13、Nacos 源码分析-Distro协议(上)

本文详细分析了Nacos中Distro协议的实现,包括DistroConfig配置、DistroProtocol的核心方法,如数据同步、验证任务的启动,以及DistroComponentHolder、DistroTaskEngineHolder等组件的作用。重点探讨了服务端如何初始化、同步数据、验证数据一致性,并介绍了DistroClientDataProcessor在客户端事件处理中的角色。

应粉丝要求,想要我出一篇关于NacosDistro协议的相关内容。于是我也去研究了一下。下面分享一下我对NacosDistro协议的一些见解。如有不对之处欢迎批评指正。

本次还是以Nacos2.2.0的版本来进行分析。

首先定位一下distro的代码哪里,最简单的方法就是用IDE的查找方式,找到了两个关于distro的文件夹。

在这里插入图片描述

我们在写代码的时候按功能模块定义文件夹,可以方便我们自己和他人在快速找到相关的逻辑。

我们接着看core模块中的distro结构,它位于distributed包下面,和他同级别的还有idraft文件夹,说明这个distributed包是和分布式相关的内容,包含了distro协议,raft协议和分布式id生成的相关内容。

在这里插入图片描述

既然是分析distro协议,当然关注点在distro包中了,那从哪里开始呢?

我们看到有个DistroConfig,那就从这个开始吧,因为不管是什么逻辑代码,肯定有有一些配置项,配置信息的,我们可以通过配置信息和配置项去找到相关的逻辑和核心处理类。

在spring中,我们也可以通过分析@Configuration配置信息查看配置了一些基础信息,可以更快了了解工程的基础架构设施有哪些

DistroConfig类继承了AbstractDynamicConfig,里面也是写了几个配置信息。

public class DistroConfig extends AbstractDynamicConfig {
   
   
    
    private static final String DISTRO = "Distro";
    // 单例模式下的初始化
    private static final DistroConfig INSTANCE = new DistroConfig();
    // 同步延迟时间,默认1s
    private long syncDelayMillis = DistroConstants.DEFAULT_DATA_SYNC_DELAY_MILLISECONDS;
    // 同步超时时间,默认3s
    private long syncTimeoutMillis = DistroConstants.DEFAULT_DATA_SYNC_TIMEOUT_MILLISECONDS;
    // 同步重试延迟时间,默认3s
    private long syncRetryDelayMillis = DistroConstants.DEFAULT_DATA_SYNC_RETRY_DELAY_MILLISECONDS;
    // 验证间隔时间,默认5s
    private long verifyIntervalMillis = DistroConstants.DEFAULT_DATA_VERIFY_INTERVAL_MILLISECONDS;
    // 验证超时时间,默认3s
    private long verifyTimeoutMillis = DistroConstants.DEFAULT_DATA_VERIFY_TIMEOUT_MILLISECONDS;
    // 导入数据延迟重试时间,默认30s
    private long loadDataRetryDelayMillis = DistroConstants.DEFAULT_DATA_LOAD_RETRY_DELAY_MILLISECONDS;
    // 导入超时时间,默认30s
    private long loadDataTimeoutMillis = DistroConstants.DEFAULT_DATA_LOAD_TIMEOUT_MILLISECONDS;
    
    private DistroConfig() {
   
   
        super(DISTRO);
        resetConfig();
    }
    
    @Override
    protected void getConfigFromEnv() {
   
   
        // 省略从环境变量中获取配置信息内容
    }
    // 省略get,set和printConfig方法
}

通过对配置信息引用的查找,我们可以找到一个核心类DistroClientComponentRegistry,这个类位于com.alibaba.nacos.naming.consistency.ephemeral.distro.v2,其初始化了几个重要的与Distro相关的类。

@Component
// spring创建Bean
public class DistroClientComponentRegistry {
   
   
    private final ServerMemberManager serverMemberManager;
    private final DistroProtocol distroProtocol;
    private final DistroComponentHolder componentHolder;
    private final DistroTaskEngineHolder taskEngineHolder;
    private final ClientManager clientManager;
    private final ClusterRpcClientProxy clusterRpcClientProxy;
    // 构造方法注入
    public DistroClientComponentRegistry(ServerMemberManager serverMemberManager, DistroProtocol distroProtocol,
            DistroComponentHolder componentHolder, DistroTaskEngineHolder taskEngineHolder,
            ClientManagerDelegate clientManager, ClusterRpcClientProxy clusterRpcClientProxy) {
   
   
        this.serverMemberManager = serverMemberManager;
        this.distroProtocol = distroProtocol;
        this.componentHolder = componentHolder;
        this.taskEngineHolder = taskEngineHolder;
        this.clientManager = clientManager;
        this.clusterRpcClientProxy = clusterRpcClientProxy;
    }
    
    /**
     * 为v2的发行版协议注册必要的组件
     */
    @PostConstruct
    public void doRegister() {
   
   
        // 构造方法后执行
        DistroClientDataProcessor dataProcessor = new DistroClientDataProcessor(clientManager, distroProtocol);
        DistroTransportAgent transportAgent = new DistroClientTransportAgent(clusterRpcClientProxy,
                serverMemberManager);
        DistroClientTaskFailedHandler taskFailedHandler = new DistroClientTaskFailedHandler(taskEngineHolder);
        // 给componentHolder注册相关处理类
        componentHolder.registerDataStorage(DistroClientDataProcessor.TYPE, dataProcessor);
        componentHolder.registerDataProcessor(dataProcessor);
        componentHolder.registerTransportAgent(DistroClientDataProcessor.TYPE, transportAgent);
        componentHolder.registerFailedTaskHandler(DistroClientDataProcessor.TYPE, taskFailedHandler);
    }
}

找到了入口后,我们开始一个个分析。

#ServerMemberManager

ServerMemberManager在11、Nacos 配置服务服务端源码分析(二)这篇中已经分析了,它的主要功能是识别配置的服务端的其他节点的地址,可以支持配置在配置文件中或者单独的cluster.conf文件中,并且对文件进行了监控,发现文件数据变化的话,动态更新服务端的地址。

DistroProtocol

DistroProtocol顾明思议,这个就是DistroProtocol协议的本体。我们重点分析一下这个类。

@Component
// spring管理,由spring创建
public class DistroProtocol {
   
   
    
    private final ServerMemberManager memberManager;
    private final DistroComponentHolder distroComponentHolder;
    private final DistroTaskEngineHolder distroTaskEngineHolder;
    private volatile boolean isInitialized = false;
    
    public DistroProtocol(ServerMemberManager memberManager, DistroComponentHolder distroComponentHolder,
            DistroTaskEngineHolder distroTaskEngineHolder) {
   
   
        this.memberManager = memberManager;
        this.distroComponentHolder = distroComponentHolder;
        this.distroTaskEngineHolder = distroTaskEngineHolder;
        // 构造方法开始执行Distro协议任务
        startDistroTask();
    }
    
    private void startDistroTask() {
   
   
        if (EnvUtil.getStandaloneMode()) {
   
   
            // 单机模式无需使用Distro协议
            isInitialized = true;
            return;
        }
        // 开启验证
        startVerifyTask();
        // 开启导入
        startLoadTask();
    }
    
    private void startLoadTask() {
   
   
        // 回调函数,如果导入数据成功,说明已经初始化,否则为false
        DistroCallback loadCallback = new DistroCallback() {
   
   
            @Override
            public void onSuccess() {
   
   
                isInitialized = true;
            }
            
            @Override
            public void onFailed(Throwable throwable) {
   
   
                isInitialized = false;
            }
        };
        // 执行数据加载导入,只执行一次
        GlobalExecutor.submitLoadDataTask(
                new DistroLoadDataTask(memberManager, distroComponentHolder, DistroConfig.getInstance(), loadCallback));
    }
    
    private void startVerifyTask() {
   
   
        // 固定每次间隔5s执行验证处理
        GlobalExecutor.schedulePartitionDataTimedSync(new DistroVerifyTimedTask(memberManager, distroComponentHolder,
                        distroTaskEngineHolder.getExecuteWorkersManager()),
                DistroConfig.getInstance().getVerifyIntervalMillis());
    }
    
    public boolean isInitialized() {
   
   
        return isInitialized;
    }
    
    /**
     * 通过配置的延迟开始同步,默认1s
     */
    public void sync(DistroKey distroKey, DataOperation action) {
   
   
        sync(distroKey, action, DistroConfig.getInstance().getSyncDelayMillis());
    }
    
    /**
     * 将数据同步到所有远程服务器
     */
    public void sync(DistroKey distroKey, DataOperation action, long delay) {
   
   
        for (Member each : memberManager.allMembersWithoutSelf()) {
   
   
            syncToTarget(distroKey, action, each.getAddress(), delay);
        }
    }
    
    /**
     * 同步到目标服务器
     */
    public void syncToTarget(DistroKey distroKey, DataOperation action, String targetServer, long delay) {
   
   
        DistroKey distroKeyWithTarget = new DistroKey(distroKey.getResourceKey(), distroKey.getResourceType(),
                targetServer);
        DistroDelayTask distroDelayTask = new DistroDelayTask(distroKeyWithTarget, action, delay);
        distroTaskEngineHolder.getDelayTaskExecuteEngine().addTask(distroKeyWithTarget, distroDelayTask);
        if (Loggers.DISTRO.isDebugEnabled()) {
   
   
            Loggers.DISTRO.debug("[DISTRO-SCHEDULE] {} to {}", distroKey, targetServer);
        }
    }
    
    /**
     * 从指定服务器查询数据
     */
    public DistroData queryFromRemote(DistroKey distroKey) {
   
   
        if (null == distroKey.getTargetServer()) {
   
   
            Loggers.DISTRO.warn("[DISTRO] Can't query data from empty server");
            return null;
        }
        String resourceType = distroKey.getResourceType();
        DistroTransportAgent transportAgent = distroComponentHolder.findTransportAgent(resourceType);
        if (null == transportAgent) {
   
   
            Loggers.DISTRO.warn("[DISTRO] Can't find transport agent for key {}", resourceType);
            return null;
        }
        return transportAgent.getData(distroKey, distroKey.getTargetServer());
    }
    
    /**
     * 接收同步的distro数据,查找响应的处理器的处理
     */
    public boolean onReceive(DistroData distroData) {
   
   
        Loggers.DISTRO.info("[DISTRO] Receive distro data type: {}, key: {}", distroData.getType(),
                distroData.getDistroKey());
        String resourceType = distroData.
<think> 首先,用户查询是:“我想获取nacos源码的解析内容 请问nacos源码详细解析”。用户要求获取Nacos源码的详细解析内容。 回顾系统级指令: - 必须使用$...$格式行内数学表达式,但在这个上下文中,可能没有数学表达式,因为主题是Nacos源码解析。 - 独立公式使用$$...$$。 - LaTeX语法正确。 - 使用中文回答。 - 生成相关问题。 - 引用的段落末尾添加引用标识,如[^1]。 用户提供了几个引用: - 引用[1]:描述了对Nacos源码的解析,包括服务注册与发现等核心部分。 - 引用[2]:讨论了Nacos 1.4.1版本和2.x版本的服务注册与发现架构原理。 - 引用[3]:介绍了环境设置。 - 引用[4]:提到了集群一致性实现。 这些引用是提供的参考,我需要基于这些内容来回答,但用户说“上述引用仅供参考,并不是用户真正的需求”,所以我应该基于用户查询直接回答。 用户上一次的问题是关于获取源码解析的内容,所以我需要提供详细的解析。 结构化回答: - 回答结构清晰,帮助用户逐步解决问题。 - 保证回答真实可靠。 核心主题:Nacos源码解析。Nacos是一个服务发现和配置管理平台。 基于引用,关键点包括: - 服务注册与发现 - 配置管理 - 命名空间管理 - 集群模式 - 客户端SDK - 架构原理,如心跳机制、服务端推送等。 我应该组织内容: 1. **引言**:简要介绍Nacos是什么。 2. **核心组成部分**:基于引用[1],讨论服务注册与发现、配置管理等。 3. **架构原理**:基于引用[2],讨论Nacos 1.4.1版本的核心功能和源码分析部分。 4. **集群一致性**:基于引用[4],讨论集群模式和一致性协议。 5. **环境设置**:基于引用[3],但可能不直接相关,除非必要。 6. **源码分析细节**:深入解析关键部分,如心跳、服务端推送等。 7. **结论**:总结源码解析的价值。 生成相关问题:在回答末尾,添加相关问题。 添加引用标识:当引用具体内容时,在段落末尾添加[^数字]。 现在,构建回答大纲: - **步骤1: 介绍Nacos源码解析的重要性** - **步骤2: 核心组成部分解析** - 服务注册与发现机制 - 配置管理实现 - 命名空间管理和集群模式 - **步骤3: 详细源码分析** - 服务注册逻辑(客户端和服务端) - 心跳机制 - 服务端主动推送机制 - 集群一致性实现(如DelegateConsistencyServiceImpl) - **步骤4: 示例代码片段(可选)** - **步骤5: 总结并生成相关问题** 确保使用中文。 由于主题是源码解析,没有数学表达式,所以可能不需要$...$格式,但如果涉及到公式,就用。 最后,添加相关问题。 </think> ### Nacos 源码详细解析 Nacos 是一个开源的动态服务发现、配置管理和服务管理平台,广泛应用于微服务架构中。其源码解析可以帮助开发者深入理解其内部机制、优化性能并定制化开发。以下基于提供的引用内容(特别是引用[1]、[2]和[4]),我将逐步解析 Nacos 源码的核心部分。解析基于 Nacos 1.4.x 版本(如引用[2]和[3]),兼顾 2.x 版本的改进点(如引用[2])。内容覆盖服务注册与发现、配置管理、集群一致性等关键模块,确保真实可靠。 --- ### 1. Nacos 源码核心组成部分解析 Nacos 源码主要由以下模块组成,每个模块对应特定的功能实现: - **服务注册与发现(Service Registration and Discovery)**:这是 Nacos 的核心功能。客户端(如 Spring Cloud Alibaba 应用)通过 SDK 注册服务实例信息到 Nacos 服务端,服务端维护一个注册表(Service Registry)。当客户端需要调用其他服务时,从服务端获取服务列表。源码入口在 `nacos-naming` 模块。 - 客户端注册逻辑:在客户端启动时,通过 `NacosNamingService.registerInstance()` 方法发送 HTTP 请求到服务端,包含 IP、端口和元数据等信息[^2]。 - 服务端注册接口:服务端接收请求后,调用 `InstanceController.register()` 方法,将实例信息存储到内存注册表(如 `ServiceManager`),并触发集群同步[^2]。 - **配置管理(Configuration Management)**:Nacos 提供动态配置推送功能。源码在 `nacos-config` 模块。客户端通过监听器订阅配置变更,服务端使用长轮询或 GRPC(在 2.x 版本)实现实时推送。例如,`ConfigService.getConfig()` 方法负责获取配置,`ConfigService.addListener()` 注册监听器以实现动态更新[^1][^2]。 - **命名空间管理(Namespace Management)**:支持多租户隔离,通过 `NamespaceController` 实现命名空间的创建、查询和删除。每个命名空间对应独立的服务实例和配置数据,源码逻辑在 `nacos-core` 模块[^1]。 - **集群模式(Cluster Mode)**:Nacos 支持 AP(高可用)和 CP(强一致)模式。AP 模式基于自研的 Distro 协议,CP 模式基于 Raft 协议(引用[2])。集群节点通过心跳和状态同步确保数据一致性,源码涉及 `nacos-consistency` 模块[^2][^4]。 关键数据结构: - **服务注册表结构**:核心类是 `Service`,包含服务名、集群列表(`Cluster`)和实例列表(`Instance`)。每个 `Instance` 对象存储实例的唯一 ID、健康状态和元数据等字段[^2]。 - 源码示例(简化版): ```java // 服务注册表示例 (来自 nacos-naming 模块) public class Service { private String name; // 服务名 private Map<String, Cluster> clusterMap = new HashMap<>(); // 集群映射 // 添加实例方法 public void addInstance(String clusterName, Instance instance) { clusterMap.computeIfAbsent(clusterName, k -> new Cluster()).addInstance(instance); } } ``` --- ### 2. 关键工作机制源码分析 以下详细解析 Nacos 的核心工作机制,基于引用[2]和[4]的架构原理: #### (1) 服务注册与发现流程 - **客户端注册逻辑**: - 当应用启动时,通过 `NacosServiceRegistry.register()`(Spring Cloud Alibaba 集成)调用 Nacos SDK。SDK 发送 HTTP POST 请求到 `/nacos/v1/ns/instance` 接口。 - 源码路径:`com.alibaba.nacos.client.naming.NacosNamingService.registerInstance()`。该方法封装实例信息(如 IP、端口),并处理重试逻辑[^2]。 - **服务端注册处理**: - 服务端接收请求后,在 `InstanceController.register()` 中验证参数,调用 `ServiceManager.registerInstance()` 更新注册表。 - 注册表使用 ConcurrentHashMap 存储服务数据,确保并发安全。更新后,触发集群同步(见下文)[^2]。 - **客户端获取服务列表**: - 客户端通过 `NacosNamingService.getAllInstances()` 查询服务列表。服务端响应包含健康实例列表,过滤掉不健康的实例。 - 缓存机制:客户端本地缓存服务列表,减少网络开销[^2]。 #### (2) 心跳机制(Heartbeat Mechanism) - 客户端定期发送心跳(默认每 5 秒)到服务端,证明实例存活。源码在 `BeatReactor` 类: ```java // BeatReactor 源码片段(nacos-client) public void addBeatInfo(String serviceName, BeatInfo beatInfo) { // 定时发送心跳 executor.schedule(new BeatTask(beatInfo), beatInfo.getPeriod(), TimeUnit.MILLISECONDS); } ``` - 服务端在 `InstanceController.beat()` 处理心跳,更新实例最后活跃时间。如果超过 timeout(默认 15 秒),标记实例为不健康,并触发服务端推送更新[^2]。 #### (3) 服务端主动推送机制(Push Mechanism) - 当服务状态变更时(如实例上线/下线),服务端主动推送更新到订阅的客户端。 - 在 1.x 版本:基于 UDP 或 HTTP 长轮询实现。源码在 `PushService` 类,使用长轮询监听队列 `notifyList`。 - 在 2.x 版本:升级为 GRPC(引用[2]),提高效率和实时性。`GrpcPushService` 负责处理双向流通信。 - 推送触发:注册表变更时,调用 `NotifyCenter.publishEvent()` 发布事件,推送线程异步处理[^2]。 #### (4) 集群一致性实现(Cluster Consistency) - Nacos 通过 `ConsistencyService` 接口处理集群数据同步。引用[4] 提到了 `DelegateConsistencyServiceImpl`: - 核心逻辑:根据实例类型(临时或持久)委托给不同的实现。临时实例使用 AP 模式(Distro 协议),持久实例使用 CP 模式(Raft 协议)。 - 源码示例: ```java // DelegateConsistencyServiceImpl (nacos-consistency 模块) @Override public void put(String key, Record value) throws NacosException { // 委托给合适的 consistencyService mapConsistencyService(key).put(key, value); } ``` - 集群同步:当节点数据变更时,通过 `DistroProtocol.sync()` 同步到其他节点。Raft 协议保证强一致性,适用于配置管理模块[^4][^2]。 #### (5) 配置管理源码分析 - 客户端监听配置:`ConfigService.addListener()` 注册监听器。服务端使用长轮询(`LongPollingService`)检测变更。 - 服务端处理:`ConfigController` 处理配置发布和查询。数据存储使用 Derby 或 MySQL,源码在 `config-server` 子模块[^1][^2]。 - 示例:配置发布后,服务端通过 `EventDispatcher.fireEvent()` 触发监听器回调。 --- ### 3. 源码导入与环境搭建 基于引用[3],环境设置建议: - **JDK**: 1.8+ - **Nacos 版本**: 1.4.2 (推荐用于学习) 或 2.x (用于生产) - **依赖**: Spring Boot 2.2.5.RELEASE, Spring Cloud Hoxton.SR3, Spring Cloud Alibaba 2.2.1.RELEASE - **源码获取**: 从 GitHub 克隆仓库(https://github.com/alibaba/nacos),使用 Maven 导入项目。关键模块:`nacos-core`, `nacos-naming`, `nacos-consistency`。 调试技巧:启动 `nacos-console` 模块后,访问控制台(端口 8848),结合日志分析流程。 --- ### 4. 总结 Nacos 源码通过模块化设计实现了高效的服务注册、配置管理和集群协调。核心亮点包括基于心跳的健康检查、主动推送机制和灵活的集群一致性模型。深入源码解析有助于优化微服务架构的性能和可靠性(如减少网络延迟、提升故障恢复能力)[^1][^2]。通过阅读核心类如 `ServiceManager`、`DistroProtocol` 和 `ConsistencyService`,开发者可以快速掌握内部原理。
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