推送。

• 服务健康监测：Nacos可以对注册的服务实例进行健康状态的监测，检测故障实例并自动剔除，以保证服务的可用性和稳定性。

• 动态DNS服务：Nacos提供了一种简单的方式来实现服务的动态DNS解析，通过域名来访问服务实例，避免了硬编码IP地址的问题。

• 集群和扩展支持：Nacos支持集群部署，可以通过水平扩展来提高容量和可靠性。它还提供了高可用性和数据持久化的支持，确保服务的可靠性和数据的安全。

Nacos支持多种编程语言和开发框架，并与Spring Cloud、Dubbo、Kubernetes等流行的微服务框架和容器编排工具集成，使其成为构建和管理微服务架构的重要组件之一。

3.Nacos快速入门

3.1.环境搭建

第一步：安装Nacos

下载Nacos，参考地址：Releases · alibaba/nacos · GitHub 如下：

下载完成之后，直接解压到指定位置即可。

第二步：启动Nacos

• 直接通过命令方式启动，并设置启动模式为单机模式（默认集群模式）

 #切换目录

cd nacos/bin

#命令启动

startup.cmd -m standalone

• 打开启动文件startup.cmd，将默认集群模式修改为单机模式（推荐）

第三步：访问Nacos

双击startup.cmd启动Nacos，打开浏览器输入访问地址 ：http://localhost:8848/nacos

默认账号密码是nacos/nacos

3.2.服务注册

修改商品微服务、订单微服务，配置Nacos服务注册。

第一步：在shop-common模块的pom.xml中添加nacos的依赖；

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

此时启动项目，将会出现报错情况。问题在于父模块中并没有锁定SpringCloud Alibaba的版本所致，请在父模块pom.xml中配置以下依赖：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
    <version>${spring-cloud.version}</version>
    <type>pom</type>
    <scope>import</scope>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
    <version>${spring-cloud-alibaba.version}</version>
    <type>pom</type>
    <scope>import</scope>
</dependency>

第二步：分别在商品微服务、订单微服务启动类上添加@EnableDiscoveryClient注解；

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

第三步：分别修改商品微服务、订单微服务的application.yml文件；

spring:
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848

第四步：启动服务，观察Nacos的控制面板中是否已经存在注册的商品和订单微服务；

以上四个步骤基本上已完成了服务注册相关配置。

4.实现服务调用的负载均衡

4.1.什么是负载均衡

通俗的讲， 负载均衡就是将负载（工作任务，访问请求）进行分摊到多个操作单元（服务器，组件）上进行执行。根据负载均衡发生位置的不同，一般分为服务端负载均衡和客户端负载均衡。

• 服务端负载均衡指的是发生在服务提供者一方，比如常见的Nginx负载均衡；

• 客户端负载均衡指的是发生在服务请求的一方，也就是在发送请求之前已经选好了由哪个实例处理请求；

我们在微服务调用关系中一般会选择客户端负载均衡，也就是在服务调用的一方来决定服务由哪个提供者执行。

4.2.Ribbon实现负载均衡

Ribbon是Spring Cloud的一个组件， 它可以让我们使用一个注解就能轻松的搞定负载均衡。

第一步：在RestTemplate 的生成方法上添加@LoadBalanced注解

@Bean
@LoadBalanced
public RestTemplate restTemplate() {
    return new RestTemplate();
}

第二步：修改订单微服务调用的方法

@Slf4j
@RestController
@RequestMapping("/order")
public class OrderController {
​
    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;
​
    @RequestMapping("/addOrder/{pid}")
    public Order addOrder(@PathVariable("pid") Integer pid){
        log.info(">>客户下单，这时候要调用商品微服务查询商品信息");
        String serverName="shop-product";
        //订单微服务远程调用商品微服务
        Product pro = restTemplate.getForObject(
                "http://"+serverName+"/product/detail/" + pid,
                Product.class);
        log.info(">>商品信息，查询结果:" + JSON.toJSONString(pro));
        Order order=new Order();
        order.setOid(1L);
        order.setNumber(1);
        order.setPid(pid);
        order.setPname(pro.getPname());
        order.setPprice(pro.getPprice());
        order.setUsername("zs");
        order.setUid(2);
        return order;
    }
}

第三步：通过idea开启双节点的商品微服务（shop-product），并设置其端口为：8082

第四步：启动双节点的商品微服务，并在Nacos中查看微服务的启动情况：

最后，通过访问订单微服务接口进行测试，其中可以停掉双节点商品微服务接口用于测试Ribbon负载均衡效果。

Ribbon支持的负载均衡策略

Ribbon内置了多种负载均衡策略，内部负载均衡的顶级接口为com.netflix.loadbalancer.IRule ，具体的负载策略如下图所示：

策略	策略名称	实现原理
RoundRobinRule	轮询策略（默认）	轮询策略表示每次都顺序取下一个 provider，比如一共有 5 个provider，第 1 次取第 1 个，第 2次取第 2 个，第 3 次取第 3 个，以此类推。
WeightedResponseTimeRule	权重轮询策略	1.根据每个 provider 的响应时间分配一个权重，响应时间越长，权重越小，被选中的可能性越低。 2.原理：一开始为轮询策略，并开启一个计时器，每 30 秒收集一次每个 provider 的平均响应时间，当信息足够时，给每个 provider附上一个权重，并按权重随机选择provider，高权越重的 provider会被高概率选中。
RandomRule	随机策略	从 provider 列表中随机选择一个provider
BestAvailableRule	最少并发数策略	选择正在请求中的并发数最小的 provider，除非这个provider 在熔断中。
RetryRule	在“选定的负载均衡策略”基础上进行重试机制	1.“选定的负载均衡策略”这个策略是轮询策略RoundRobinRule 2.该重试策略先设定一个阈值时间段，如果在这个阈值时间段内当选择 provider不成功，则一直尝试采用“选定的负载均衡策略：轮询策略”最后选择一个可用的provider
AvailabilityFilteringRule	可用性敏感策略	过滤性能差的 provider,有 2种： 第一种：过滤掉在 eureka 中处于一直连接失败 provider 第二种：过滤掉高并发的 provider
ZoneAvoidanceRule	区域敏感性策略	1.以一个区域为单位考察可用性，对于不可用的区域整个丢弃，从剩下区域中选可用的provider 2.如果这个 ip 区域内有一个或多个实例不可达或响应变慢，都会降低该 ip 区域内其他 ip 被选中的权重。

我们可以通过修改配置来调整Ribbon的负载均衡策略，具体代码如下

# 调用的提供者的名称 
shop-product: 
    ribbon: 
        NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule

4.3.DiscoveryClient实现负载均衡

第一步：再次修改shop-order的代码，实现DiscoveryClient负载均衡：

@Slf4j
@RestController
@RequestMapping("/order")
public class OrderController {

    @Autowired
    private DiscoveryClient discoveryClient;

    @RequestMapping("/addOrder/{pid}")
    public Order addOrder(@PathVariable("pid") Integer pid){
        log.info(">>客户下单，这时候要调用商品微服务查询商品信息");
        String serverName="shop-product";
        List<ServiceInstance> instances = discoveryClient.getInstances(serverName);
        //通过随机数的方式来实现服务随机挑选
        int index=new Random().nextInt(instances.size());
        //根据得到服务下标获取服务
        ServiceInstance serviceInstance = instances.get(index);
        //根据得到服务下标拼接服务地址
        //例如：127.0.0.1:8080 或者 localhost:8080
        String url=serviceInstance.getHost()+":"+serviceInstance.getPort();
        log.info("订单服务地址："+url);
        //订单微服务远程调用商品微服务
        Product pro = restTemplate.getForObject(
                "http://"+url+"/product/detail/" + pid,
                Product.class);
        log.info(">>商品信息，查询结果:" + JSON.toJSONString(pro));
        Order order=new Order();
        order.setOid(1L);
        order.setNumber(1);
        order.setPid(pid);
        order.setPname(pro.getPname());
        order.setPprice(pro.getPprice());
        order.setUsername("zs");
        order.setUid(2);
        return order;
    }
}

第二步：启动两个服务提供者和一个服务消费者，多访问几次消费者测试效果

5.Feign

5.1.什么是Feign

Feign是一个声明式的、基于注解的HTTP客户端框架，用于简化构建基于HTTP的服务调用。它是Netflix开源的一部分，旨在简化在Java应用程序中编写可读性高、可维护性强的HTTP调用代码。

Feign的主要特点和功能包括：

• 声明式的API定义：通过使用Feign的注解，开发人员可以在接口上定义HTTP请求的细节，包括URL、请求方法、请求体、请求头等。这样可以使得HTTP调用的代码更加直观和易于理解。

• 集成了Ribbon和Eureka：Feign与Netflix的负载均衡器Ribbon和服务发现组件Eureka集成，可以通过服务名进行服务的负载均衡和自动服务发现。

• 支持多种编码器和解码器：Feign内置了对多种数据格式的编码器和解码器的支持，包括JSON、XML等，使得开发人员无需手动处理序列化和反序列化的逻辑。

• 支持熔断器：Feign可以与Netflix的熔断器Hystrix集成，提供服务调用的熔断、降级和容错能力，增加系统的可靠性和弹性。

• 可扩展性：Feign提供了一些扩展点，开发人员可以根据需求自定义和扩展Feign的功能，如编码器、解码器、拦截器等。

使用Feign可以大大简化基于HTTP的服务调用的代码编写工作，使得开发人员可以更专注于业务逻辑而不是网络调用的细节。它与Spring Cloud等微服务框架集成紧密，是构建和管理微服务架构中的常用组件之一。

5.2.Feign入门

第一步：在公共模块shop-common中添加Feign依赖

<!--fegin组件-->
<dependency>
	<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
	<artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
</dependency>

第二步：在消费者服务（订单微服务）启动类上加入Feign注解

@SpringBootApplication 
@EnableDiscoveryClient 
@EnableFeignClients//开启
Fegin public class OrderApplication {}

第三步：创建一个Service，并使用Feign实现微服务调用

//指定消息的服务名称，与生产者服务中的applicaiton.yml中的spring.application.name一致
@FeignClient("shop-product")
public interface IProductService {

    /**
     * http://shop-product/product/detail/10
     * 第一次：http://192.168.158.1:8080/product/detail/10
     * 第二次：http://192.168.158.1:8081/product/detail/10
     * 第三次：http://192.168.158.1:8080/product/detail/10
     * 注意：
     * 如果生产者服务接口提供了模块名，则使用@RequestMapping时必须加入！！！
     * @param pid
     * @return
     */
    @RequestMapping("/product/detail/{pid}")
    Product detail(@PathVariable("pid") Integer pid);
}

第四步：修改OrderController代码，并启动验证

@Slf4j
@RestController
@RequestMapping("/order")
public class OrderController {

    @Autowired
    private IProductService productService;

    @RequestMapping("/addOrder/{pid}")
    public Order addOrder(@PathVariable("pid") Integer pid){
        log.info(">>客户下单,这时候要调用商品微服务查询商品信息");

        //通过fegin调用商品微服务
        Product product = productService.detail(pid);
        log.info(">>商品信息,查询结果:" + JSON.toJSONString(product));
        Order order = new Order();
        Order order=new Order();
        order.setOid(1L);
        order.setNumber(1);
        order.setPid(pid);
        order.setPname(pro.getPname());
        order.setPprice(pro.getPprice());
        order.setUsername("zs");
        order.setUid(2);
        return order;
    }
}

最后，重启微服务，查看效果。

5.3.参数传递

第一步：在商品微服务中创建FeignDemoController，定义提供多种不同传参类型的方法：

@Slf4j
@RestController
@RequestMapping("/feign")
public class FeignDemoController {
    @RequestMapping("/findByParameter")
    public String findByParameter(String name,Double price){
        log.info("服务提供者日志:{}",name);
        return "hello:"+name;
    }
    @RequestMapping("/findByParameter2")
    public String findByParameter2(
            @RequestParam("name") String name,
            @RequestParam("price") Double price){
        log.info("服务提供者日志:{},{}",name,price);
        return "hello:"+name+price;
    }
    @RequestMapping("/findByPathVariable")
    public String findByPathVariable(@PathVariable String name){
        log.info("服务提供者日志:{}",name);
        return "hello:"+name;
    }
    @RequestMapping("/findByRequestBody")
    public Product findByRequestBody(@RequestBody Product product){
        log.info("服务提供者日志:{}",product.getPname());
        return product;
    }
}

第二步：在订单微服务中再次创建一个Service，定义Feign接口

此处省略万一字...

第三步：在订单微服务中创建Controller接口，用于Feign接口传参测试

此处省略万一字...

第四步：启动项目，测试接口

此时启动项目，可能会引发错误导致启动失败(bean重复定义问题)。通过配置application.yml，来解决问题：

spring: 
  main: 
    allow-bean-definition-overriding: true

Feign传参的注意事项：

• FeignClient接口，不能使用@GettingMapping之类的组合注解；

• FeignClient接口中，如果使用到@PathVariable必须指定其value；

• 只要参数是复杂对象，即使指定了是GET方法，Feign依然会以POST方法进行发送请求，同时生产者必须支持POST请求并给参数添加@RequestBody注解。建议使用公共vo+@RequestBody方式；

• springcloud中feign访问其他服务并传参数出现错误的问题：status 405 reading LogisticsOrderService#getLogistics(Integer,String,Integer,Integer)当使用feign传参数的时候，需要加上@RequestParam注解，否则对方服务无法识别参数;