gRPC 推送模式（Nacos 2.0 新特性）源码详解

原创于 2025-08-25 12:15:18 发布 · 683 阅读

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Nacos 2.0 引入了基于 gRPC 的长连接通信模型，彻底重构了客户端与服务端的通信方式，取代了 1.x 版本中基于 HTTP 短连接 + 轮询 + HTTP Push 的模式。这一变革带来了 更低延迟、更高吞吐、更可靠的配置推送与服务发现能力。

本文将从 源码角度 深入解析 Nacos 2.0 的 gRPC 推送模式，涵盖：

gRPC 长连接的建立
客户端注册与连接管理
服务端如何通过 Stream 推送配置变更
客户端接收与响应
心跳与连接保活
故障恢复机制

一、gRPC 推送的核心优势（对比 Nacos 1.x）

特性	Nacos 1.x（HTTP）	Nacos 2.0（gRPC）
通信协议	HTTP 短连接	gRPC 长连接（基于 HTTP/2）
配置推送	HTTP Push（不可靠）	Stream 流式推送（可靠）
服务发现	客户端轮询	服务端主动通知
连接管理	无状态	有状态连接（Connection）
性能	高延迟、高资源消耗	低延迟、高并发、低开销

二、核心模块与源码包结构

com.alibaba.nacos.core.remote
├── grpc.GrpcConnection                  // gRPC 连接封装
├── grpc.GrpcServer                      // gRPC 服务端
├── grpc.BiRequestStreamObserver       // 双向流观察者
├── service.RemoteConnectionService    // 连接管理服务
└── controller.ConnectionController    // 连接状态查询接口

com.alibaba.nacos.naming.remote.grpc
├── NamingGrpcService                  // 服务发现 gRPC 服务
└── NamingPushService                  // 服务端推送实现

com.alibaba.nacos.config.remote.grpc
├── ConfigGrpcService                  // 配置中心 gRPC 服务
└── ConfigPushService                  // 配置推送实现

三、gRPC 长连接建立流程

1. 客户端启动：`GrpcClient`

// com.alibaba.nacos.common.remote.client.grpc.GrpcClient
public class GrpcClient extends Client {

    @Override
    public void connectToServer(ServerInfo serverInfo) {
        // 构建 gRPC Channel
        ManagedChannel channel = NettyChannelBuilder
            .forAddress(serverInfo.getIp(), serverInfo.getGrpcPort())
            .usePlaintext() // 默认不加密
            .keepAliveTime(30, TimeUnit.SECONDS)
            .build();

        // 创建双向流 Stub
        RemoteServiceGrpc.RemoteServiceStub stub = RemoteServiceGrpc.newStub(channel);

        // 建立流式连接
        StreamObserver<Request> requestObserver = stub.requestStreaming(new ResponseStreamObserver());
        
        // 发送客户端注册请求
        RegisterRequest registerRequest = new RegisterRequest();
        registerRequest.setClientID(clientId);
        registerRequest.setLabels(getLabels()); // 包含角色：config/naming
        requestObserver.onNext(registerRequest);
    }
}

使用 NettyChannelBuilder 建立 gRPC 连接（默认端口 9848）。
调用 requestStreaming 建立 双向流（Bidirectional Stream）。
发送 RegisterRequest 注册客户端身份。

2. 服务端接收连接：`BiRequestStreamObserver`

// com.alibaba.nacos/core/remote/grpc/BiRequestStreamObserver.java
public class BiRequestStreamObserver implements StreamObserver<Request> {

    private final GrpcConnection connection;

    @Override
    public void onNext(Request request) {
        if (request instanceof RegisterRequest) {
            handleRegister((RegisterRequest) request);
        } else {
            // 处理其他请求
            RequestHandler handler = requestHandlerRegistry.findHandler(request);
            handler.handle(request, connection);
        }
    }

    private void handleRegister(RegisterRequest request) {
        String clientId = request.getClientID();
        String role = request.getLabels().get("role"); // 如: ConfigRole, NamingRole

        // 创建连接对象
        connection = new GrpcConnection(channel, connectionId, request.getIp(), request.getLabels());

        // 注册到连接管理器
        remoteConnectionService.registerConnection(connection);

        // 根据角色初始化处理器
        if ("ConfigRole".equals(role)) {
            configGrpcService.addConnection(connection);
        } else if ("NamingRole".equals(role)) {
            namingGrpcService.addConnection(connection);
        }

        // 回复注册成功
        Response response = Response.newBuilder().setRequestId(request.getRequestId()).setErrorCode(0).build();
        connection.getResponseObserver().onNext(response);
    }
}

服务端通过 BiRequestStreamObserver 监听客户端消息流。
收到 RegisterRequest 后：
- 创建 GrpcConnection 对象
- 注册到 RemoteConnectionService
- 按角色绑定到 ConfigGrpcService 或 NamingGrpcService

四、配置变更推送：`ConfigPushService`

1. 配置发布触发推送

// com.alibaba.nacos/config/server/service/ConfigServletInner.java
public boolean publishConfig(...) {
    // ... 持久化配置

    // 触发 gRPC 推送
    NotifyCenter.publishEvent(new ConfigDataChangeEvent(...));
}

2. `ConfigPushService` 监听事件

// com.alibaba.nacos/config/remote/grpc/ConfigPushService.java
@EventListener
public void onConfigChange(ConfigDataChangeEvent event) {
    String dataId = event.getDataId();
    String group = event.getGroup();
    String tenant = event.getTenant();

    // 获取所有订阅该配置的客户端连接
    Set<Connection> connections = configConnectionManager.getConnections(dataId, group, tenant);

    for (Connection conn : connections) {
        // 构造推送消息
        ConfigChangeNotifyRequest notifyRequest = new ConfigChangeNotifyRequest();
        notifyRequest.setDataId(dataId);
        notifyRequest.setGroup(group);
        notifyRequest.setTenant(tenant);
        notifyRequest.setNotificationId(event.getNotificationId());

        // 通过 gRPC 连接推送
        conn.asyncRequest(notifyRequest, new RequestCallBack() {
            @Override
            public void onResponse(Response response) {
                Loggers.PUSH.info("Push ACK received from {}", conn.getMetaInfo());
            }

            @Override
            public void onFail(Throwable e) {
                // 推送失败，尝试重试或关闭连接
                retryManager.addRetryTask(new RetryTask(notifyRequest, conn));
            }
        });
    }
}

configConnectionManager 维护了 dataId+group → Connection 列表 的映射。
使用 conn.asyncRequest() 通过 gRPC 流发送消息。
支持 ACK 回调，实现可靠推送。

五、客户端接收推送

1. 客户端 `ResponseStreamObserver` 处理消息

// com.alibaba.nacos/common/remote/client/grpc/ResponseStreamObserver.java
public class ResponseStreamObserver implements StreamObserver<Response> {

    @Override
    public void onNext(Response response) {
        if (response instanceof ConfigChangeNotifyResponse) {
            ConfigChangeNotifyRequest request = (ConfigChangeNotifyRequest) response.getRequest();
            // 触发本地拉取最新配置
            ConfigService.notifyListenConfig(request.getDataId(), request.getGroup(), request.getTenant());
        }
    }
}

客户端收到 ConfigChangeNotifyRequest。
调用 notifyListenConfig() 主动从服务端拉取最新配置。

六、连接管理与心跳机制

1. 心跳保活：`ConnectionProbeService`

// com.alibaba.nacos/core/remote/ConnectionProbeService.java
@PostConstruct
public void start() {
    GlobalExecutor.schedulePermit(this::probeAllConnections, 5, 5, TimeUnit.SECONDS);
}

private void probeAllConnections() {
    for (Connection conn : connectionManager.allConnections()) {
        if (conn.getLastActiveTime() < System.currentTimeMillis() - 30_000) {
            // 发送心跳探测
            conn.asyncRequest(new HealthCheckRequest(), resp -> {
                if (resp.getErrorCode() != 0) {
                    closeAndClean(conn);
                }
            });
        }
    }
}

每 5 秒检查一次连接活跃性。
超过 30 秒无通信，发送 HealthCheckRequest 探测。
失败则关闭连接并清理订阅关系。

2. 连接断开处理

// BiRequestStreamObserver.onCompleted() / onError()
@Override
public void onError(Throwable t) {
    remoteConnectionService.unregisterConnection(connection);
    configConnectionManager.removeConnection(connection);
    namingConnectionManager.removeConnection(connection);
}

网络异常或客户端关闭时，自动清理连接和订阅关系。

七、服务端主动推送 vs 客户端拉取

阶段	方式
通知	服务端 → 客户端：gRPC Stream 推送 `ConfigChangeNotifyRequest`
获取内容	客户端 → 服务端：HTTP GET `/nacos/v1/cs/configs` 拉取完整配置
ACK 确认	客户端 → 服务端：gRPC 返回 `Response`

✅ 这种“推拉结合”模式既保证了实时性，又避免了推送内容过大。

八、关键配置项

配置项	默认值	说明
`nacos.server.grpc.port`	9848	gRPC 服务端口
`nacos.server.grpc.health.check.interval`	5s	心跳检测间隔
`nacos.remote.client.reconnect.delay`	2s	客户端重连延迟
`nacos.core.protocol.grpc.stream.max.inbound.message.size`	10MB	最大消息大小

⚠️ Nacos 2.0 默认开启 gRPC，端口 9848 和 9849（TLS）必须开放。

九、源码调用链总结

客户端 GrpcClient.connect()
    → 发送 RegisterRequest
        → 服务端 BiRequestStreamObserver.onNext()
            → handleRegister()
                → 创建 GrpcConnection
                → 注册到 RemoteConnectionService
                    → ConfigGrpcService.addConnection()

配置发布
    → ConfigServletInner.publishConfig()
        → NotifyCenter.publishEvent(ConfigDataChangeEvent)
            → ConfigPushService.onConfigChange()
                → configConnectionManager.getConnections()
                    → conn.asyncRequest(ConfigChangeNotifyRequest)
                        → 客户端 ResponseStreamObserver.onNext()
                            → 触发本地拉取配置

十、总结

特性	Nacos 2.0 gRPC 实现
通信模型	双向流长连接（gRPC Streaming）
连接管理	有状态连接（GrpcConnection）
推送机制	服务端主动推送变更通知
可靠性	ACK + 重试 + 心跳检测
性能	高吞吐、低延迟、低资源占用
扩展性	支持多协议、多角色（Config/Naming）