微服务学习笔记(2)——SpringCloud Nacos

Ne0inhk

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微服务学习笔记(2)——SpringCloud Nacos
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0.前言

  • SpringBoot版本：3.2.5
  • SpringCloud版本：2023.0.3
  • SpringCloud Alibaba版本：2023.0.1.0
  • nacos版本：2.2.3(已免费上传至我的资源)
  • 项目源码：spring-cloud-blog

1.概述

Nacos(Dynamic Naming and Configuration Service)是阿里巴巴开源的一个更易于构建云原生应用的动态服务发现、配置和管理平台。在 Spring Cloud 体系中，Nacos为微服务架构提供服务注册与发现以及动态配置管理能力

启动：双击startup.cmd，默认端口号8848

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配置：在记事本中打开startup.cmd文件，修改set MODE="cluster"为set MODE="standalone"

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下载：Nacos

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2.服务注册与发现

服务提供者(Service Provider)：在启动时，会将自己的网络地址(IP + Port)、服务名称等信息注册到 Nacos 服务器。同时，它会定时向 Nacos 发送心跳，以证明自己“活着”服务消费者(Service Consumer)：在需要调用某个服务时，它会向 Nacos 服务器查询该服务的地址列表(服务发现)。获取到列表后，消费者会根据负载均衡策略选择一个提供者进行调用。Nacos也会在提供者列表发生变化时，实时通知消费者

Nacos 服务器(Nacos Server)：注册中心的核心。它负责接收服务注册请求，管理所有注册的服务实例，维护服务实例的健康状态，并响应消费者的服务发现请求

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引入依赖：在modules模块中引入依赖

<dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId></dependency>

添加配置：在application.yml中添加以下配置

spring:cloud:nacos:discovery:server-addr: 127.0.0.1:8848

启动服务并访问http://127.0.0.1:8848/nacos/#/serviceManagement观察是否注册成功

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3.远程调用

3.1 RestTemplate

RestTemplate是 Spring 框架提供的同步客户端 HTTP 访问的核心类，用于简化与 HTTP 服务的通信

        本项目包含两个微服务：order-service(订单服务)和 product-service(商品服务)，它们分别提供了查询订单详情和商品详情的接口。
        在 order-service 的业务逻辑中，当需要查询订单信息并同时获取该订单关联的商品详情时，就必须调用 product-service 提供的接口。为了实现这一跨服务调用，我们需要借助 RestTemplate 来完成服务间的通信。

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代码实现如下：

远程调用product-service(商品服务)

@ServicepublicclassOrderService{privatefinalOrderMapper orderMapper;privatefinalRestTemplate restTemplate;@AutowiredpublicOrderService(OrderMapper orderMapper,RestTemplate restTemplate){this.orderMapper = orderMapper;this.restTemplate = restTemplate;}publicOrderInfoselectOrderById(Integer id){OrderInfo orderInfo = orderMapper.selectOrderById(id);String url ="http://127.0.0.1:9000/product/getProductById?id="+ orderInfo.getProductId();ProductInfo productInfo = restTemplate.getForObject(url,ProductInfo.class); orderInfo.setProductInfo(productInfo);return orderInfo;}}

配置RestTemplate实例

@ConfigurationpublicclassBeanConfig{@BeanpublicRestTemplaterestTemplate(){returnnewRestTemplate();}}

3.2 引入后Nacos进行远程调用

  • 硬编码IP的RestTemplate调用的痛点：在代码中写死"http://127.0.0.1:9000/product/getProductById?id=" + orderInfo.getProductId()。如果商品服务的 IP 地址变了，或者需要切换环境，必须修改代码
  • Nacos 优势：服务调用方只需知道服务提供方的服务名 ，Nacos 负责将服务名动态解析为具体的IP地址

引入依赖：在modules模块中引入依赖

<dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-loadbalancer</artifactId></dependency>

为RestTemplate添加@LoadBalanced注解

@ConfigurationpublicclassBeanConfig{@Bean@LoadBalancedpublicRestTemplaterestTemplate(){returnnewRestTemplate();}}

远程调用product-service(商品服务)

@ServicepublicclassOrderService{privatefinalOrderMapper orderMapper;privatefinalRestTemplate restTemplate;@AutowiredpublicOrderService(OrderMapper orderMapper,RestTemplate restTemplate){this.orderMapper = orderMapper;this.restTemplate = restTemplate;}publicOrderInfoselectOrderById(Integer id){OrderInfo orderInfo = orderMapper.selectOrderById(id);String url ="http://product-service/product/getProductById?id="+ orderInfo.getProductId();ProductInfo productInfo = restTemplate.getForObject(url,ProductInfo.class); orderInfo.setProductInfo(productInfo);return orderInfo;}}

4.负载均衡

Nacos 作为服务注册与发现中心，本身不直接提供负载均衡能力，而是与客户端负载均衡器(如 Spring Cloud LoadBalancer)配合使用，实现服务调用的负载均衡

由于Spring Cloud LoadBalancer默认的负载均衡策略(轮询、随机)不会读取 Nacos 实例的权重属性。要让 Nacos 中配置的权重生效，我们需要添加配置来开启Nacos的负载均衡策略

# 在服务消费者order-service的yml文件中添加如下配置 -> 开启负载均衡策略spring:cloud:loadbalancer:nacos:enabled:true

Nacos 权重配置

  1. 进入「服务管理」->「服务列表」
  2. 点击product-service服务，进入详情页
  3. 在实例列表中，点击实例的「编辑」按钮

设置「权重」值

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5.同集群优先访问

在微服务部署中，经常会将服务部署在不同的机房或区域(如北京、上海、杭州)，为了减少跨机房调用的网络延迟和成本，我们需要实现同集群优先访问的策略

集群配置：

product-service：编辑启动配置

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添加配置-Dspring.cloud.nacos.discovery.cluster-name=cluster-beijing

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order-service：在yml文件中添加如下配置

spring:cloud:nacos:discovery:cluster-name: cluster-beijing

6. 健康检查

Nacos健康检查机制确保了服务调用始终指向健康的实例，共有两种模式

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  • 客户端主动上报机制：
    • 客户端通过心跳上报方式告知服务端(Nacos注册中心)健康状态，默认心跳间隔5秒
    • Nacos会在超过15秒未收到心跳后将实例设置为不健康状态，超过30秒将实例删除
  • 服务器端反向探测机制：
    • Nacos主动探知客户端健康状态，默认间隔为20秒
    • 健康检查失败后实例会被标记为不健康，不会被立即删除

具体使用哪种模式与Nacos的服务实例类型强相关

  • 临时实例：采取客户端主动上报机制。如果实例宕机超过一定时间，会从服务列表剔除，默认类型
  • 非临时实例：采取服务器端反向探测机制。如果实例宕机，不会从服务列表剔除

如果想要将某一服务(如order-service)修改为非临时实例，需要在yml文件中添加如下配置

spring:cloud:nacos:discovery:ephemeral:false
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注意：由于注册到Nacos上的实例默认为临时实例，而Nacos的服务实例类型一旦确定，不能随意更改，否则会导致启动报错

  • 解决办法：先停止Nacos服务，删除/data/protocol/raft目录下的所有文件，里面保存的是应用实例的元数据信息，然后重启Nacos服务

7.环境隔离

在微服务架构中，环境隔离是实现多环境并行管理的关键。对于企业开发来说，一个服务一般会划分为开发环境，测试环境和生产环境

  • 开发环境：开发人员用于开发的服务器，是最基础的环境
  • 测试环境：测试人员用来进行测试的服务器，是开发环境到生产环境的过渡环境
  • 生产环境：正式提供对外服务的环境

环境之间需要严格隔离，避免相互干扰。Nacos提供了namespace(命名空间)来实现环境的隔离，不同的namaspace的服务不可见(Nacos默认提供了一个public[保留空间])

创建命名空间

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配置命名空间

spring:cloud:nacos:discovery:namespace: 0bec5adc-2787-44b0-b826-e4bb48746c4e
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使用dev环境的order-service服务调用public环境的product-service服务

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8.配置中心

在微服务架构中，传统的application配置文件存在以下痛点：

  • 修改需重启：修改配置后必须重启应用，无法动态调整配置
  • 环境管理困难：每个环境(如dev/test/prod)都要维护独立的配置文件，容易出错

Nacos作为配置中心，提供了以下核心功能：

  • 配置集中管理：统一管理不同环境、不同服务的配置

配置实时生效：配置变更后，应用可以实时感知并更新

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引入nacos-config依赖

<dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId></dependency>

8.1 bootstrap启动文件详解

当配置文件交由Nacos管理后，应用程序的启动流程发生了根本性的变化。不再是简单的本地文件读取(application.properties/application.yml)，而是变成了一个 “先连接配置中心，再加载配置，最后启动应用” 的流程

bootstrap.yml(或bootstrap.properties)是Spring Cloud应用程序的引导配置文件，在应用程序启动时优先于application.yml被加载，主要配置以下内容

  • Nacos服务器IP地址：连接Nacos配置中心
  • 应用程序名称：作为Data ID的前缀，用于在Nacos服务器上定位到具体的配置文件
  • file-extension：指定配置文件的格式，用于正确解析

order-service的bootstrap.yml文件

spring:application:name: order-service profiles:active: local cloud:nacos:config:server-addr: 127.0.0.1:8848namespace: 0bec5adc-2787-44b0-b826-e4bb48746c4e file-extension: yaml discovery:server-addr: 127.0.0.1:8848ephemeral:truenamespace: 0bec5adc-2787-44b0-b826-e4bb48746c4e

从SpringCloud 2020.0.0版本开始，Spring Cloud默认禁用了bootstrap上下文，导致：

  • bootstrap.yml/properties 文件不会被自动加载
  • Nacos配置中心的配置无法自动获取
  • 启动时出现配置缺失错误

解决方案：引入bootstrap依赖

<dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-bootstrap</artifactId></dependency>

8.2 Data ID

在连接到Nacos配置中心后，应用会根据特定的规则来确定读取哪个配置文件。这个规则由Data ID的构建逻辑决定，Data ID的构建公式如下

Data ID = ${prefix} - ${spring.profiles.active} . ${file-extension}
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以上述bootstrap.yml文件为例，order-service服务将从Nacos上读取order-service-local.yaml配置文件。但实际启动服务时，会同时监听三个配置文件

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  • order-service-local.yaml：${prefix} - ${spring.profiles.active} . ${file-extension}
  • order-service.yaml：${prefix} . ${file-extension}
  • order-service：${prefix}

测试优先级

@RestController@RequestMapping("/config")@RefreshScope// 当Nacos中的配置发生变化时,被@RefreshScope标注的Bean会重新创建,从而加载新的配置值@Slf4jpublicclassNacosConfigController{@Value("${test.value}")privateString value;@GetMapping("/getValue")publicvoidgetValue(){ log.info("getValue:{}",value);}}
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访问URL：http://127.0.0.1:8000/config/getValue

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删除order-service-local.yaml，再次访问URL

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删除order-service.yaml，再次访问URL

结论：配置文件优先级 order-service-loval.yaml > order-service.yaml > order-service

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轮腿机器人代码调试补充

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* @Author: 星夜雨夜 * @brief: 轮腿基础代码编写调试补充，移植自达妙开源代码 * @attention：笔者默认读者已经熟练掌握机甲大师RoboMaster c型开发板例程代码的底盘代码和INS_task.c陀螺仪代码、熟练掌握各电机can协议和遥控器dbus协议。默认读者已能看懂轮腿圣经和玺佬的五连杆运动学解算与VMC。建议读者仔细研读轮腿圣经3~5遍，边看MATLAB文件和达妙开源代码，掌握轮腿调试和编写大致思路。一定要注意各状态变量的单位和正负号是否正确，轮腿调试过程中，最难之处在于极性是否正确。本车所有电机均为逆时针旋转为正方向。 ！！！强烈建议读者在开发轮腿之前，先运用LQR算法完成一阶倒立摆的平衡小车（即板凳模型）的实现 ！！！如果时间紧，其实完全可以不搞仿真，直接实机开调。仿真不疯，实物不一定不疯；但实物疯，仿真必疯。 调试成果展示视频链接（抖音）：轮腿机器人 一阶倒立摆平衡小车参考资料： 1.本科毕设 轮腿式双足机器人 开源文件演示_哔哩哔哩_bilibili(资料在视频评论区) 2.达妙平衡小车开源：[达妙科技开源系列-平衡小车] 第一弹_哔哩

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