一,为什么需要注册中心

实现了微服务拆分,并且通过 Http 请求实现了跨微服务的远程调用。不过这种手动发送 Http 请求的方式存在一些问题,试想一下,假如商品微服务被调用较多,为了应对更高的并发,我们进行了多实例部署,如图:

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此时,每个item-service的实例其 IP 或端口不同,问题来了:

  • item-service这么多实例,cart-service如何知道每一个实例的地址?
  • http请求要写url地址,cart-service服务到底该调用哪个实例呢?
  • 如果在运行过程中,某一个item-service实例宕机,cart-service依然在调用该怎么办?
  • 如果并发太高,item-service临时多部署了N台实例,cart-service如何知道新实例的地址?

二,注册中心原理

在微服务远程调用的过程中,包括两个角色:

  • 服务提供者:提供接口供其它微服务访问,比如item-service
  • 服务消费者:调用其它微服务提供的接口,比如cart-service

在大型微服务项目中,服务提供者的数量会非常多,为了管理这些服务就引入了注册中心的概念。注册中心、服务提供者、服务消费者三者间关系如下:

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流程如下:

  • 服务启动时就会注册自己的服务信息(服务名、IP、端口)到注册中心
  • 调用者可以从注册中心订阅想要的服务,获取服务对应的实例列表(1个服务可能多实例部署)
  • 调用者自己对实例列表负载均衡,挑选一个实例
  • 调用者向该实例发起远程调用

当服务提供者的实例宕机或者启动新实例时,调用者如何得知呢?

  • 服务提供者会定期向注册中心发送请求,报告自己的健康状态(心跳请求)
  • 当注册中心长时间收不到提供者的心跳时,会认为该实例宕机,将其从服务的实例列表中剔除
  • 当服务有新实例启动时,会发送注册服务请求,其信息会被记录在注册中心的服务实例列表
  • 当注册中心服务列表变更时,会主动通知微服务,更新本地服务列表

三, Nacos

目前开源的注册中心框架有很多,国内比较常见的有:

  • Eureka:Netflix公司出品,目前被集成在SpringCloud当中,一般用于Java应用
  • Nacos:Alibaba公司出品,目前被集成在SpringCloudAlibaba中,一般用于Java应用
  • Consul:HashiCorp公司出品,目前集成在SpringCloud中,不限制微服务语言

以上几种注册中心都遵循 SpringCloud 中的 API 规范,因此在业务开发使用上没有太大差异。由于 Nacos 是国内产品,中文文档比较丰富,而且同时具备配置管理功能(后面会学习),因此在国内使用较多。

3.1 搭建Nacos

  1. 导入 Nacos 的数据库 sql 表

    nacos/distribution/conf/mysql-schema.sql at master · alibaba/nacos

  2. 编辑custom.env数据库配置

    PREFER_HOST_MODE=hostname
    MODE=standalone
    SPRING_DATASOURCE_PLATFORM=mysql
    MYSQL_SERVICE_HOST=数据库ip
    MYSQL_SERVICE_DB_NAME=nacos
    MYSQL_SERVICE_PORT=数据库端口
    MYSQL_SERVICE_USER=数据库用户
    MYSQL_SERVICE_PASSWORD=数据库密码
    MYSQL_SERVICE_DB_PARAM=characterEncoding=utf8&connectTimeout=1000&socketTimeout=3000&autoReconnect=true&useSSL=false&allowPublicKeyRetrieval=true&serverTimezone=Asia/Shanghai
    
  3. 将文件上传到 Linux 服务器的/usr/local/nacos目录下

  4. 执行 docker 命令

    docker run -d \
    --name nacos \
    --env-file /usr/local/nacos/custom.env \
    -p 8848:8848 \
    -p 9848:9848 \
    -p 9849:9849 \
    --restart=always \
    nacos/nacos-server:v2.1.0-slim
    
  5. 启动完成后访问:http://服务器ip:8848/nacos/

  6. 账户和密码都是 nacos

3.2 服务注册

服务注册步骤

  1. 引入依赖

    在需要注册服务的微服务项目中引入 nacos 依赖

    <!--nacos 服务注册发现-->
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
    </dependency>
    
  2. 配置 Nacos 地址

    在配置文件中配置对应的 nacos 的 ip 地址

    spring:
      application:
        name: item-service # 服务名称
      cloud:
        nacos:
          server-addr: 192.168.150.101:8848 # nacos地址
    
  3. 重启

    为了测试一个服务多个实例的情况,我们再配置一个item-service的部署实例

  4. 访问控制台
    2953321-20250424110136578-1748103625.png

3.3 服务发现和负载均衡

服务的消费者要去 nacos 订阅服务,这个过程就是服务发现,步骤如下:

  1. 引入依赖

    <!--nacos 服务注册发现-->
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
    </dependency>
    

    可以发现,这里 Nacos 的依赖于服务注册时一致,这个依赖中同时包含了服务注册和发现的功能。因为任何一个微服务都可以调用别人,也可以被别人调用,即可以是调用者,也可以是提供者。

    因此,等一会儿cart-service启动,同样会注册到 Nacos

  2. 配置 Nacos 地址

    spring:
      cloud:
        nacos:
          server-addr: 192.168.150.101:8848
    
  3. 发现并调用服务

    接下来,服务调用者cart-service就可以去订阅item-service服务了。不过 item-service 有多个实例,而真正发起调用时只需要知道一个实例的地址。

    因此,服务调用者必须利用负载均衡的算法,从多个实例中挑选一个去访问。常见的负载均衡算法有:

    • 随机
    • 轮询
    • IP的hash
    • 最近最少访问

    这里我们可以选择最简单的随机负载均衡。

    另外,服务发现需要用到一个工具,DiscoveryClientSpringCloud已经帮我们自动装配,我们可以直接注入使用:

2953321-20250424110313079-1568125324.png
接下来,我们就可以对原来的远程调用做修改了,之前调用时我们需要写死服务提供者的 IP 和端口:
2953321-20250424110333173-2003625362.png
但现在不需要了,我们通过DiscoveryClient发现服务实例列表,然后通过负载均衡算法,选择一个实例去调用:
2953321-20250424110347088-163931163.png