微服务架构 | 2.2 Alibaba Nacos 的统一配置管理

• 2022 年 1 月 21 日
• 筆記
• Spring 微服务实践学习笔记, 学习笔记

前言

参考资料：
《Spring Microservices in Action》
《Spring Cloud Alibaba 微服务原理与实战》
《B站 尚硅谷 SpringCloud 框架开发教程 周阳》
《Nacos 官网》

Nacos 致力于解决微服务中的统一配置、服务注册与发现等问题。它提供了一组简单易用的特性集，帮助开发者快速实现动态服务发现、服务配置、服务元数据及流量管理；

1. Nacos 配置中心基础知识

1.1 Nacos 在配置中心中的功能

• CRUD、版本管理、灰度管理、监听管理、推送轨迹、聚合数据等功能；

1.2 Nacos 配置管理 Data ID 的构成

• ${prefix}-${spring.profiles.active}.${file-extension}；
• 默认为：${spring.application.name}-${spring.profiles.active}.${spring.cloud.nacos.config.file-extension}；
  • prefix：默认为 spring.application.name 的值，也可以通过配置项 spring.cloud.nacos.config.prefix 来配置；
  • spring.profiles.active：即为当前环境对应的 profile。当 spring.profiles.active 为空时，对应的连接符 – 也将不存在，dataId 的拼接格式变成 ${prefix}.${file-extension}；
  • file-exetension：为配置内容的数据格式，可以通过配置项 spring.cloud.nacos.config.file-extension 来配置。目前只支持 properties 和 yaml 类型；

1.3 Nacos 配置的回滚机制

• Nacos 会记录配置文件的历史版本默认保留 30 天，此外还有一键回滚功能，回滚操作将会触发配置更新；

1.4 Nacos 配置的图形化管理界面

• 配置管理；

• 命名空间；

1.5 Namespace、Group、Data ID 三者的关系

• 类似 Java 里面的 package 名和类名，最外层的 Namespace 是可以用于区分部署环境的，Group 和 Data ID 逻辑上区分两个目标对象；

• 默认情况下，Namespace=public，Group=DEFAULT_GROUP，Cluster=DEFAULT；

  • Namespace 命名空间：主要用来实现隔离，用于解决多环境及多租户数据的隔离问题。比如有三个环境：开发、测试、生产环境，可以创建三个Namespace，不同的Namespace 之间是隔离的；
  • Group 分组：可以把不同的微服务划分到同一个分组里面去，用来实现 Data ID 分组管理的机制；
  • Data ID：通常用于组织划分系统的配置集；
  • Cluster 簇：对指定微服务的一个虚拟划分；
  • Instance 实例：微服务的实例；

• 官方的建议是，通过 Namespace 来区分不同的环境，而 Group 可以专注在业务层面的数据分组；

1.6 Nacos 对配置的 CRUD

• 主要通过提供 Open API 接口或 SDK 实现；
• 客户端通过 Open API 或调用 SDK 接口发送请求给服务器，服务器解析请求，并做相应的处理；

1.7 Nacos 动态监听的长轮询机制

• 一般来说，动态监听有两种机制：

• Nacos 的解决方案：长轮询机制：

• 如果客户端发起 Pull 请求，服务端收到请求之后，先检查配置是否发生了变更：
  • 变更：返回变更配置；
  • 无变更：设置一个定时任务，延期 29.5s 执行，把当前的客户端长轮询连接加入 allSubs 队列；
• 在这 29.5s 内的配置变化：
  • 配置无变化：等待 29.5s 后触发自动检查机制，返回配置；
  • 配置变化：在 29.5s 内任意一个时刻配置变化，会触发一个事件机制，监听到该事件的任务会遍历 allSubs 队列，找到发生变更的配置项对应的 ClientLongPolling 任务，将变更的数据通过该任务中的连接进行返回。相当于完成了一次 PUSH 操作；
• 长轮询机制结合了 Pull 机制和 Push 机制的优点；
• 源码分析详情请见：微服务架构 | *2.5 Nacos 长轮询定时机制的源码分析；

1.8 Nacos 配置中心的源码分析

• 由于篇幅有限，该内容放在以下两篇文章：
  • 点击跳转：微服务架构 | *2.3 Spring Cloud 启动及加载配置文件源码分析（以 Nacos 为例）
  • 点击跳转：微服务架构 | *2.4 Nacos 获取配置与事件订阅机制的源码分析
  • 点击跳转：微服务架构 | *2.5 Nacos 长轮询定时机制的源码分析

2. Nacos 基础配置

以 Data ID 方案为例，更多方案详情请见本篇第三点《3. Nacos 加载配置的三种方案》；

2.1 下载 Nacos 服务器

• 详情请见：《微服务架构 | 3.2 Alibaba Nacos 注册中心》的 2. 安装并运行 Nacos 服务器；

2.2 引入 pom.xml 依赖文件

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

2.3 修改 yml 配置文件

• bootstrap.yml：

# nacos配置
server:
  port: 18082

spring:
  application:
    name: nacos-config-client     #必须，构成 Nacos 配置管理 Data ID 字段的一部分
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848     #Nacos 服务注册中心地址
      config:
        server-addr: localhost:8848     #Nacos 作为配置中心地址
        file-extension: yaml     #指定 yaml 格式的配置
        
        # prefix: hhh     #Data ID 的前缀，如果不指定，就是 nacos-config-client-dev.yaml。指定后，是 hhh-dev.yaml
        # refresh: true      #是否动态刷新
        
        # group: DEFAULT_GROUP     #指定组
        # namespace: PUBLIC     #指定命名空间 ID

• application.yml：

spring:
  profiles:
    active: dev # 表示开发环境

2.4 在主程序类上添加注解

• @EnableDiscoveryClient：使用其他组件（Nacos、zookeeper、Consul）作为注册中心；

2.5 编写业务类

• 这里仅编写一个 controller 作为示例：

@RestController
@RefreshScope //使当前类下的配置支持 Nacos 的动态刷新功能
public class ConfigClientController{
    @Value("${config.info}")
    private String configInfo;

    @GetMapping("/config/info")
    public String getConfigInfo() {
        return configInfo;
    }
}

2.6 在 Nacos 服务器中添加配置信息

• 在 Nacos 服务器里新建并添加配置：

• 启动服务，调用接口：//localhost:18082/config/info 获取配置信息；

2.7 报错无法装配 bean

• 注意：如果 .yml 和 Nacos 服务器配置的 Data ID 匹配不上，将导致 ConfigClientController 类里的 ${config.info} 找不到，最终报 ConfigClientController 无法装配的错误，如下：

org.springframework.beans.factory.BeanCreationException: Error creating bean with name 'scopedTarget.configClientController': Injection of autowired dependencies failed; nested exception is java.lang.IllegalArgumentException: Could not resolve placeholder 'config.info' in value "${config.info}"
	at org.springframework.beans.factory.annotation.AutowiredAnnotationBeanPostProcessor.postProcessProperties(AutowiredAnnotationBeanPostProcessor.java:380) ~[spring-beans-5.1.8.RELEASE.jar:5.1.8.RELEASE]
	at org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory.populateBean(AbstractAutowireCapableBeanFactory.java:1411) ~[spring-beans-5.1.8.RELEASE.jar:5.1.8.RELEASE]
	at org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory.doCreateBean(AbstractAutowireCapableBeanFactory.java:592) ~[spring-beans-5.1.8.RELEASE.jar:5.1.8.RELEASE]
	at org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory.createBean(AbstractAutowireCapableBeanFactory.java:515) ~[spring-beans-5.1.8.RELEASE.jar:5.1.8.RELEASE]
	at org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory.lambda$doGetBean$1(AbstractBeanFactory.java:356) ~[spring-beans-5.1.8.RELEASE.jar:5.1.8.RELEASE]
	at org.springframework.cloud.context.scope.GenericScope$BeanLifecycleWrapper.getBean(GenericScope.java:389) ~[spring-cloud-context-2.1.2.RELEASE.jar:2.1.2.RELEASE]
	at org.springframework.cloud.context.scope.GenericScope.get(GenericScope.java:186) ~[spring-cloud-context-2.1.2.RELEASE.jar:2.1.2.RELEASE]
	at org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory.doGetBean(AbstractBeanFactory.java:353) ~[spring-beans-5.1.8.RELEASE.jar:5.1.8.RELEASE]
	at org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory.getBean(AbstractBeanFactory.java:199) ~[spring-beans-5.1.8.RELEASE.jar:5.1.8.RELEASE]
	at org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext.getBean(AbstractApplicationContext.java:1105) ~[spring-context-5.1.8.RELEASE.jar:5.1.8.RELEASE]
	at org.springframework.cloud.context.scope.refresh.RefreshScope.eagerlyInitialize(RefreshScope.java:134) ~[spring-cloud-context-2.1.2.RELEASE.jar:2.1.2.RELEASE]
	at org.springframework.cloud.context.scope.refresh.RefreshScope.start(RefreshScope.java:125) ~[spring-cloud-context-2.1.2.RELEASE.jar:2.1.2.RELEASE]
	at org.springframework.cloud.context.scope.refresh.RefreshScope.onApplicationEvent(RefreshScope.java:119) ~[spring-cloud-context-2.1.2.RELEASE.jar:2.1.2.RELEASE]
	at org.springframework.cloud.context.scope.refresh.RefreshScope.onApplicationEvent(RefreshScope.java:73) ~[spring-cloud-context-2.1.2.RELEASE.jar:2.1.2.RELEASE]
	at org.springframework.context.event.SimpleApplicationEventMulticaster.doInvokeListener(SimpleApplicationEventMulticaster.java:172) ~[spring-context-5.1.8.RELEASE.jar:5.1.8.RELEASE]
	......

3. Nacos 加载配置的三种方案

• 以下对 bootstrap.yml 的修改都可以在启动时配置 JVM 环境替代，使用如下命令：
• -Dspring.profiles.active=${profile}

3.1 Data ID 方案

• 新建三个 Data ID 的环境：

• 指定 spring.profile.active 中的配置，重启服务，可以看到配置已经切换成其他环境了：

spring:
  profiles:
    active: prod

3.2 Group 方案

• 新建三个 Group 的环境：

• 指定 spring.profile.active 和 spring.cloud.nacos.config.group 中的配置，重启服务，可以看到配置已经切换成其他环境了：
• application.yml：

spring:
  profiles:
    active: info #修改

• bootstrap.yml：

server:
  port: 18082
spring:
  application:
    name: nacos-config-client
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848 
      config:
        server-addr: localhost:8848
        file-extension: yaml
        group: PROD_GROUP #新增

3.3 Namespace 方案

• 新建两个 Namespace 的环境：

• 克隆 / 新建几份配置文件到新的命名空间，然后编辑修改；

• 指定 spring.profile.active 和 spring.cloud.nacos.config.group 中的配置，重启服务，可以看到配置已经切换成其他环境了：
• application.yml：

spring:
  profiles:
    active: dev #修改

• bootstrap.yml：

server:
  port: 18082
spring:
  application:
    name: nacos-config-client
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848 
      config:
        server-addr: localhost:8848
        file-extension: yaml
        group: DEFAULT_GROUP #新增
        namespace: 48b2da7d-0b26-4c15-907b-9a379db8f7de #新增，命名空间的 ID，在新建命名空间时会给出

最后

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