Nacos源码阅读
AI码师 人气:0为什么我会经常阅读源码呢，因为阅读源码能让你更加接近大佬，哈哈，这是我瞎扯的。
这篇文章将会带大家阅读Nacos源码 以及 教大家阅读源码的技巧，我们正式开始吧！
先给大家献上一张我梳理的高清源码图，方便大家对nacos的源码有一个整体上的认识。
有了这张图，我们就很容易去看nacos源码了。
如何找切入点
首先我们得要找一个切入点进入到nacos源码中，那么就从nacos依赖入手
<dependency>
<groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>进入这个依赖文件，会发现它又依赖了一个组件：
<dependency>
<groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>进入依赖之后，我们发现它长这样：
从这张图中，我们发现了一个熟悉的配置文件spring.factories，这是sringboot自动装配的必备文件
org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\ com.alibaba.cloud.nacos.discovery.NacosDiscoveryAutoConfiguration,\ com.alibaba.cloud.nacos.ribbon.RibbonNacosAutoConfiguration,\ com.alibaba.cloud.nacos.endpoint.NacosDiscoveryEndpointAutoConfiguration,\ com.alibaba.cloud.nacos.registry.NacosServiceRegistryAutoConfiguration,\ com.alibaba.cloud.nacos.discovery.NacosDiscoveryClientConfiguration,\ com.alibaba.cloud.nacos.discovery.reactive.NacosReactiveDiscoveryClientConfiguration,\ com.alibaba.cloud.nacos.discovery.configclient.NacosConfigServerAutoConfiguration org.springframework.cloud.bootstrap.BootstrapConfiguration=\ com.alibaba.cloud.nacos.discovery.configclient.NacosDiscoveryClientConfigServiceBootstrapConfiguration
因为这张主要说的是服务注册源码，所以我们可以只用关注(NacosServiceRegistryAutoConfiguration)自动装配文件
public class NacosServiceRegistryAutoConfiguration {
@Bean
public NacosServiceRegistry nacosServiceRegistry(
NacosDiscoveryProperties nacosDiscoveryProperties) {
return new NacosServiceRegistry(nacosDiscoveryProperties);
}
@ConditionalOnBean(AutoServiceRegistrationProperties.class)
public NacosRegistration nacosRegistration(
NacosDiscoveryProperties nacosDiscoveryProperties,
ApplicationContext context) {
return new NacosRegistration(nacosDiscoveryProperties, context);
public NacosAutoServiceRegistration nacosAutoServiceRegistration(
NacosServiceRegistry registry,
AutoServiceRegistrationProperties autoServiceRegistrationProperties,
NacosRegistration registration) {
return new NacosAutoServiceRegistration(registry,
autoServiceRegistrationProperties, registration);
}
我们看到的是三个bean注入，这里给大家介绍一个看源码的小技巧：自动装配的文件中申明的bean类，我们只需要看带有auto的bean，这个往往是入口;NacosAutoServiceRegistration 带有auto，我们点进去看看里面都有什么：
@Override
protected void register() {
if (!this.registration.getNacosDiscoveryProperties().isRegisterEnabled()) {
log.debug("Registration disabled.");
return;
}
if (this.registration.getPort() < 0) {
this.registration.setPort(getPort().get());
}
super.register();
}
里面有一个register()方法，我在这里打个断点，因为我猜测这个就是注册的入口，我现在使用debug模式，启动一个服务，看它会不会调用这个方法：
客户端注册
这里贴上我debug后，进入register方法的调用链截图
看到这个调用链，看到一个onApplicationEvent的回调方法，找到这个方法所在的类AbstractAutoServiceRegistration
这个类继承了ApplicationListener这个多播器监听器，spring启动之后，会发布多播器事件，然后回调实现多播器组件的onApplicationEvent方法，我们从这个方法开始分析：
public void onApplicationEvent(WebServerInitializedEvent event) {
bind(event); // 绑定端口，并启动
}
@Deprecated
public void bind(WebServerInitializedEvent event) {
// 设置端口
this.port.compareAndSet(0, event.getWebServer().getPort());
// 启动客户端注册组件
this.start();
}
public void start() {
// 省略分支代码
// 调用注册
register()；
}
因为springcloud提供了多种注册中心扩展，但是我们这里只引用了nacos注册中心，所以这里直接调用的是NacosServiceRegistry的register方法：
public void register(Registration registration) {
// 省略分支代码
// 获取服务id
String serviceId = registration.getServiceId();
// 获取组配置
String group = nacosDiscoveryProperties.getGroup();
// 封装服务实例
Instance instance = getNacosInstanceFromRegistration(registration);
// 调用 命名服务的 registerInstance方法 注册实例
namingService.registerInstance(serviceId, group, instance);
}
进入到registerInstance方法
public void registerInstance(String serviceName, String groupName, Instance instance) throws NacosException {
if (instance.isEphemeral()) {
// 省略分支代码
// 与服务端建立心跳，默认每隔5秒定时发送新跳包
this.beatReactor.addBeatInfo(NamingUtils.getGroupedName(serviceName, groupName), beatInfo);
}
// 通过http方式向服务端发送注册请求
this.serverProxy.registerService(NamingUtils.getGroupedName(serviceName, groupName), groupName, instance);
}
serverproxy通过调用对http进行封装的reapi方法，向服务端接口("/nacos/v1/ns/instance")发送请求，
public void registerService(String serviceName, String groupName, Instance instance) throws NacosException {
LogUtils.NAMING_LOGGER.info("[REGISTER-SERVICE] {} registering service {} with instance: {}", new Object[]{this.namespaceId, serviceName, instance});
Map<String, String> params = new HashMap(9);
params.put("namespaceId", this.namespaceId);
params.put("serviceName", serviceName);
params.put("groupName", groupName);
params.put("clusterName", instance.getClusterName());
params.put("ip", instance.getIp());
params.put("port", String.valueOf(instance.getPort()));
params.put("weight", String.valueOf(instance.getWeight()));
params.put("enable", String.valueOf(instance.isEnabled()));
params.put("healthy", String.valueOf(instance.isHealthy()));
params.put("ephemeral", String.valueOf(instance.isEphemeral()));
params.put("metadata", JSON.toJSONString(instance.getMetadata()));
this.reqAPI(UtilAndComs.NACOS_URL_INSTANCE, params, (String)"POST");
}
我们知道nacos经常是以集群形式部署的，那客户端是如何选择其中一个节点发送呢，肯定得实现负载均衡的逻辑，我们点击reqAPI，看它是如何实现的
if (servers != null && !servers.isEmpty()) {
Random random = new Random(System.currentTimeMillis());
// 随机获取一个索引，servers保存的是所有nacos节点地址
int index = random.nextInt(servers.size());
// 遍历所有节点，根据index值，从servers中找到对应位置的server，进行请求调用，如果调用成功则返回，否则依次往后遍历，直到请求成功
for(int i = 0; i < servers.size(); ++i) {
String server = (String)servers.get(index);
try {
return this.callServer(api, params, server, method);
} catch (NacosException var11) {
exception = var11;
LogUtils.NAMING_LOGGER.error("request {} failed.", server, var11);
} catch (Exception var12) {
exception = var12;
LogUtils.NAMING_LOGGER.error("request {} failed.", server, var12);
}
// index+1 然后取模 是保证index不会越界
index = (index + 1) % servers.size();
}
throw new IllegalStateException("failed to req API:" + api + " after all servers(" + servers + ") tried: " + ((Exception)exception).getMessage());
}
到这里，客户端注册的代码已经分析完了，不过这还不是本篇的结束，我们还得继续分析服务端是如何处理客户端发送过来的注册请求：
服务端处理客户端注册请求
如果需要查看服务端源码的话，则需要将nacos源码下下来 下载地址
我们从服务注册api接口地址（/nacos/v1/ns/instance），可以找到对应的controller为（com.alibaba.nacos.naming.controllers.InstanceController）
因为注册实例发送的是post请求，所以直接找被postmapping注解的register方法
@CanDistro
@PostMapping
public String register(HttpServletRequest request) throws Exception {
// 获取服务名
String serviceName = WebUtils.required(request, CommonParams.SERVICE_NAME);
// 获取命名空间id
String namespaceId = WebUtils.optional(request, CommonParams.NAMESPACE_ID, Constants.DEFAULT_NAMESPACE_ID);
// 注册实例
serviceManager.registerInstance(namespaceId, serviceName, parseInstance(request));
return "ok";
}
我们点击进入到registerInstance方法：
public void registerInstance(String namespaceId, String serviceName, Instance instance) throws NacosException {
createEmptyService(namespaceId, serviceName, instance.isEphemeral());
Service service = getService(namespaceId, serviceName);
if (service == null) {
throw new NacosException(NacosException.INVALID_PARAM,
"service not found, namespace: " + namespaceId + ", service: " + serviceName);
}
// 执行添加实例的操作
addInstance(namespaceId, serviceName, instance.isEphemeral(), instance);
}
分析
在nacos中，注册实例后，还需要将注册信息同步到其他节点，所有在nacos中存在两种同步模式AP和CP，ap和cp主要体现在集群中如何同步注册信息到其它集群节点的实现方式上；
nacos通过ephemeral 字段值来决定是使用ap方式同步还是cp方式同步，默认使用的的ap方式同步注册信息。com.alibaba.nacos.naming.core.ServiceManager.addInstance()
public void addInstance(String namespaceId, String serviceName, boolean ephemeral, Instance... ips) throws NacosException {
// 生成服务的key
String key = KeyBuilder.buildInstanceListKey(namespaceId, serviceName, ephemeral);
// 获取服务
Service service = getService(namespaceId, serviceName);
// 使用同步锁处理
synchronized (service) {
List<Instance> instanceList = addIpAddresses(service, ephemeral, ips);
Instances instances = new Instances();
instances.setInstanceList(instanceList);
// 调用consistencyService.put 处理同步过来的服务
consistencyService.put(key, instances);
}
}
我们在进入到consistencyService.put方法中
点击put方法时，会看到有三个实现类，根据上下文(或者debug方式)，可以推断出这里引用的是DelegateConsistencyServiceImpl实现类
@Override
public void put(String key, Record value) throws NacosException {
// 进入到这个put方法后，就可以知道应该使用ap方式同步还是cp方式同步
mapConsistencyService(key).put(key, value);
}
从下面的方法中 可以判断通过key来判断使用ap还是cp来同步注册信息，其中key是由ephemeral字段组成；
private ConsistencyService mapConsistencyService(String key) {
return KeyBuilder.matchEphemeralKey(key) ? ephemeralConsistencyService : persistentConsistencyService;
}
AP 方式同步的流程（ephemeralConsistencyService） 本地服务器处理注册信息&将注册信息同步到其它节点
@Override
public void put(String key, Record value) throws NacosException {
// 处理本地注册列表
onPut(key, value);
// 添加阻塞任务，同步信息到其他集群节点
taskDispatcher.addTask(key);
}
处理本地注册节点
nacos将key做为一个task，添加到notifer中阻塞队列tasks中，并且使用单线程执行，其中notifer是初始化的时候，作为一个线程被放到线程池中（线程池只设置了一个核心线程）；
这里有一个点需要告诉大家：在大多数分布式框架，都会采用单线程的阻塞队列来处理耗时的任务，一方面解决并发问题，另一方面能够解决并发带来的写写冲突问题。
线程中的主要处理逻辑就是，循环读取阻塞队列中的内容，然后处理注册信息，更新到内存注册列表中。
同步注册信息到其他集群节点
nacos同样也是把注册key作为一个task存放到 TaskDispatcher 中的taskShedule阻塞队列中，然后开启线程循环读取阻塞队列:
@Override
public void run() {
List<String> keys = new ArrayList<>();
while (true) {
String key = queue.poll(partitionConfig.getTaskDispatchPeriod(),
TimeUnit.MILLISECONDS);
// 省略判断代码
// 添加同步的key
keys.add(key);
// 计数
dataSize++;
// 判断同步的key大小是否等于 批量同步设置的限量 或者 判断据上次同步时间 是否大于 配置的间隔周期，如果满足任意一个，则开始同步
if (dataSize == partitionConfig.getBatchSyncKeyCount() ||
(System.currentTimeMillis() - lastDispatchTime) > partitionConfig.getTaskDispatchPeriod()) {
// 遍历所有集群节点，直接调用http进行同步
for (Server member : dataSyncer.getServers()) {
if (NetUtils.localServer().equals(member.getKey())) {
continue;
}
SyncTask syncTask = new SyncTask();
syncTask.setKeys(keys);
syncTask.setTargetServer(member.getKey());
if (Loggers.DISTRO.isDebugEnabled() && StringUtils.isNotBlank(key)) {
Loggers.DISTRO.debug("add sync task: {}", JSON.toJSONString(syncTask));
}
dataSyncer.submit(syncTask, 0);
}
// 记录本次同步时间
lastDispatchTime = System.currentTimeMillis();
// 计数清零
dataSize = 0;
}
}
}
}
使用ap方式作同步的过程很简单，但是这里面有两种设计思路来解决单个key同步的问题：
如果有新的key推送上来，nacos就发起一次同步，这会造成网络资源浪费，因为每次同步的就只有一个key或者几个key；
同步少量的key解决方案: 只有积累到指定数量的key，才发起批量同步距离上次同步时间超过配置的限制时间，则忽略key数量，直接发起同步 CP 方式同步的流程（RaftConsistencyServiceImpl）
cp模式追求的是数据一致性，为了数据一致性，那么肯定得选出一个leader，由leader首先同步，然后再由leader通知follower前来获取最新的注册节点(或者主动推送给follower)
nacos使用raft协议来进行选举leader，来实现cp模式。
同样进入到 RaftConsistencyServiceImpl的put方法
@Override
public void put(String key, Record value) throws NacosException {
try {
raftCore.signalPublish(key, value);
} catch (Exception e) {
Loggers.RAFT.error("Raft put failed.", e);
throw new NacosException(NacosException.SERVER_ERROR, "Raft put failed, key:" + key + ", value:" + value, e);
}
}
进入到raftCore.signalPublish方法中，我提取几个关键的代码
// 首先判断当前nacos节点是否是leader，如果不是leader，则获取leader节点的ip，然后将请求转发到leader处理，否则往下走
if (!isLeader()) {
JSONObject params = new JSONObject();
params.put("key", key);
params.put("value", value);
Map<String, String> parameters = new HashMap<>(1);
parameters.put("key", key);
raftProxy.proxyPostLarge(getLeader().ip, API_PUB, params.toJSONString(), parameters);
return;
}
同样采用同样队列的方式，去处理本地注册列表
onPublish(datum, peers.local());
public void onPublish(Datum datum, RaftPeer source) throws Exception {
// 添加同步key任务到阻塞队列中
notifier.addTask(datum.key, ApplyAction.CHANGE);
Loggers.RAFT.info("data added/updated, key={}, term={}", datum.key, local.term);
}
遍历所有集群节点，发送http同步请求
for (final String server : peers.allServersIncludeMyself()) {
// 如果是leader，则不进行同步
if (isLeader(server)) {
latch.countDown();
continue;
}
// 组装url 发送同步请求到其它集群节点
final String url = buildURL(server, API_ON_PUB);
HttpClient.asyncHttpPostLarge(url, Arrays.asList("key=" + key), content, new AsyncCompletionHandler<Integer>() {
@Override
public Integer onCompleted(Response response) throws Exception {
if (response.getStatusCode() != HttpURLConnection.HTTP_OK) {
Loggers.RAFT.warn("[RAFT] failed to publish data to peer, datumId={}, peer={}, http code={}",
datum.key, server, response.getStatusCode());
return 1;
}
latch.countDown();
return 0;
}
@Override
public STATE onContentWriteCompleted() {
return STATE.CONTINUE;
}
});
}
到此，nacos服务注册及服务实例同步的主干源码已经分析完了。
总结
对于刚开始接触nacos源码的同学，可以先把头上的图多看几遍，然后对照着源码找到对应的位置 ，最后结合图再结合本文，整体连贯的看下来，相信会有很大收获的；虽然阅读源码的过程很痛苦，但是你只要坚持下来了，掌握到了阅读源码的技巧，你就会发现再难的源码，你都能把它啃下来；后面我会专门写一篇教你如何高效阅读源码的文章，希望对于刚接触源码的同学能有所帮助。
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