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简介：了解了 Nacos 的服务模型，也有利于咱们理解 Nacos 背地的工作原理，从而确保咱们正确地应用 Nacos。
作者：岛风
前言
依照目前市场上的支流应用场景，Nacos 被分成了两块性能：服务注册发现（Naming）和配置核心（Config）。在之前的文章中我介绍了 Nacos 配置核心的实现原理，明天这篇文章所介绍的内容则是与 Nacos 服务注册发现性能相干，来聊一聊 Nacos 的服务模型。
说到服务模型，其实须要辨别视角，一是用户视角，一个内核视角。即 Nacos 用户视角看到的服务模型和 Nacos 开发者设计的内核模型可能是齐全不一样的，而明天的文章，是站在用户视角察看的，旨在探讨 Nacos 服务发现的最佳实际。
服务模型介绍
个别我在聊注册核心时，都会以 Zookeeper 为引子，这也是很多人最相熟的注册核心。但如果你真的写过或看过应用 Zookeeper 作为注册核心的适配代码，会发现并不是那么容易，再加上注册核心波及到的一致性原理，这就导致很多人对注册核心的第一印象是：这个货色好难！但归根到底是因为 Zookeeper 基本不是专门为注册核心而设计的，其提供的 API 以及内核设计，并没有预留出「服务模型」的概念，这就使得开发者须要自行设计一个模型，去填补 Zookeeper 和服务发现之间的鸿沟。
微服务架构逐步深入人心后，Nacos、Consul、Eureka 等注册核心组件进入公众的眼帘。能够发现，这些”真正“的注册核心都有各自的「服务模型」，在应用上也更加的不便。
为什么要有「服务模型」？实践上，一个根底组件能够被塑造成任意的模样，如果你违心，一个数据库也能够被设计成注册核心，这并不是”夸大“的修辞手法，在阿里还真有人这么干过。那么代价是什么呢？肯定会在业务倒退到肯定体量后遇到瓶颈，肯定会遇到某些极其 case 导致其无奈失常工作，肯定会导致其扩展性低下。正如刚学习数据结构时，同学们常见的一个疑难一样：为什么栈只能先进后出。不是所有开发都是中间件专家，所以 Nacos 设计了本人的「服务模型」，这尽管限度了使用者的”想象力“，但保障了使用者在正确地应用 Nacos。
花了肯定的篇幅介绍 Nacos 为什么须要设计「服务模型」，再来看看理论的 Nacos 模型是个啥，其实没那么玄乎，一张图就能表白分明：
与 Consul、Eureka 设计有别，Nacos 服务发现应用的畛域模型是命名空间 - 分组 - 服务 - 集群 - 实例这样的多层构造。服务 Service 和实例 Instance 是外围模型，命名空间 Namespace、分组 Group、集群 Cluster 则是在不同粒度实现了服务的隔离。
为了更好的了解两个外围模型：Service 和 Instance，咱们以 Dubbo 和 SpringCloud 这两个曾经适配了 Nacos 注册核心的微服务框架为例，介绍下二者是如何映射对应模型的。
• Dubbo。将接口三元组（接口名 + 分组名 + 版本号）映射为 Service，将实例 IP 和端口号定义为 Instance。一个典型的注册在 Nacos 中的 Dubbo 服务：providers:com.alibaba.mse.EchoService:1.0.0:DUBBO
• Spring Cloud。将利用名映射为 Service，将实例 IP 和端口号定义为 Instance。一个典型的注册在 Nacos 中的 Spring Cloud 服务：helloApp
上面咱们将会更加具体地阐释 Nacos 提供的 API 和服务模型之间的关系。
环境筹备
须要部署一个 Nacos Server 用于测试，我这里抉择间接在 https://mse.console.aliyun.com/ 购买一个 MSE 托管的 Nacos，读者们能够抉择购买 MSE Nacos 或者自行搭建一个 Nacos Server。
MSE Nacos 提供的可视化控制台，也能够帮忙咱们更好的了解 Nacos 的服务模型。下文的一些截图，均来自 MSE Nacos 的商业化控制台。
疾速开始
先来实现一个最简略的服务注册与发现 demo。Nacos 反对从客户端注册服务实例和订阅服务，具体代码如下：
Properties properties = new Properties();
properties.setProperty(PropertyKeyConst.SERVER_ADDR, “mse-xxxx-p.nacos-ans.mse.aliyuncs.com:8848”);
String serviceName = “nacos.test.service.1”;
String instanceIp = InetAddress.getLocalHost().getHostAddress();
int instancePort = 8080;
namingService.registerInstance(serviceName, instanceIp, instancePort);
System.out.println(namingService.getAllInstances(serviceName));
上述代码定义了一个 service：nacos.test.service.1；定义了一个 instance，以本机 host 为 IP 和 8080 为端口号，察看理论的注册状况：
并且控制台也打印出了服务的详情。至此一个最简略的 Nacos 服务发现 demo 就曾经实现了。对一些细节稍作解释：
• 属性 PropertyKeyConst.SERVER_ADDR 示意的是 Nacos 服务端的地址。
• 创立一个 NamingService 实例，客户端将为该实例创立独自的资源空间，包含缓存、线程池以及配置等。Nacos 客户端没有对该实例做单例的限度，请小心保护这个实例，以防新建多于预期的实例。
• 注册服务 registerInstance 应用了最简略的重载办法，只须要传入服务名、IP、端口就能够。
上述的例子中，并没有呈现 Namespace、Group、Cluster 等前文提及的服务模型，我会在上面一节具体介绍，这个例子次要是为了演示 Nacos 反对的一些缺省配置，其中 Service 和 Instance 是必不可少的，这也验证了前文提到的服务和实例是 Nacos 的一等公民。
通过截图咱们能够发现缺省配置的默认值：
• Namespace：默认值是 public 或者空字符串，都能够代表默认命名空间。
• Group：默认值是 DEFAULT_GROUP。
• Cluster：默认值是 DEFAULT。
构建自定义实例
为了展现出 Nacos 服务模型的全貌，还须要介绍下实例相干的 API。例如咱们心愿注册的实例中，有一些可能被调配更多的流量；或者可能传入一些实例的元信息存储到 Nacos 服务端，例如 IP 所属的利用或者所在的机房，这样在客户端能够依据服务下挂载的实例元信息，来自定义负载平衡模式。Nacos 也提供了另外的注册实例接口，使得用户在注册实例时能够指定实例的属性：
/**
- register a instance to service with specified instance properties.
* - @param serviceName name of service
- @param groupName group of service
- @param instance instance to register
- @throws NacosException nacos exception
*/
void registerInstance(String serviceName, String groupName, Instance instance) throws NacosException;
这个办法在注册实例时，能够传入一个 Instance 实例，它的属性如下：
public class Instance {
/**
* unique id of this instance.
*/
private String instanceId;
/**
* instance ip.
*/
private String ip;
/**
* instance port.
*/
private int port;
/**
* instance weight.
*/
private double weight = 1.0D;
/**
* instance health status.
*/
private boolean healthy = true;
/**
* If instance is enabled to accept request.
*/
private boolean enabled = true;
/**
* If instance is ephemeral.
*
* @since 1.0.0
*/
private boolean ephemeral = true;
/**
* cluster information of instance.
*/
private String clusterName;
/**
* Service information of instance.
*/
private String serviceName;
/**
* user extended attributes.
*/
private Map<String, String> metadata = new HashMap<String, String>();}
有一些字段能够顾名思义，有一些则须要花些功夫专门去理解 Nacos 的设计，我这里筛选几个我认为重要的属性重点介绍下：
• healthy 实例衰弱状态。标识该实例是否衰弱，个别心跳健康检查会自动更新该字段。
• enable 是否启用。它跟 healthy 区别在于，healthy 个别是由内核健康检查更新，而 enable 更多是业务语义偏多，能够齐全依据业务场景操控。例如在 Dubbo 中，个别应用该字段标识某个实例 IP 的高低线状态。
• ephemeral 长期实例还是长久化实例。十分要害的一个字段，须要对 Nacos 有较为深刻的理解才可能了解该字段的含意。区别在于，心跳检测失败肯定工夫之后，实例是主动下线还是标记为不衰弱。个别在注册核心场景下，会应用长期实例。这样心跳检测失败之后，能够让消费者及时收到下线告诉；而在 DNS 模式下，应用长久化实例较多。在《一文详解 Nacos 高可用个性》中我也介绍过，该字段还会影响到 Nacos 的一致性协定。
• metadata 元数据。一个 map 构造，能够存储实例的自定义扩大信息，例如机房信息，路由标签，利用信息，权重信息等。
这些信息在由服务提供者上报之后，由服务消费者获取，从而实现信息的传递。以下是一个残缺的实例注册演示代码：
Properties properties = new Properties();
// 指定 Nacos Server 地址
properties.setProperty(PropertyKeyConst.SERVER_ADDR, “mse-xxxx-p.nacos-ans.mse.aliyuncs.com:8848”);
// 指定命名空间
properties.setProperty(PropertyKeyConst.NAMESPACE, “9125571e-bf50-4260-9be5-18a3b2e3605b”);
NamingService namingService = NacosFactory.createNamingService(properties);
String serviceName = “nacos.test.service.1”;
String group = “DEFAULT_GROUP”;
String clusterName = “cn-hangzhou”;
String instanceIp = InetAddress.getLocalHost().getHostAddress();
int instancePort = 8080;
Instance instance = new Instance();
// 指定集群名
instance.setClusterName(clusterName);
instance.setIp(instanceIp);
instance.setPort(instancePort);
// 指定实例的元数据
Map<String, String> metadata = new HashMap<>();
metadata.put(“app”, “nacos-demo”);
metadata.put(“site”, “cn-hangzhou”);
metadata.put(“protocol”, “1.3.3”);
instance.setMetadata(metadata);
// 指定服务名、分组和实例
namingService.registerInstance(serviceName, group, instance);
System.out.println(namingService.getAllInstances(serviceName));
构建自定义服务
除了实例之外，服务也能够自定义配置，Nacos 的服务随着实例的注册而存在，并随着所有实例的登记而沦亡。不过目前 Nacos 对于自定义服务的反对不是很敌对，除应用 OpenApi 能够批改服务的属性外，就只能应用注册实例时传入的服务属性来进行自定义配置。所以在理论的 Dubbo 和 SpringCloud 中，自定义服务个别较少应用，而自定义实例信息则绝对罕用。
Nacos 的服务与 Consul、Eureka 的模型都不同，Consul 与 Eureka 的服务等同于 Nacos 的实例，每个实例有一个服务名属性，服务自身并不是一个独自的模型。Nacos 的设计在我看来更为正当，其认为服务自身也是具备数据存储需要的，例如作用于服务下所有实例的配置、权限管制等。实例的属性该当继承自服务的属性，实例级别能够笼罩服务级别。以下是服务的数据结构：
/**
* Service name
*/
private String name;
/**
* Protect threshold
*/
private float protectThreshold = 0.0F;
/**
* Application name of this service
*/
private String app;
/**
* Service group which is meant to classify services into different sets.
*/
private String group;
/**
* Health check mode.
*/
private String healthCheckMode;
private Map<String, String> metadata = new HashMap<String, String>();在理论应用过程中，能够像疾速开始章节中介绍的那样，仅仅应用 ServiceName 标记一个服务。
服务隔离：Namespace&Group&Cluster
出于篇幅思考，这三个概念放到一起介绍。
襄王无意，神女无心。Nacos 提出了这几种隔离策略，目前看来只有 Namespace 在理论利用中应用较多，而 Group 和 Cluster 并没有被当回事。
Cluster 集群隔离在阿里巴巴外部应用的十分广泛。一个典型的场景是这个服务下的实例，须要配置多种健康检查形式，有一些实例应用 TCP 的健康检查形式，另外一些应用 HTTP 的健康检查形式。另一个场景是，服务下挂载的机器分属不同的环境，心愿可能在某些状况下将某个环境的流量全副切走，这样能够通过集群隔离，来做到一次性切流。在 Nacos 2.0 中，也在无意的弱化集群的概念，毕竟开源还是要面向用户的，有些货色适宜阿里，但不肯定适宜开源，等再往后演进，集群这个概念又有可能从新回到大家的眼帘中了，history will repeat itself。
Group 分组隔离的概念能够参考 Dubbo 的服务隔离策略，其也有一个分组。反对分组的扩大，用意当然是好的，理论应用上，也确实有一些公司会习惯应用分组来进行隔离。须要留神的一点是：Dubbo 注册三元组（接口名 + 分组 + 版本）时，其中 Dubbo 的分组是蕴含在 Nacos 的服务名中的，并不是映射成了 Nacos 的分组，个别 Nacos 注册的服务是默认注册到 DEFAULT_GROUP 分组的。
Namespace 命名空间隔离，我认为是 Nacos 一个比拟好的设计。在理论场景中应用也比拟广泛，个别用于多个环境的隔离，例如 daily，dev，test，uat，prod 等环境的隔离。特地是当环境十分多时，应用命名空间做逻辑隔离是一个比拟节约老本的策略。但强烈建议大家仅仅在非线上环境应用 Namespace 进行隔离，例如多套测试环境能够共享一套 Nacos，而线上环境独自搭建另一套 Nacos 集群，免得线下测试流量烦扰到线上环境。
服务发现：推拉模型
下面介绍完了 Nacos 服务发现的 5 大畛域模型，最初一节，介绍下如何获取服务模型。
Nacos 的服务发现，有被动拉取和推送两种模式，这与个别的服务发现架构雷同。以下是拉模型的相干接口：
/**
- Get all instances of a service
* - @param serviceName name of service
- @return A list of instance
- @throws NacosException
*/
List<Instance> getAllInstances(String serviceName) throws NacosException;
/**
- Get qualified instances of service
* - @param serviceName name of service
- @param healthy a flag to indicate returning healthy or unhealthy instances
- @return A qualified list of instance
- @throws NacosException
*/
List<Instance> selectInstances(String serviceName, boolean healthy) throws NacosException;
/**
- Select one healthy instance of service using predefined load balance strategy
* - @param serviceName name of service
- @return qualified instance
- @throws NacosException
*/
Instance selectOneHealthyInstance(String serviceName) throws NacosException;
Nacos 提供了三个同步拉取服务的办法，一个是查问所有注册的实例，一个是只查问衰弱且上线的实例，还有一个是获取一个衰弱且上线的实例。个别状况下，订阅端并不关怀不衰弱的实例或者权重设为 0 的实例，然而也不排除一些场景下，有一些运维或者治理的场景须要拿到所有的实例。仔细的读者会留神到上述 Nacos 实例中有一个 weight 字段，便是作用在此处的 selectOneHealthyInstance 接口上，依照权重返回一个衰弱的实例。集体认为这个性能绝对鸡肋，个别的 RPC 框架都有本身配套的负载平衡策略，很少会由注册核心 cover，事实上 Dubbo 和 Spring Cloud 都没有用到 Nacos 的这个接口。
除了被动查问实例列表，Nacos 还提供订阅模式来感知服务下实例列表的变动，包含服务配置或者实例配置的变动。能够应用上面的接口来进行订阅或者勾销订阅：
/**
- Subscribe service to receive events of instances alteration
* - @param serviceName name of service
- @param listener event listener
- @throws NacosException
*/
void subscribe(String serviceName, EventListener listener) throws NacosException;
/**
- Unsubscribe event listener of service
* - @param serviceName name of service
- @param listener event listener
- @throws NacosException
*/
void unsubscribe(String serviceName, EventListener listener) throws NacosException;
在理论的服务发现中，订阅接口尤为重要。消费者启动时，个别会同步获取一次服务信息用于初始化，紧接着订阅服务，这样当服务产生高低线时，就能够感知变动了，从而实现服务发现。
总结
Nacos 为了更好的实现服务发现，提供一套成熟的服务模型，其中重点须要关注的是 Namespace、Service 和 Instance，得益于这一套服务模型的形象，以及对推拉模型的反对，Nacos 能够疾速被微服务框架集成。
了解了 Nacos 的服务模型，也有利于咱们理解 Nacos 背地的工作原理，从而确保咱们正确地应用 Nacos。但 Nacos 提供的这些模型也不肯定所有都须要用上，例如集群、分组、权重等概念，被实践证明是绝对鸡肋的设计，在应用时，也须要依据本身业务特点去评估个性用量，不要自觉地为了应用技术而去用。
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