5000 字 | Nacos 架构原理①:一条注册请求会经历什么?(二)

发布于 2022-6-28 17:48
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三、随机节点:平等的世界


我们来看下客户端是如何随机选择一个节点的,流程图如下:5000 字 | Nacos 架构原理①:一条注册请求会经历什么?(二)-开源基础软件社区那么如何找到这些代码逻辑呢?思路是怎么样的?

 

我们之前讲过,RpcClient 会发起 request 请求,用的是和 Nacos 建立 currentConnection 连接来发起调用,代码如下:

// 发起调用

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

这个 currentConnection 是客户端和 Nacos 集群中的某个节点建立的连接,我们找下它在哪里赋值的。代码如下:

// 拿到 Nacos 节点信息

serverInfo = recommendServer.get() == null ? nextRpcServer() : recommendServer.get();
// 连接 Nacos 节点
connectToServer = connectToServer(serverInfo);
// 赋值 currentConnection
this.currentConnection = connectToServer;

而连接的信息是通过参数 serverInfo 传进去的,所以我们再看下 serverInfo 在哪里赋值的。

 

这个 nextRpcServer() 方法里面会拿到一个随机的 Nacos 地址:

// 一个 int 随机数,范围 [0 ~ Nacos 个数)
currentIndex.set(new Random().nextInt(serverList.size()));
// index 自增 1
int index = currentIndex.incrementAndGet() % getServerList().size();
// 返回 Nacos 地址
return getServerList().get(index);

小结:客户端生成一个随机数,然后通过这个随机数从 Nacos 服务列表中拿到一个 Nacos 服务地址返回给客户端,然后客户端通过这个地址和 Nacos 服务建立连接。Nacos 服务列表中的节点都是平等的,随机拿到的任何一个节点都是可以用来发起调用的。

 

四、路由转发:不是我的菜


4.1 发起和转发请求的流程


为了演示发起注册的流程,我在这里模拟了一个注册请求。

 

用的是 curl 命令,对 Nacos 节点(127.0.0.1:8848)发起注册请求:

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

请求 URL:/nacos/v1/ns/instance

 

请求参数:

 

 •  serviceName=nacos.naming.serviceName
 •  ip=20.18.7.11
 •  port=8080'


之前我们讲到,Nacos 的有多个节点可以分别处理请求,当节点发现这个请求不是属于自己的,就会进行转发。

 

如下图所示:

 

服务 A 随机选择一个 Nacos 节点(图中为 Nacos1)发起注册请求,请求参数中包含了实例信息,Nacos 1 根据实例信息 hash + 取模拿到正确的节点,如果不属于自己,则将请求转发给其他节点(图中为 Nacos2)5000 字 | Nacos 架构原理①:一条注册请求会经历什么?(二)-开源基础软件社区那么路由转发的细节是怎么样的?这个就涉及到 Distro 协议了,我们接着往下看。

 

4.1 路由转发的逻辑


其实 Nacos 节点的路由转发逻辑比较简单,先来看下流程图:5000 字 | Nacos 架构原理①:一条注册请求会经历什么?(二)-开源基础软件社区步骤如下:

 

 •  ①  Nacos 节点从客户端发起的 request 中拿到客户端的实例信息生成 distroTag,如 IP + port 或 service name。
 •  ②  Nacos 根据 distroTag 生成 hash 值。
 •  ③  用 hash 值对 Nacos 节点数进行取余,拿到余数,比如 0、1、2、3。
 •  ④ 根据余数从 Nacos 节点列表中拿到指定的节点地址。

 

我没看懂的点:我这里启动了三个 Nacos 节点,如下图所示的 三个 Running 节点。但是为什么 Nacos 的 ServersList 会多了一个 192.168.10.197:8848的节点?5000 字 | Nacos 架构原理①:一条注册请求会经历什么?(二)-开源基础软件社区

IDEA 启动了三个 nacos 节点

5000 字 | Nacos 架构原理①:一条注册请求会经历什么?(二)-开源基础软件社区 nacos 控制台有四个节点


4.2 路由转发源码分析


入口文件是 DistroFilter.java:

naming/src/main/java/com/alibaba/nacos/naming/web/DistroFilter.java

请求会先到 DistroFilter 类的 doFilter() 方法,拿到正确的节点地址后,将请求转发出去。

获取需要转发节点地址的代码如下:

// 找到 Nacos 集群中的目标节点
final String targetServer = distroMapper.mapSrv(distroTag);

// mapSrv 方法会先 hash,然后再取模,responsibleTag的值类似这样:"20.18.7.11:8080"
int index = distroHash(responsibleTag) % servers.size();

// distroHash 方法里面会对 客户端的 ip+port 字符串或者服务名字符串 进行 hash
Math.abs(responsibleTag.hashCode() % Integer.MAX_VALUE);

不论是自己处理注册请求还是转发给其他节点来处理,都会把实例信息存储起来,那么是如何进行存储的?

 

五、处理请求:快到碗里来


Nacos 目前有两个版本,v1 和 v2,如果是 v1,则是 instanceController 来处理注册请求,否则用 instanceControllerV2。本篇我们只讲解 v1 版本是怎么处理请求的。

 

先上流程图:

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 添加实例信息的流程


测试用的发起注册的命令:

curl -X POST 'http://127.0.0.1:8858/nacos/v1/ns/instance?serviceName=nacos.naming.serviceName&ip=20.18.7.11&port=8080'

核心代码就是这个:

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 服务端注册实例的方法


首先有一个 synchronized 锁,然后执行 put 操作将临时的实例信息存放起来,所以重点看下 这个 consistencyService.put() 方法做了什么事情。

 

先看下源码:

onPut(key, value);
// 开启 1s 的延迟任务,将数据同步给其他 Nacos 节点
distroProtocol.sync(new      DistroKey(key,KeyBuilder.INSTANCE_LIST_KEY_PREFIX),DataOperation.CHANGE,
                DistroConfig.getInstance().getSyncDelayMillis());

这里面做了三件事情:

 

 •  ① 将实例信息存放到内存缓存 ConcurrentHashMap 里面。
 •  ② 添加一个任务到 BlockingQueue 队列里面,这个任务就是将最新的实例列表通过 UDP 的方式推送给所有客户端(服务实例),这样客户端就拿到了最新的服务实例列表。没想到吧,计算机网络的知识终于用上了~
 •  ③ 开启 1s 的延迟任务,将数据通过给其他 Nacos 节点。


注意:针对第二点和第三点,属于 Distro 一致性协议的一部分,里面的内容还比较多,我们放到下一讲专门来讲。

 

下一讲知识点预告:

 

 •  这里的存储实例和同步的方式和 Eureka 有什么区别?Eureka 用的三层缓存架构,Nacos 用的 CopyOnWrite 技术。
 •  如何推送给所有客户端的?UDP 方式。
 •  如何同步给 Nacos 其他节点的?Distro 一致性协议。


六、总结


本文通过发起一条注册请求,讲解了 Nacos 客户端如何随机选择节点、Nacos Server 如何将请求进行路由转发、Nacos Server 如何存储注册实例。

 

另外本文用到了集群环境,关于如何搭建和 debug 集群环境,感兴趣的可以留言,后续补上这部分的讲解。


一条注册请求的核心流程:

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已于2022-6-28 17:48:54修改
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