Spring Cloud Alibaba Nacos 的 2 種健康檢查機制！

  • 2022 年 2 月 28 日
  • 筆記

Spring Cloud Alibaba Nacos 作為註冊中心不止提供了服務註冊和服務發現功能，它還提供了服務可用性監測的機制。有了此機制之後，Nacos 才能感知服務的健康狀態，從而為服務調用者提供健康的服務實例，最終保證了業務系統能夠正常的執行。

兩種健康檢查機制

Nacos 中提供了兩種健康檢查機制：

  1. 客戶端主動上報機制。
  2. 服務器端反向探測機制。

如何理解這兩種機制呢？
想像⼀下這麼⼀個場景，你所在的地區突然發生地質災害，你被掩蓋在廢墟下面，搜救隊必須要知道你在廢墟裏面，那麼才能對你進行施救。那有什麼方法可以讓救援隊知道你在廢墟下面？

  • 第⼀種，你在廢墟裏面大喊 help! help! I am here! ，讓搜救隊知道你的位置和健康狀態。
  • 第二種，搜救隊使用了他們的專業檢查設備，探測到你正埋在廢墟下面。

以上這兩種方法和 Nacos 的兩種健康檢查機制類似，也就是客戶端主動上報機制，是客戶端每隔一段時間，主動向 Nacos 服務器端上報自己的健康狀況，而服務器端反向探測機制是 Nacos 服務器端來檢測客戶端是否健康。
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如何設置健康檢查機制？

Nacos 中的健康檢查機制不能主動設置，但健康檢查機制是和 Nacos 的服務實例類型強相關的。
也就是說 Nacos 中的兩種服務實例分別對應了兩種健康檢查機制：

  1. 臨時實例（也可以叫做非持久化實例）：對應的是客戶端主動上報機制。
  2. 永久實例（也可以叫做持久化實例）：服務端反向探測機制。

為什麼需要兩種服務實例呢？
以淘寶為例，雙十一大促期間，流量會比平常高出很多，此時服務肯定需要增加更多實例來應對高並發，而這些實例在雙十一之後就無需繼續使用了，採用臨時實例比較合適。而對於服務的一些常備實例，則使用永久實例更合適。

客戶端主動上報機制

臨時實例每隔 5 秒會主動上報一次自己的健康狀況，發送的數據包叫做心跳包，發送心跳包的機制叫做心跳機制。
如果心跳包的間隔時間超過了 15 秒，那麼 Nacos 服務器端就會將此服務實例標記為非健康實例，如果心跳包超過了 30s 秒，那麼 Nacos 服務器端將會把此服務實例從服務列表中刪除掉。
運行 Nacos 項目時，可以看到客戶端主動上報心跳包的日誌，如下圖所示：
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從上述圖片可以看出，Nacos 客戶端會以每 5s 一次的頻率來上報自己的健康情況，請求信息如下：

/nacos/v1/ns/instance/beat?app=unknown&namespaceId=public&port=8081&clusterName=DEFAULT&ip=192.168.3.72&serviceName=DEFAULT_GROUP@@spring-cloud-nacos-producer2

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服務端反向探測機制

永久實例使用的服務器端反向探測的方式實現健康檢查的，它的探測周期是 2000 毫秒 + 隨機數（5000 毫秒以內），如果檢測異常會將此服務實例，標記為非健康實例，但不會把服務實例向臨時實例那樣進行刪除。
Nacos 服務器反向探測目前內置了 3 種探測協議：HTTP 探測、TCP 探測和 MySQL 探測。
⼀般而言 HTTP 和 TCP 探測已經可以涵蓋絕大多數的健康檢查場景，MySQL 主要用於特殊的業務場景，例如數據庫的主備需要通過服務名對外提供訪問，需要確定當前訪問數據庫是否為主庫時，那麼我們此時的健康檢查接口，是⼀個檢查數據庫是否為主庫的 MySQL 命令。
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TCP 探測

默認情況下，永久實例使用的是 TCP 探測，這點可以在 Nacos 控制台觀察到，如下圖所示：
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默認會使用 IP端口來檢查，如下圖所示：
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TCP 探測的大體邏輯是通過與註冊實例建立 channel，不斷 ping 註冊實例的端口，來判斷實例是否健康。

HTTP 探測

HTTP 探測需要在 Nacos 控制台手動配置，如下圖所示：
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我們在服務實例中添加探測接口的實現代碼：
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此時我們重新啟動服務實例，在服務詳情中可以看到我們配置的 HTTP 探測已經生效了，可以檢查出實例是健康的，如下圖所示：
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Nacos 服務器端通過檢查 HTTP 的接口是否返回 200 狀態碼，來判斷實例是否為健康狀態。

集群下的健康檢查機制

集群下的健康檢查機制可以用一句話來概括，那就是「各司其職」。每個服務對應了一個主註冊中心，當註冊中心接收到臨時實例的心跳包之後，將健康狀態同步給其他註冊中心。而永久實例也是類似的，每個服務對應了一個主註冊中心，當負責的註冊中心探測到服務實例的健康狀態發生改變時，再會將實例的健康狀況同步到其他註冊中心，從而實現了集群下的健康檢查機制。
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總結

Nacos 中提供了兩種健康檢查機制：臨時實例的客戶端主動上報機制和永久實例的服務端反向探測機制。臨時實例每隔 5s 發送一個心跳包給 Nacos 服務器端，服務器端接收到心跳包之後再將健康狀況同步給其他註冊中心。永久實例支持 3 種探測協議，TCP、HTTP 和 MySQL，默認探測協議為 TCP，也就是通過不斷 ping 的方式來判斷實例是否健康。
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參考 & 鳴謝

《Nacos框架與原理》
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