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(dòng)注冊(cè)？

Ribbon

OpenFeign

總結(jié)

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

既然這個(gè)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(gè)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(shí)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(diǎn)就是Nacos是一個(gè)注冊(cè)中心和配置中心！

在Nacos中有客戶端和服務(wù)端的這個(gè)概念

服務(wù)端需要單獨(dú)部署，用來保存服務(wù)實(shí)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(cè)或者獲取服務(wù)實(shí)例數(shù)據(jù)的時(shí)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(cè)，注冊(cè)一個(gè)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(shí)例
ListinstanceList=naming.selectInstances("order",true);

當(dāng)服務(wù)注冊(cè)到Nacos服務(wù)端的時(shí)候，在服務(wù)端內(nèi)部會(huì)有一個(gè)集合去存儲(chǔ)服務(wù)的信息

這個(gè)集合在注冊(cè)中心界中有個(gè)響亮的名字，服務(wù)注冊(cè)表 。

如何進(jìn)行服務(wù)自動(dòng)注冊(cè)？

用過SpringCloud的小伙伴肯定知道，在項(xiàng)目啟動(dòng)的時(shí)候服務(wù)能夠自動(dòng)注冊(cè)到服務(wù)注冊(cè)中心，并不需要手動(dòng)寫上面那段代碼，那么服務(wù)自動(dòng)注冊(cè)是如何實(shí)現(xiàn)的呢？

服務(wù)自動(dòng)注冊(cè)三板斧

SpringCloud本身提供了一套服務(wù)自動(dòng)注冊(cè)的機(jī)制，或者說是約束，其實(shí)就是三個(gè)接口，只要注冊(cè)中心實(shí)現(xiàn)這些接口，就能夠在服務(wù)啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)注冊(cè)到注冊(cè)中心，而這三個(gè)接口我稱為服務(wù)自動(dòng)注冊(cè)三板斧。

服務(wù)實(shí)例數(shù)據(jù)封裝--Registration

Registration是SpringCloud提供的一個(gè)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(gè)服務(wù)實(shí)例數(shù)據(jù)的封裝，比如這個(gè)服務(wù)的ip是多少，端口號(hào)是多少。

所以Registration就是當(dāng)前服務(wù)實(shí)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(hào)等信息。

Nacos既然要整合SpringCloud，自然而然也實(shí)現(xiàn)了這個(gè)接口

NacosRegistration

這樣當(dāng)前服務(wù)需要被注冊(cè)到注冊(cè)中心的信息就封裝好了。

服務(wù)注冊(cè)--ServiceRegistry

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

ServiceRegistry

這個(gè)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(cè)通過register方法注冊(cè)到注冊(cè)中心中。

Nacos也實(shí)現(xiàn)了這個(gè)接口。

NacosServiceRegistry

并且核心的注冊(cè)方法的實(shí)現(xiàn)代碼跟前面的demo幾乎一樣

服務(wù)自動(dòng)注冊(cè)--AutoServiceRegistration

AutoServiceRegistration

AutoServiceRegistration是一個(gè)標(biāo)記接口，所以本身沒有實(shí)際的意義，僅僅代表了自動(dòng)注冊(cè)的意思。

AutoServiceRegistration有個(gè)抽象實(shí)現(xiàn)AbstractAutoServiceRegistration

AbstractAutoServiceRegistration是個(gè)抽象類

AbstractAutoServiceRegistration實(shí)現(xiàn)了ApplicationListener，監(jiān)聽了WebServerInitializedEvent事件。

WebServerInitializedEvent這個(gè)事件是SpringBoot在項(xiàng)目啟動(dòng)時(shí)，當(dāng)諸如tomcat這類Web服務(wù)啟動(dòng)之后就會(huì)發(fā)布，注意，只有在Web環(huán)境才會(huì)發(fā)布這個(gè)事件。

ServletWebServerInitializedEvent繼承自WebServerInitializedEvent。

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

最終就會(huì)調(diào)用ServiceRegistry注冊(cè)Registration，實(shí)現(xiàn)服務(wù)自動(dòng)注冊(cè)

Nacos自然而然也繼承了AbstractAutoServiceRegistration

NacosAutoServiceRegistration

對(duì)于Nacos而言，就將當(dāng)前的服務(wù)注冊(cè)的ip和端口等信息，就注冊(cè)到了Nacos服務(wù)注冊(cè)中心。

所以整個(gè)注冊(cè)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(shí)現(xiàn)的，常見的比如Eureka、Zookeeper等注冊(cè)中心在整合SpringCloud都是實(shí)現(xiàn)上面的三板斧。

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項(xiàng)目地址：https://github.com/YunaiV/ruoyi-vue-pro

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Ribbon

講完了SpringCloud環(huán)境底下是如何自動(dòng)注冊(cè)服務(wù)到注冊(cè)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(shí)例中根據(jù)一定的算法選擇一個(gè)服務(wù)實(shí)例。

但是有個(gè)疑問，服務(wù)實(shí)例的數(shù)據(jù)都在注冊(cè)中心，Ribbon是怎么知道的呢？？？

答案其實(shí)很簡(jiǎn)單，那就是需要注冊(cè)中心去主動(dòng)適配 Ribbon，只要注冊(cè)中心去適配了Ribbon，那么Ribbon自然而然就知道服務(wù)實(shí)例的數(shù)據(jù)了。

Ribbon提供了一個(gè)獲取服務(wù)實(shí)例的接口，叫ServerList

ServerList

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

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

Nacos自然而然也實(shí)現(xiàn)了ServerList接口，為Ribbon提供Nacos注冊(cè)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(cè)中心的數(shù)據(jù)。

同樣地，除了Nacos之外，Eureka、Zookeeper等注冊(cè)中心也都實(shí)現(xiàn)了這個(gè)接口。

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

在這里插個(gè)個(gè)人的看法，其實(shí)我覺得Ribbon在適配SpringCloud時(shí)對(duì)獲取服務(wù)實(shí)例這塊支持封裝的不太好。

因?yàn)镾pringCloud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(shí)現(xiàn)各個(gè)組件的替換，這就是為什么換個(gè)注冊(cè)中心只需要換個(gè)依賴，改個(gè)配置文件就行。

而Ribbon本身是一個(gè)具體的負(fù)載均衡組件，注冊(cè)中心要想整合SpringCloud，還得需要單獨(dú)去適配Ribbon，有點(diǎn)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(gè)數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)的jdbc。

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

而SpringCloud實(shí)際上是提供了這么一個(gè)獲取服務(wù)實(shí)例的api，DiscoveryClient

DiscoveryClient

通過DiscoveryClient就能夠獲取到服務(wù)實(shí)例，當(dāng)然也是需要不同注冊(cè)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(gè)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(gè)組件底層在獲取服務(wù)實(shí)例的時(shí)候，就是使用的DiscoveryClient。

所以對(duì)于loadbalancer這個(gè)負(fù)載均衡組價(jià)來說，注冊(cè)中心只需要實(shí)現(xiàn)DiscoveryClient之后就自然而然適配了loadbalancer。

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項(xiàng)目地址：https://github.com/YunaiV/yudao-cloud

視頻教程：https://doc.iocoder.cn/video/

OpenFeign

OpenFeign是一個(gè)rpc框架，當(dāng)我們需要調(diào)用遠(yuǎn)程服務(wù)的時(shí)候，只需要聲明個(gè)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(shí)本質(zhì)上就是后面會(huì)為接口創(chuàng)建一個(gè)動(dòng)態(tài)代理對(duì)象，解析類上，方法上的注解。

當(dāng)調(diào)用方法的時(shí)候，會(huì)根據(jù)方法上面的參數(shù)拼接一個(gè)http請(qǐng)求地址，這個(gè)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(shí)候，按照這種規(guī)律拼出的地址就是這樣的 http://order/order，第一個(gè)order是服務(wù)名，第二個(gè)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(shí)就輪到Ribbon登場(chǎng)了，因?yàn)镽ibbon這個(gè)大兄弟知道服務(wù)實(shí)例的數(shù)據(jù)。

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

于是Ribbon就會(huì)從注冊(cè)中心獲取到的服務(wù)實(shí)例中根據(jù)負(fù)載均衡策略選擇一個(gè)服務(wù)實(shí)例返回給OpenFeign。

OpenFeign拿到了服務(wù)實(shí)例，此時(shí)就獲取到了服務(wù)所在的ip和端口，接下來就會(huì)重新構(gòu)建請(qǐng)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(shí)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(qǐng)求了。

至于前面提到的loadbalancer，其實(shí)也是一樣的，他也會(huì)根據(jù)負(fù)載均衡算法，從DiscoveryClient獲取到的服務(wù)實(shí)例中選擇一個(gè)服務(wù)實(shí)例給OpenFeign，后面也會(huì)根據(jù)服務(wù)實(shí)例重構(gòu)url，再發(fā)送http請(qǐng)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(shí)就是各個(gè)組件會(huì)預(yù)留一些擴(kuò)展接口，這也是很多開源框架都會(huì)干的事，當(dāng)?shù)谌娇蚣苋ミm配的，只要實(shí)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(jià)的工作的原理。