5000 字 | Nacos 架构原理①：一条注册请求会经历什么？（一）

前言

上篇我们讲解了如何使用 Nacos 作为注册中心和配置中心。

 

6000 字｜20 图｜Nacos 手摸手教程

 

这次我们来聊下 Nacos 的注册服务的底层原理。

 

Nacos 作为注册中心，用来接收客户端（服务实例）发起的注册请求，并将注册信息存放到注册中心进行管理。

 

那么一条注册请求到底会经历哪些步骤呢？

知识点预告

先上一张整体的流程图： •  集群环境：如果是 Nacos 集群环境，那么拓扑结构是什么样的。
 •  组装请求：客户端组装注册请求，下一步对 Nacos 服务发起远程调用。
 •  随机节点：客户端随机选择集群中的一个 Nacos 节点发起注册，实现负载均衡。
 •  路由转发：Nacos 节点收到注册请求后，看下是不是属于自己的，不是的话，就进行路由转发。
 •  处理请求：转发给指定的节点后，该节点就会将注册请求中的实例信息解析出来，存到自定义的内存结构中。
 •  最终一致性：通过 Nacos 自研的 Distro 协议执行延迟异步任务，将注册信息同步给集群中的其他节点，保证了数据的最终一致性。
 •  异步重试：如果注册失败，客户端将会切换 Nacos 节点，再次发起注册请求，保证高可用性。

 

这些知识点里面还有很多细节，我会通过画图 + 源码剖析的方式给大家解答。如果遇到源码看不太懂的地方，可以多看下我画的图，然后翻下源码，对照着一起看。

 

小 Tip：本文使用的 Nacos 版本：2.0.4。

 

一、源头：发起注册

1.1 阅读源码的小技巧

上篇我们讲到加上一个注解 @EnableDiscoveryClient 就可以使服务自动注册到 Nacos。

 

那么这个发起注册的地方到底在哪呢？注册信息又是长什么样的呢？

告诉大家一个看源码的小技巧，拿到源码后，不是直接各个文件都看一篇，而是先看源码中带的 example 文件夹。如下图所示，找到 example 的 App 类，里面就有发起注册的实例代码。如下图所示：当然，我们也可以通过官网给的 curl 命令发起 HTTP 请求：

curl -X POST 'http://127.0.0.1:8848/nacos/v1/ns/instance?serviceName=nacos.naming.serviceName&ip=20.18.7.11&port=8080'

留个问题：我们都是加一个 Nacos 注解 @EnableDiscoveryClient，就会自动把服务实例注册到 Nacos，这个是怎么做到的？

 

1.2 发起注册的流程图

先来看一下代码的流程图：跟着这个流程图，我们 debug 来看下。

 

1.3 组装注册的实例信息

入口的核心代码如下图所示，它会组装注册的实例信息，放到一个 instance 变量里面：通过代码调试，我们可以看到里面的实例信息长这样：1.4 组装注册请求 request

发起注册的核心方法是 doRegisterService()，组装的 request 如下图所示，里面有之前组装的实例信息 instance，还有指定的  namespace（Nacos 的命名空间）、serviceName（服务名），groupName（Nacos 的分组）。

 发起注册的源码

1.5 发起远程调用

requestToServer() 方法里面会调用 RpcClient 的 request() 方法：

response = this.currentConnection.request(request, timeoutMills);

就是向 Nacos 发起远程调用，如果是 Nacos 集群，则是向集群中的某个 Nacos 节点发起远程调用。

 

接下来我们看下客户端是如何选择一个 Nacos 节点进行注册的。

 

二、集群环境：分布式的前提

如果是 Nacos 集群环境，客户端会随机选择一个 Nacos 节点发起注册。

 

2.1 搭建好一套Nacos 集群环境

为了讲解客户端是如何注册到 Nacos 集群环境的底层原理，我在本地搭建了一个 Nacos 集群环境，有 3 个 Nacos 服务，它们的 IP 相同，端口号不同。

192.168.10.197:8848
192.168.10.197:8858
192.168.10.197:8868

 

集群环境

然后服务 A 和服务 B 都是配置了 Nacos 集群的 IP 和 端口号的，配置如下所示

spring.cloud.nacos.discovery.server-addr
  =192.168.10.197:8848,192.168.10.197:8858,192.168.10.197:8868

整体的结构如下图所示，服务 A 和 服务 B 都往 Nacos 集群进行注册。

 服务 A 和 B 注册到集群

但是里面有一个问题：服务 A 注册时，是向所有 Nacos 节点发起注册呢？还是只向其中一个节点发起注册？如果只向一个节点注册，要向哪个节点注册呢？

 

答案：在 Client 发起注册之前，会有一个后台线程随机拿到 Nacos 集群服务列表中的一个地址。

 

Nacos 为什么会这样设计？

 

 •  这其实就是一个负载均衡的思想在里面，每个节点都均匀的分摊请求。
 •  保证高可用，当某个节点宕机后，重新拿到其他的 Nacos 节点来建立连接。

接下来我们看下服务 A 是怎么随机拿到一个 Nacos 节点的。