服务管理与通信，基础原理分析

涉及轻微的源码展示，可放心参考；

一、基础简介

服务注册发现是微服务架构中最基础的能力，下面将从源码层面分析实现逻辑和原理，在这之前要先来看下依赖工程的基础结构，涉及如下几个核心组件：

• commons：服务组件的抽象声明，本文只分析注册发现与负载均衡；
• nacos：当下常用的注册中心组件，用来进行服务管理；
• feign：服务间通信交互组件，在服务请求时涉及负载均衡的策略；
• ribbon：在服务间通信请求时，提供多种负载均衡的策略实现；

在熟悉工程依赖之间的结构时，还要明白服务间交互的流程和原理，这样在分析源码设计时，有一个清晰的思路与轮廓；如何实现下面的服务交互模式，在阅读源码工程时，围绕如下两个核心逻辑：

• 注册发现：注册时如何上报服务的信息数据，这些数据以怎样的方式管理；
• 负载均衡：当请求的服务同时存在多个时，以什么样的策略选择执行请求的服务；

在这里先简单的聊一下个人在阅读源码工程时的基本思路，比如微服务组件：通常从配置参数作为切入口，观察基于参数构建的核心对象，再重点分析对象的管理模式，以及适配的扩展能力，最后结合项目的应用场景即可：

阅读源码最重要的是耐着心情慢慢看，并随手画下核心流程，实际上如果有一定的编程经验，不管是阅读什么工程的源码，只要用心去分析单点的实现原理，都算不上过度复杂，但是组件通常为了复用能力，会去适配多种复杂的场景，这样势必要采用抽象的封装和设计模式，源码工程的复杂度自然就会相应提高，这个话题后续会细聊。

二、服务注册

1、服务配置

首先从Nacos配置参数开始，这里只设置服务发现的两个参数：1Nacos注册中心的服务端地址，2在服务的元数据中加载分支号；然后来具体的看源码流程：

在配置参数加载的过程中，有很多缺省的默认值，所以需要关注最终会提供的参数信息，来判断是否需要自定义设置，另外​​AutoConfig​​配置要重点看实例化的对象；断点的流程可以按照如下的方式做设置，这里陈列的是在配置加载阶段的几个核心节点：

• 参数：NacosDiscoveryProperties#getNacosProperties
• 配置：NacosServiceAutoConfiguration#nacosServiceManager
• 构建：NacosServiceManager#buildNamingService

NamingService是Nacos服务管理接口，涉及注册、查询、撤销、检查等多个方法，即对应的是Nacos服务端的相应API请求，在注册执行的阶段会细说用法。

2、注册构建

看完服务配置之后再看注册配置，对于配置中复杂的设计，需要重点关注两个信息：ConditionalOn和matchIfMissing，这样很容易发现默认加载：

• 配置：NacosServiceRegistryAutoConfiguration#nacosServiceRegistry
• 注册：NacosServiceRegistry#register
• 实例：NacosServiceRegistry#getNacosInstanceFromRegistration

在构建服务注册的核心类NacosServiceRegistry时，通过服务的登记信息转换为注册的实例化对象，然后通过NamingService接口方法，上报实例化对象；需要注意的是，虽然这里只看了Nacos中的相关API，但实际上API实现了诸多spring-cloud-commons包中声明的接口，比如Registration、ServiceInstance等。

3、执行上报

通常微服务的注册中心组件，都是基于​​server-client​​架构和部署方式，客户端需要根据自身启动状态去上报或者撤销注册，服务端负责统一维护注册数据：

• 实现：NacosNamingService#registerInstance
• 执行：NamingProxy#registerService
• 接口：InstanceController#register

在最终执行服务注册时，其动作本质就是请求Nacos服务端的一个Post方法，并将配置数据上报，例如：IP地址、端口、元数据、权重等；这样客户端注册逻辑执行完成，然后再看服务端数据可视化界面，就可以看到注册的客户端服务。

至于Nacos服务端是如何管理这些注册数据的，参考部署版本的​​nacos-naming​​模块源码，阅读上报接口和页面中的列表加载的实现即可；注意在初始的配置文件中，加入的branch分支参数也在元数据结构中。

在NamingService接口中，涉及多个服务管理的方法，在执行原理上基本相同就不再赘述，这样注册中心的Client端和Server端就形成了通信机制，接下来再看Client端之间的通信。

三、服务通信

1、基础配置

Feign在配置方面比较复杂，提供了多个场景下的适配能力，这里只以两个常见的参数作为切入点：1通信超时时间，2Http选型(采用默认值)；

• 参数：FeignClientProperties#getConfig
• 注解：FeignClientsRegistrar#registerFeignClients
• 配置：FeignAutoConfiguration#feignContext
• 构建：FeignClientFactoryBean#getTarget

这里要重点关注的是注解的扫描和注册以及容器管理，要理解Feign的上下文环境需要明白上文中描述的服务间交互原理，然后参考FeignClientFactoryBean工厂类中构建逻辑。

2、通信逻辑

虽然Feign注解的方式可以简化开发，但是在具体执行的时候还是Http的请求响应模式，这里可以参考LoadBalancerFeignClient类中的execute方法：

• 配置：FeignRibbonClientAutoConfiguration
• 通信构建：LoadBalancerFeignClient#execute
• 负载均衡：AbstractLoadBalancerAwareClient#executeWithLoadBalancer

不管是Feign组件还是Spring框架，默认的负载均衡策略都是采用Ribbon的实现方式，在上述流程中配置和负载均衡命令都依赖Ribbon组件，接下来看服务选择策略。

四、负载均衡

1、命令构建

这里构建了调用负载均衡接口的命令，ILoadBalancer接口中提供服务管理的相关方法，其中最核心的就是chooseServer方法，然后结合具体的策略规则实现服务的选择的功能：

• 命令构建：LoadBalancerCommand.Builder#build
• 负载容器：LoadBalancerContext#getServerFromLoadBalancer
• 选择接口：ILoadBalancer#chooseServer

2、策略规则

Ribbon组件中负载均衡的策略有好几种规则，比如随机选择、Key匹配、权重倾斜等；在工作中常用的就是默认规则即RoundRobinRule，以及基于Key设计的灰度模式，简单做法就是服务启动时在元数据中添加的分支号作为匹配的标识；

• 规则设置：BaseLoadBalancer#setRule
• 随机策略：RoundRobinRule#choose
• 过滤策略：PredicateBasedRule#choose

现在回到流程的开始看，通过Nacos组件进行服务注册和管理，通过Feign组件基于Ribbon负载均衡策略做服务通信，如果单看各节点组件的逻辑还比较容易理解，但是通过Spring框架做组件之间的协作调度时，复杂程度明显提高；

如果是刚开始阅读源码的阶段，可以只关注相应流程的核心逻辑，选择性忽略细节的实现原理，当然重点还是要多读读Spring的设计，这样时间久了自然会有很多收获。

五、参考源码

编程文档：
https://gitee.com/cicadasmile/butte-java-note

应用仓库：
https://gitee.com/cicadasmile/butte-flyer-parent

本文转载自公众号：知了一笑