Nacos注册中心之概要设计

本文转载自微信公众号「捉虫大师」，册中作者捉虫大师。概设转载本文请联系捉虫大师公众号。册中

前言

在之前的概设文章中分析了Nacos配置中心，配置中心的册中核心是配置的创建、读取、概设推送。册中

注册中心的概设核心比配置中心多一个服务探活模块，他俩的册中相似度非常高，甚至阿里内部的概设注册中心就叫ConfigServer。

Nacos注册中心打算分成几个模块来分析，册中本文重点在于概要设计，概设基于2.0.0版本。册中

环境搭建

用Nacos的概设源码来搭建源码阅读和调试环境，可参考《Nacos配置中心模块详解》 Nacos调试环境搭建部分。册中

其中 JVM参数可以指定只启动Naming模块，也可以不指定，默认全都启动。

example模块下将NamingExample复制一份进行测试。

设计概要

服务发现模型

客户端视角的服务发现模型(注意：服务端视角的模型定义与客户端视角有区别)包含以下几点内容：

Service：服务 Cluster：集群 Instance：实例

代码注释：We introduce a service --> cluster --> instance model, in which service stores a list of clusters, which contains a list of instances

他们的关系如下

Service

name：服务名 protectThreshold：保护阈值，限制了实例被探活摘除的最大比例 appName：服务的应用名，源码下载暂无实际用处 groupName：分组名 metadata：元数据

Cluster

serviceName：所属服务名 name：集群名 healthChecker：服务探活配置，此处仅对服务端主动探活生效，有TCP、HTTP、MySQL、None几种方式，默认TCP defaultPort：默认端口 defaultCheckPort：默认探活端口 useIPPort4Check：是否使用port进行探活 metadata：元数据

Instance

instanceId：实例id，唯一标志，Nacos提供了simple和snowflake两种算法来生成，默认是simple，其生成方式为ip#port#clusterName#serviceName ip：实例ip port：实例port weight：实例权重 healthy：实例健康状态 clusterName：所属集群名 serviceName：所属服务名 metadata：元数据 enabled：是否接收请求，可用于临时禁用或摘流等场景 ephemeral：是否为临时实例，后文会介绍该参数 getInstanceHeartBeatInterval：获取实例心跳上报间隔时间，默认5秒，可配置 getInstanceHeartBeatTimeOut：获取心跳超时时间，15秒，配置 getIpDeleteTimeout：获取ip被删除的超时时间，默认30秒，可配置 getInstanceIdGenerator：获取id生成器

除了上述的三层模型外，Nacos注册中心和配置中心有着一样的namespace设计，与client绑定，可隔离环境，租户。

接口设计

registerInstance：注册实例 deregisterInstance：注销实例 getAllInstances：获取一个服务的所有实例(包括不健康) selectInstances：根据条件获取一个服务的实例 selectOneHealthyInstance：根据负载均衡策略获取服务的云服务器一个健康的实例 subscribe：订阅服务 unsubscribe：取消订阅服务 getServicesOfServer：根据条件分页获取所有服务

交互流程

Nacos 2.0 为ephemeral不同的实例提供了两套流程：

ephemeral=false，永久实例，与server端的交互采用http请求，server节点间数据同步采用了raft协议，健康检查采用了server端主动探活的机制 ephemeral=true，临时实例，与server端的交互采用grpc请求，server节点间数据同步采用了distro协议，健康检查采用了TCP连接的KeepAlive模式

临时实例的交互流程

client初始化，与server建立连接

只与其中一台server节点建立长连接

client 注册服务，将serviceName+ip+port+clusterName等数据打包发送grpc请求

同时客户端缓存已注册过的服务，当client与server连接断开重连时，client重新将这些数据注册到server端

server端接收到client的注册请求，将注册信息存入client对象(用于保存client的所有数据)中，并触发ClientChangedEvent、ClientRegisterServiceEvent、InstanceMetadataEvent ClientChangedEvent触发server节点之间的数据同步(distro协议) ClientRegisterServiceEvent触发更新publisherIndexes(保存service => clientId的Map InstanceMetadataEvent，处理元数据，Nacos在2.0中将元数据与基础数据拆分开，分为不同的处理流程 client订阅服务 根据serviceName、香港云服务器groupName、clusters信息生成key，创建eventListener，同时向server端发送订阅请求，并缓存订阅信息，用于连接断开重连后再次向server端发送信息 server端接收到client的订阅请求 将订阅信息打包为subscribers，并存入client对象中，触发ClientSubscribeServiceEvent事件 ClientSubscribeServiceEvent事件更新subscriberIndexes(保存service => clientId的Map ServiceSubscribedEvent事件会延时500ms向该client推送该服务的最新数据 反向的操作如注销、取消订阅与正向操作类似，不再赘述

最后

本文从总体上分析了Nacos 2.0的模型设计、接口设计以及交互流程，读完后对Nacos的服务发现有一个整体上的认识。后续篇幅会从细节入手，如dubbo Nacos扩展、一致性协议、探活、CMDB扩展等逐一进行分析。

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