Nacos、OpenFeign、Ribbon組件協(xié)調(diào)工作的原理

Nacos

如何進(jìn)行服務(wù)自動注冊？

Ribbon

OpenFeign

總結(jié)

前幾天有個大兄弟問了我一個問題，注冊中心要集成SpringCloud，想實現(xiàn)SpringCloud的負(fù)載均衡，需要實現(xiàn)哪些接口和規(guī)范。

既然這個兄弟問到我了，而我又剛好知道，這不得好好寫一篇文章來回答這個問題，雖然在后面的聊天中我已經(jīng)回答過了。

接下來本文就來探究一下Nacos、OpenFeign、Ribbon、loadbalancer等組件協(xié)調(diào)工作的原理，知道這些原理之后，就知道應(yīng)該需要是實現(xiàn)哪些接口了。

Nacos

先從Nacos講起。

Nacos是什么，官網(wǎng)中有這么一段話

這一段話說的直白點就是Nacos是一個注冊中心和配置中心！

在Nacos中有客戶端和服務(wù)端的這個概念

服務(wù)端需要單獨部署，用來保存服務(wù)實例數(shù)據(jù)的

客戶端就是用來跟服務(wù)端通信的SDK，支持不同語言

當(dāng)需要向Nacos服務(wù)端注冊或者獲取服務(wù)實例數(shù)據(jù)的時候，只需要通過Nacos提供的客戶端SDK就可以了，就像下面這樣：

引入依賴

com.alibaba.nacos
nacos-client
1.4.4

示例代碼

Propertiesproperties=newProperties();
properties.setProperty("serverAddr","localhost");
properties.setProperty("namespace","8848");

NamingServicenaming=NamingFactory.createNamingService(properties);

//服務(wù)注冊，注冊一個order服務(wù)，order服務(wù)的ip是192.168.2.100，端口8080
naming.registerInstance("order","192.168.2.100",8080);

//服務(wù)發(fā)現(xiàn)，獲取所有的order服務(wù)實例
ListinstanceList=naming.selectInstances("order",true);

當(dāng)服務(wù)注冊到Nacos服務(wù)端的時候，在服務(wù)端內(nèi)部會有一個集合去存儲服務(wù)的信息

這個集合在注冊中心界中有個響亮的名字，服務(wù)注冊表 。

如何進(jìn)行服務(wù)自動注冊？

用過SpringCloud的小伙伴肯定知道，在項目啟動的時候服務(wù)能夠自動注冊到服務(wù)注冊中心，并不需要手動寫上面那段代碼，那么服務(wù)自動注冊是如何實現(xiàn)的呢？

服務(wù)自動注冊三板斧

SpringCloud本身提供了一套服務(wù)自動注冊的機(jī)制，或者說是約束，其實就是三個接口，只要注冊中心實現(xiàn)這些接口，就能夠在服務(wù)啟動時自動注冊到注冊中心，而這三個接口我稱為服務(wù)自動注冊三板斧。

服務(wù)實例數(shù)據(jù)封裝--Registration

Registration是SpringCloud提供的一個接口，繼承了ServiceInstance接口

Registration ServiceInstance

從ServiceInstance的接口定義可以看出，這是一個服務(wù)實例數(shù)據(jù)的封裝，比如這個服務(wù)的ip是多少，端口號是多少。

所以Registration就是當(dāng)前服務(wù)實例數(shù)據(jù)封裝，封裝了當(dāng)前服務(wù)的所在的機(jī)器ip和端口號等信息。

Nacos既然要整合SpringCloud，自然而然也實現(xiàn)了這個接口

NacosRegistration

這樣當(dāng)前服務(wù)需要被注冊到注冊中心的信息就封裝好了。

服務(wù)注冊--ServiceRegistry

ServiceRegistry也是個接口，泛型就是上面提到的服務(wù)實例數(shù)據(jù)封裝的接口

ServiceRegistry

這個接口的作用就是把上面封裝的當(dāng)前服務(wù)的數(shù)據(jù)Registration注冊通過register方法注冊到注冊中心中。

Nacos也實現(xiàn)了這個接口。

NacosServiceRegistry

并且核心的注冊方法的實現(xiàn)代碼跟前面的demo幾乎一樣

服務(wù)自動注冊--AutoServiceRegistration

AutoServiceRegistration

AutoServiceRegistration是一個標(biāo)記接口，所以本身沒有實際的意義，僅僅代表了自動注冊的意思。

AutoServiceRegistration有個抽象實現(xiàn)AbstractAutoServiceRegistration

AbstractAutoServiceRegistration是個抽象類

AbstractAutoServiceRegistration實現(xiàn)了ApplicationListener，監(jiān)聽了WebServerInitializedEvent事件。

WebServerInitializedEvent這個事件是SpringBoot在項目啟動時，當(dāng)諸如tomcat這類Web服務(wù)啟動之后就會發(fā)布，注意，只有在Web環(huán)境才會發(fā)布這個事件。

ServletWebServerInitializedEvent繼承自WebServerInitializedEvent。

所以一旦當(dāng)SpringBoot項目啟動，tomcat等web服務(wù)器啟動成功之后，就會觸發(fā)AbstractAutoServiceRegistration監(jiān)聽器的執(zhí)行。

最終就會調(diào)用ServiceRegistry注冊Registration，實現(xiàn)服務(wù)自動注冊

Nacos自然而然也繼承了AbstractAutoServiceRegistration

NacosAutoServiceRegistration

對于Nacos而言，就將當(dāng)前的服務(wù)注冊的ip和端口等信息，就注冊到了Nacos服務(wù)注冊中心。

所以整個注冊流程就可以用這么一張圖概括

當(dāng)然，不僅僅是Nacos是這么實現(xiàn)的，常見的比如Eureka、Zookeeper等注冊中心在整合SpringCloud都是實現(xiàn)上面的三板斧。

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Ribbon

講完了SpringCloud環(huán)境底下是如何自動注冊服務(wù)到注冊中心的，下面來講一講Ribbon。

我們都知道，Ribbon是負(fù)載均衡組件，他的作用就是從眾多的服務(wù)實例中根據(jù)一定的算法選擇一個服務(wù)實例。

但是有個疑問，服務(wù)實例的數(shù)據(jù)都在注冊中心，Ribbon是怎么知道的呢？？？

答案其實很簡單，那就是需要注冊中心去主動適配 Ribbon，只要注冊中心去適配了Ribbon，那么Ribbon自然而然就知道服務(wù)實例的數(shù)據(jù)了。

Ribbon提供了一個獲取服務(wù)實例的接口，叫ServerList

ServerList

接口中提供了兩個方法，這兩個方法在眾多的實現(xiàn)中實際是一樣的，并沒有區(qū)別。

當(dāng)Ribbon通過ServerList獲取到服務(wù)實例數(shù)據(jù)之后，會基于這些數(shù)據(jù)來做負(fù)載均衡的。

Nacos自然而然也實現(xiàn)了ServerList接口，為Ribbon提供Nacos注冊中心中的服務(wù)數(shù)據(jù)。

NacosServerList

這樣，Ribbon就能獲取到了Nacos服務(wù)注冊中心的數(shù)據(jù)。

同樣地，除了Nacos之外，Eureka、Zookeeper等注冊中心也都實現(xiàn)了這個接口。

到這，其實就明白了Ribbon是如何知道注冊中心的數(shù)據(jù)了，需要注冊中心來適配。

在這里插個個人的看法，其實我覺得Ribbon在適配SpringCloud時對獲取服務(wù)實例這塊支持封裝的不太好。

因為SpringCloud本身就是一套約束、規(guī)范，只要遵守這套規(guī)范，那么就可以實現(xiàn)各個組件的替換，這就是為什么換個注冊中心只需要換個依賴，改個配置文件就行。

而Ribbon本身是一個具體的負(fù)載均衡組件，注冊中心要想整合SpringCloud，還得需要單獨去適配Ribbon，有點違背了SpringCloud約束的意義。

就類似mybatis一樣，mybatis依靠jdbc，但是mybatis根本不關(guān)心哪個數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)的jdbc。

真正好的做法是Ribbon去適配SpringCloud時，用SpringCloud提供的api去獲取服務(wù)實例，這樣不同的注冊中心只需要適配這個api，無需單獨適配Ribbon了。

而SpringCloud實際上是提供了這么一個獲取服務(wù)實例的api，DiscoveryClient

DiscoveryClient

通過DiscoveryClient就能夠獲取到服務(wù)實例，當(dāng)然也是需要不同注冊中心的適配。

隨著Ribbon等組件停止維護(hù)之后，SpringCloud官方自己也搞了一個負(fù)載均衡組件loadbalancer，用來平替Ribbon。

org.springframework.cloud
spring-cloud-starter-loadbalancer
2.2.5.RELEASE

這個組件底層在獲取服務(wù)實例的時候，就是使用的DiscoveryClient。

所以對于loadbalancer這個負(fù)載均衡組價來說，注冊中心只需要實現(xiàn)DiscoveryClient之后就自然而然適配了loadbalancer。

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OpenFeign

OpenFeign是一個rpc框架，當(dāng)我們需要調(diào)用遠(yuǎn)程服務(wù)的時候，只需要聲明個接口就可以遠(yuǎn)程調(diào)用了，就像下面這樣

聽上去很神奇，其實本質(zhì)上就是后面會為接口創(chuàng)建一個動態(tài)代理對象，解析類上，方法上的注解。

當(dāng)調(diào)用方法的時候，會根據(jù)方法上面的參數(shù)拼接一個http請求地址，這個地址的格式是這樣的http://服務(wù)名/接口路徑。

比如，上面的例子，當(dāng)調(diào)用saveOrder方法的時候，按照這種規(guī)律拼出的地址就是這樣的 http://order/order，第一個order是服務(wù)名，第二個order是PostMapping注解上面的。

但是由于只知道需要調(diào)用服務(wù)的服務(wù)名，不知道服務(wù)的ip和端口，還是無法調(diào)用遠(yuǎn)程服務(wù)，這咋辦呢？

這時就輪到Ribbon登場了，因為Ribbon這個大兄弟知道服務(wù)實例的數(shù)據(jù)。

于是乎，OpenFeign就對Ribbon說，兄弟，你不是可以從注冊中心獲取到order服務(wù)所有服務(wù)實例數(shù)據(jù)么，幫我從這些服務(wù)實例數(shù)據(jù)中找一個給我。

于是Ribbon就會從注冊中心獲取到的服務(wù)實例中根據(jù)負(fù)載均衡策略選擇一個服務(wù)實例返回給OpenFeign。

OpenFeign拿到了服務(wù)實例，此時就獲取到了服務(wù)所在的ip和端口，接下來就會重新構(gòu)建請求路徑，將路徑中的服務(wù)名替換成ip和端口，代碼如下

reconstructURIWithServer

Server就是服務(wù)實例信息的封裝

orignal就是原始的url，就是上面提到的，http://order/order

假設(shè)獲取到的orde服務(wù)所在的ip和端口分別是192.168.2.100和8080，最終重構(gòu)后的路徑就是http://192.168.2.100:8080/order，之后OpenFeign就可以發(fā)送http請求了。

至于前面提到的loadbalancer，其實也是一樣的，他也會根據(jù)負(fù)載均衡算法，從DiscoveryClient獲取到的服務(wù)實例中選擇一個服務(wù)實例給OpenFeign，后面也會根據(jù)服務(wù)實例重構(gòu)url，再發(fā)送http請求。

loadbalancer組件重構(gòu)url代碼

總結(jié)

到這，就把Nacos、OpenFeign、Ribbon、loadbalancer等組件協(xié)調(diào)工作的原理講完了，其實就是各個組件會預(yù)留一些擴(kuò)展接口，這也是很多開源框架都會干的事，當(dāng)?shù)谌娇蚣苋ミm配的，只要實現(xiàn)這些接口就可以了。

最后畫一張圖來總結(jié)一下上述組價的工作的原理。