在微服务架构中，有许多绕不开的技术话题。比方服务发现、负载平衡、指标监控、链路追踪，以及服务治理相干的超时管制、熔断、降级、限流等，还有RPC框架。这些都是微服务架构的根底，只有打牢这些根底，才敢说对微服务是有了一点了解，出门也好意思和他人打招呼了，被人发问的时候也能娓娓而谈了，线上出了问题往往也能寻根溯源心田不慌了，旁边的女同事小芳看着你的时候也是满眼的小可爱了。
在《微服务实际》公众号，之前写了《go-zero微服务实战系列》的系列文章，这个系列的文章更多的是偏差业务性能和高并发下的服务优化等。自己程度无限，不免有写的有余的中央，但也仍然失去了大家的反对与激励，倍感荣幸，所以决定趁热打铁，乘胜追击，持续给大家输入干货。
《彻底搞懂系列》会基于 go-zero v1.3.5 和 grpc-go v1.47.0 和大家一起学习微服务架构的方方面面，次要模式是实践+源码+案例，如果工夫容许也可能会加上配套视频。
本篇文章作为该系列的第一篇，会先介绍绝对比较简单的服务发现相干内容。
撸袖子开搞，奥利给！！！
服务发现
为什么在微服务架构中，须要引入服务发现呢？实质上，服务发现的目标是解耦程序对服务具体位置的依赖，对于微服务架构来说，服务发现不是可选的，而是必须的。因为在生产环境中服务提供方都是以集群的形式对外提供服务，集群中服务的IP随时都可能发生变化，比方服务重启，公布，扩缩容等，因而咱们须要用一本“通讯录”及时获取到对应的服务节点，这个获取的过程其实就是“服务发现”。
要了解服务发现，须要晓得服务发现解决了如下三个问题：
服务的注册（Service Registration）
当服务启动的时候，应该通过某种模式（比方调用API、产生上线事件音讯、在Etcd中记录、存数据库等等）把本人（服务）的信息告诉给服务注册核心，这个过程个别是由微服务框架来实现，业务代码无感知。
服务的保护（Service Maintaining）
只管在微服务框架中通常都提供下线机制，但并没有方法保障每次服务都能优雅下线（Graceful Shutdown），而不是因为宕机、断网等起因忽然失联，所以，在微服务框架中就必须要尽可能的保障保护的服务列表的正确性，以防止拜访不可用服务节点的难堪。
服务的发现（Service Discovery）
这里所说的发现是广义的，它特指消费者从微服务框架（服务发现模块）中，把一个服务标识（个别是服务名）转换为服务理论地位（个别是ip地址）的过程。这个过程（可能是调用API，监听Etcd，查询数据库等）业务代码无感知。
服务发现有两种模式，别离是服务端服务发现和客户端服务发现，上面别离进行介绍。
服务端服务发现
对于服务端服务发现来说，服务调用方无需关注服务发现的具体细节，只须要晓得服务的DNS域名即可，反对不同语言的接入，对基础设施来说，须要专门反对负载均衡器，对于申请链路来说多了一次网络跳转，可能会有性能损耗。也能够把咱们比拟相熟的 nginx 反向代理了解为服务端服务发现。
客户端服务发现
对于客户端服务发现来说，因为客户端和服务端采纳了直连的形式，比服务端服务发现少了一次网络跳转，对于服务调用方来说须要内置负载均衡器，不同的语言须要各自实现。
对于微服务架构来说，咱们冀望的是去中心化依赖，中心化的依赖会让架构变得复杂，当呈现问题的时候也会让整个排查链路变得繁琐，所以在 go-zero 中采纳的是客户端服务发现的模式。
gRPC的服务发现
gRPC提供了自定义Resolver的能力来实现服务发现，通过 Register办法来进行注册自定义的Resolver，自定义的Resolver须要实现Builder接口，定义如下：
grpc-go/resolver/resolver.go:261
type Builder interface { Build(target Target, cc ClientConn, opts BuildOptions) (Resolver, error) Scheme() string}先说下 Scheme() 办法的作用，该办法返回一个stirng。注册的 Resolver 会被保留在一个全局的变量m中，m是一个map，这个map的key即为 Scheme() 办法返回的字符串。也就是多个Resolver是通过Scheme来进行辨别的，所以咱们定义 Resolver 的时候 Scheme 不要反复，否则 Resolver 就会被笼罩。
grpc-go/resolver/resolver.go:49
func Register(b Builder) { m[b.Scheme()] = b}再来看下Build办法，Build办法有三个参数，还有Resolver返回值，乍一看不晓得这些参数是干嘛的，遇到这种状况该怎么办呢？其实也很简略，去源码里看一下Build办法在哪里被调用的，就晓得传入的参数是哪里来的，是什么含意了。
应用gRPC进行服务调用前，须要先创立一个 ClientConn 对象，最终发动调用的时候，其实是调用了 ClientConn 的 Invoke 办法，能够看下如下代码，其中 ClientConn 是通过调用 NewGreeterClient 传入的，NewGreeterClient 为 protoc 主动生成的代码，并赋值给 cc 属性，示例代码中创立 ClientConn 调用的是 Dial 办法，底层也会调用 DialContext：
grpc-go/clientconn.go:104
func Dial(target string, opts ...DialOption) (*ClientConn, error) { return DialContext(context.Background(), target, opts...)}创立 ClientConn 对象，并传递给主动生成的 greeterClient
grpc-go/examples/helloworld/greeter_client/main.go:42
func main() { flag.Parse() // Set up a connection to the server. conn, err := grpc.Dial(*addr, grpc.WithTransportCredentials(insecure.NewCredentials())) if err != nil { log.Fatalf("did not connect: %v", err) } defer conn.Close() c := pb.NewGreeterClient(conn) // Contact the server and print out its response. ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), time.Second) defer cancel() r, err := c.SayHello(ctx, &pb.HelloRequest{Name: *name}) if err != nil { log.Fatalf("could not greet: %v", err) } log.Printf("Greeting: %s", r.GetMessage())}最终通过 Invoke 办法真正发动调用申请。
grpc-go/examples/helloworld/helloworld/helloworld_grpc.pb.go:39
func (c *greeterClient) SayHello(ctx context.Context, in *HelloRequest, opts ...grpc.CallOption) (*HelloReply, error) { out := new(HelloReply) err := c.cc.Invoke(ctx, "/helloworld.Greeter/SayHello", in, out, opts...) if err != nil { return nil, err } return out, nil}在理解了客户端调用发动的流程后，咱们重点看下 ClientConn 办法，该办法巨长，只看咱们关注的Resolver局部。ClientConn 第二个参数 Target 的语法能够参考 https://github.com/grpc/grpc/... ，采纳了URI的格局，其中第一局部示意Resolver的名称，即自定义Builder办法Scheme的返回值。格局如下：
dns:[//authority/]host[:port] -- DNS（默认）持续往下看，通过调用 parseTargetAndFindResolver 办法来获取Resolver
grpc-go/clientconn.go:251
resolverBuilder, err := cc.parseTargetAndFindResolver()在 parseTargetAndFindResolver 办法中，次要就是把 target 中的resolver name解析进去，而后依据resolver name去下面咱们提到的保留Resolver的全局变量m中去找对应的Resolver。
grpc-go/clientconn.go:1574
func (cc *ClientConn) parseTargetAndFindResolver() (resolver.Builder, error) { // 非关键代码省略 ... var rb resolver.Builder parsedTarget, err := parseTarget(cc.target) // 非关键代码省略 ... rb = cc.getResolver(parsedTarget.Scheme) if rb == nil { return nil, fmt.Errorf("could not get resolver for default scheme: %q", parsedTarget.Scheme) } cc.parsedTarget = parsedTarget return rb, nil}接着往下看，找到咱们本人注册的Resolver之后，又调用了 newCCResolverWrapper 办法，把咱们本人的Resolver也传了进去
grpc-go/clientconn.go:292
rWrapper, err := newCCResolverWrapper(cc, resolverBuilder)进入到 newCCResolverWrapper 办法中，在这个办法中终于找到了咱们自定义的 Builder 的 Build 办法在哪里被调用了，在 grpc-go/resolver_conn_wrapper.go:72 调用了咱们自定义的Build办法，其中第一参数target传入的为cc.parseTarget，cc为 newCCResolverWrapper 第一个参数，即 ClientConn 对象。cc.parseTarget是在下面提到的获取自定义Resolver办法 parseTargetAndFindResolver 中最初赋值的，其中Scheme、Authority、Endpoint别离对应Target语法中定义的三局部，这几个属性行将被废除，只保留URL属性，定义如下：
grpc-go/resolver/resolver.go:245
type Target struct { // Deprecated: use URL.Scheme instead. Scheme string // Deprecated: use URL.Host instead. Authority string // Deprecated: use URL.Path or URL.Opaque instead. The latter is set when // the former is empty. Endpoint string // URL contains the parsed dial target with an optional default scheme added // to it if the original dial target contained no scheme or contained an // unregistered scheme. Any query params specified in the original dial // target can be accessed from here. URL url.URL}URL的Scheme对应Target的Scheme，URL的Host对应Target的Authority，URL的Path对应Target的Endpoint
/usr/local/go/src/net/url/url.go:358
type URL struct { Scheme string Opaque string // encoded opaque data User *Userinfo // username and password information Host string // host or host:port Path string // path (relative paths may omit leading slash) RawPath string // encoded path hint (see EscapedPath method) ForceQuery bool // append a query ('?') even if RawQuery is empty RawQuery string // encoded query values, without '?' Fragment string // fragment for references, without '#' RawFragment string // encoded fragment hint (see EscapedFragment method)}持续看传入自定义Build办法的第二个参数cc，这个cc参数是一个接口 ClientConn，不要和咱们之前讲的创立客户端调用用的 ClientConn混同，这个 ClientConn定义如下：
grpc-go/resolver/resolver.go:203
type ClientConn interface { UpdateState(State) error ReportError(error) NewAddress(addresses []Address) NewServiceConfig(serviceConfig string) ParseServiceConfig(serviceConfigJSON string) *serviceconfig.ParseResult}ccResolverWrapper 实现了这个接口，并作为自定义Build办法的第二个参数传入
grpc-go/resolver_conn_wrapper.go:36
type ccResolverWrapper struct { cc *ClientConn resolverMu sync.Mutex resolver resolver.Resolver done *grpcsync.Event curState resolver.State incomingMu sync.Mutex // Synchronizes all the incoming calls.}自定义Build办法的第三个参数为一些配置项，newCCResolverWrapper实现如下：
grpc-go/resolver_conn_wrapper.go:48
func newCCResolverWrapper(cc *ClientConn, rb resolver.Builder) (*ccResolverWrapper, error) { ccr := &ccResolverWrapper{ cc: cc, done: grpcsync.NewEvent(), } var credsClone credentials.TransportCredentials if creds := cc.dopts.copts.TransportCredentials; creds != nil { credsClone = creds.Clone() } rbo := resolver.BuildOptions{ DisableServiceConfig: cc.dopts.disableServiceConfig, DialCreds: credsClone, CredsBundle: cc.dopts.copts.CredsBundle, Dialer: cc.dopts.copts.Dialer, } var err error ccr.resolverMu.Lock() defer ccr.resolverMu.Unlock() ccr.resolver, err = rb.Build(cc.parsedTarget, ccr, rbo) if err != nil { return nil, err } return ccr, nil}好了，到这里咱们曾经晓得了自定Resolver的Build办法在哪里被调用，以及传入的参数的由来以及含意，如果你是第一次看gRPC源码的话可能当初曾经有点懵了，能够多读几遍，为大家提供了时序图配合代码浏览成果更佳：
go-zero中如何实现的服务发现
通过对gRPC服务发现相干内容的学习，咱们大略曾经晓得了服务发现是怎么回事了，有了实践，接下来咱们就一起看下go-zero是如何基于gRPC做服务发现的。
通过下面的时序图能够看到第一步是须要自定义Resolver，第二步注册自定义的Resolver。
go-zero的服务发现是在客户端实现的。在创立zRPC客户端的时候，通过init办法进行了自定义Resolver的注册。
go-zero/zrpc/internal/client.go:23
func init() { resolver.Register()}在go-zero中默认注册了四个自定义的Resolver。
go-zero/zrpc/resolver/internal/resolver.go:35
func RegisterResolver() { resolver.Register(&directResolverBuilder) resolver.Register(&discovResolverBuilder) resolver.Register(&etcdResolverBuilder) resolver.Register(&k8sResolverBuilder)}通过 goctl 主动生成的rpc代码默认应用的是etcd作为服务注册与发现组件的，因而咱们重点来看下go-zero是如何基于etcd实现服务注册与发现的。
etcdBuilder返回的Scheme值为etcd
go-zero/zrpc/resolver/internal/etcdbuilder.go:7
func (b *etcdBuilder) Scheme() string { return EtcdScheme}go-zero/zrpc/resolver/internal/resolver.go:15
EtcdScheme = "etcd"还记得咱们下面讲过的吗？在时序图的第五步和第六步，会通过scheme去全局的m中寻找自定义的Resolver，而scheme是从DialContext第二个参数target中解析进去的，那咱们看下go-zero调用DialContext的时候，传入的target值是什么。target是通过 BuildTarget 办法获取来的，定义如下：
go-zero/zrpc/config.go:72
func (cc RpcClientConf) BuildTarget() (string, error) { if len(cc.Endpoints) > 0 { return resolver.BuildDirectTarget(cc.Endpoints), nil } else if len(cc.Target) > 0 { return cc.Target, nil } if err := cc.Etcd.Validate(); err != nil { return "", err } if cc.Etcd.HasAccount() { discov.RegisterAccount(cc.Etcd.Hosts, cc.Etcd.User, cc.Etcd.Pass) } if cc.Etcd.HasTLS() { if err := discov.RegisterTLS(cc.Etcd.Hosts, cc.Etcd.CertFile, cc.Etcd.CertKeyFile, cc.Etcd.CACertFile, cc.Etcd.InsecureSkipVerify); err != nil { return "", err } } return resolver.BuildDiscovTarget(cc.Etcd.Hosts, cc.Etcd.Key), nil}最终生成target后果的办法如下，也就是对于etcd来说，最终生成的target格局为：
etcd://127.0.0.1:2379/product.rpcgo-zero/zrpc/resolver/target.go:17
func BuildDiscovTarget(endpoints []string, key string) string { return fmt.Sprintf("%s://%s/%s", internal.DiscovScheme, strings.Join(endpoints, internal.EndpointSep), key)}仿佛有点不对劲，scheme不应该是etcd么？为什么是discov？其实是因为etcd和discov共用了一套Resolver逻辑，也就是gRPC通过scheme找到曾经注册的discov Resolver，该Resolver对应的Build办法同样实用于etcd，discov能够认为是对服务发现的一个形象，etcdResolver的定义如下：
go-zero/zrpc/resolver/internal/etcdbuilder.go:3
type etcdBuilder struct { discovBuilder}服务注册
在具体看基于etcd的自定义Resolver逻辑之前，咱们先来看下go-zero的服务注册，即如何把服务信息注册到etcd中的，咱们以 lebron/apps/product/rpc 这个服务为例进行阐明。
在product-rpc的配置文件中配置了Etcd，包含etcd的地址和服务对应的key，如下：
lebron/apps/product/rpc/etc/product.yaml:4
ListenOn: 127.0.0.1:9002Etcd: Hosts: - 127.0.0.1:2379 Key: product.rpc调用zrpc.MustNewServer创立gRPC server，接着会调用 NewRpcPubServer 办法，定义如下：
go-zero/zrpc/internal/rpcpubserver.go:17
func NewRpcPubServer(etcd discov.EtcdConf, listenOn string, opts ...ServerOption) (Server, error) { registerEtcd := func() error { pubListenOn := figureOutListenOn(listenOn) var pubOpts []discov.PubOption if etcd.HasAccount() { pubOpts = append(pubOpts, discov.WithPubEtcdAccount(etcd.User, etcd.Pass)) } if etcd.HasTLS() { pubOpts = append(pubOpts, discov.WithPubEtcdTLS(etcd.CertFile, etcd.CertKeyFile, etcd.CACertFile, etcd.InsecureSkipVerify)) } pubClient := discov.NewPublisher(etcd.Hosts, etcd.Key, pubListenOn, pubOpts...) return pubClient.KeepAlive() } server := keepAliveServer{ registerEtcd: registerEtcd, Server: NewRpcServer(listenOn, opts...), } return server, nil}在启动Server的时候，调用Start办法，在Start办法中会调用registerEtcd进行真正的服务注册
go-zero/zrpc/internal/rpcpubserver.go:44
func (s keepAliveServer) Start(fn RegisterFn) error { if err := s.registerEtcd(); err != nil { return err } return s.Server.Start(fn)}在KeepAlive办法中，首先创立etcd连贯，而后调用register办法进行服务注册，在register首先创立租约，租约默认工夫为10秒钟，最初通过Put办法进行注册。
go-zero/core/discov/publisher.go:125
func (p *Publisher) register(client internal.EtcdClient) (clientv3.LeaseID, error) { resp, err := client.Grant(client.Ctx(), TimeToLive) if err != nil { return clientv3.NoLease, err } lease := resp.ID if p.id > 0 { p.fullKey = makeEtcdKey(p.key, p.id) } else { p.fullKey = makeEtcdKey(p.key, int64(lease)) } _, err = client.Put(client.Ctx(), p.fullKey, p.value, clientv3.WithLease(lease)) return lease, err}key的规定定义如下，其中key为在配置文件中配置的Key，这里为product.rpc，id为租约id。value为服务的地址。
go-zero/core/discov/clients.go:39
func makeEtcdKey(key string, id int64) string { return fmt.Sprintf("%s%c%d", key, internal.Delimiter, id)}在理解了服务注册的流程后，咱们启动product-rpc服务，而后通过如下命令查看服务注册的地址：
$ etcdctl get product.rpc --prefixproduct.rpc/7587864068988009477127.0.0.1:9002在 KeepAlive 办法中，服务注册完后，最初会调用 keepAliveAsync 进行租约的续期，以保障服务始终是存活的状态，如果服务异样退出了，那么也就无奈进行续期，服务发现也就能自动识别到该服务异样下线了。
服务发现
当初曾经把服务注册到etcd中了，持续来看如何发现这些服务地址。咱们回到 etcdBuilder 的Build办法的实现。
还记得第一个参数target是什么吗？如果不记得了能够往上翻再温习一下，首先从target中解析出etcd的地址，和服务对应的key。而后创立etcd连贯，接着执行update办法，在update办法中，通过调用cc.UpdateState办法进行服务状态的更新。
go-zero/zrpc/resolver/internal/discovbuilder.go:14
func (b *discovBuilder) Build(target resolver.Target, cc resolver.ClientConn, _ resolver.BuildOptions) ( resolver.Resolver, error) { hosts := strings.FieldsFunc(targets.GetAuthority(target), func(r rune) bool { return r == EndpointSepChar }) sub, err := discov.NewSubscriber(hosts, targets.GetEndpoints(target)) if err != nil { return nil, err } update := func() { var addrs []resolver.Address for _, val := range subset(sub.Values(), subsetSize) { addrs = append(addrs, resolver.Address{ Addr: val, }) } if err := cc.UpdateState(resolver.State{ Addresses: addrs, }); err != nil { logx.Error(err) } } sub.AddListener(update) update() return &nopResolver{cc: cc}, nil}如果遗记了Build办法第二个参数cc的话，能够往上翻翻再温习一下，cc.UpdateState办法定义如下，最终会调用 ClientConn 的 updateResolverState 办法：
grpc-go/resolver_conn_wrapper.go:94
func (ccr *ccResolverWrapper) UpdateState(s resolver.State) error { ccr.incomingMu.Lock() defer ccr.incomingMu.Unlock() if ccr.done.HasFired() { return nil } ccr.addChannelzTraceEvent(s) ccr.curState = s if err := ccr.cc.updateResolverState(ccr.curState, nil); err == balancer.ErrBadResolverState { return balancer.ErrBadResolverState } return nil}持续看 Build 办法，update办法会被增加到事件监听中，当有PUT和DELETE事件触发，都会调用update办法进行服务状态的更新，事件监听是通过etcd的Watch机制实现，代码如下：
go-zero/core/discov/internal/registry.go:295
func (c *cluster) watchStream(cli EtcdClient, key string) bool { rch := cli.Watch(clientv3.WithRequireLeader(c.context(cli)), makeKeyPrefix(key), clientv3.WithPrefix()) for { select { case wresp, ok := <-rch: if !ok { logx.Error("etcd monitor chan has been closed") return false } if wresp.Canceled { logx.Errorf("etcd monitor chan has been canceled, error: %v", wresp.Err()) return false } if wresp.Err() != nil { logx.Error(fmt.Sprintf("etcd monitor chan error: %v", wresp.Err())) return false } c.handleWatchEvents(key, wresp.Events) case <-c.done: return true } }}当有事件触发的时候，会调用事件处理函数 handleWatchEvents ，最终会调用 Build 办法中定义的update进行服务状态的更新：
go-zero/core/discov/internal/registry.go:172
func (c *cluster) handleWhandleWatchEventsatchEvents(key string, events []*clientv3.Event) { c.lock.Lock() listeners := append([]UpdateListener(nil), c.listeners[key]...) c.lock.Unlock() for _, ev := range events { switch ev.Type { case clientv3.EventTypePut: c.lock.Lock() if vals, ok := c.values[key]; ok { vals[string(ev.Kv.Key)] = string(ev.Kv.Value) } else { c.values[key] = map[string]string{string(ev.Kv.Key): string(ev.Kv.Value)} } c.lock.Unlock() for _, l := range listeners { l.OnAdd(KV{ Key: string(ev.Kv.Key), Val: string(ev.Kv.Value), }) } case clientv3.EventTypeDelete: c.lock.Lock() if vals, ok := c.values[key]; ok { delete(vals, string(ev.Kv.Key)) } c.lock.Unlock() for _, l := range listeners { l.OnDelete(KV{ Key: string(ev.Kv.Key), Val: string(ev.Kv.Value), }) } default: logx.Errorf("Unknown event type: %v", ev.Type) } }}第一次会调用 load 办法，获取key对应的服务列表，通过etcd前缀匹配的形式获取，获取形式如下：
func (c *cluster) load(cli EtcdClient, key string) { var resp *clientv3.GetResponse for { var err error ctx, cancel := context.WithTimeout(c.context(cli), RequestTimeout) resp, err = cli.Get(ctx, makeKeyPrefix(key), clientv3.WithPrefix()) cancel() if err == nil { break } logx.Error(err) time.Sleep(coolDownInterval) } var kvs []KV for _, ev := range resp.Kvs { kvs = append(kvs, KV{ Key: string(ev.Key), Val: string(ev.Value), }) } c.handleChanges(key, kvs)}获取的服务地址列表，通过map存储在本地，当有事件触发的时候通过操作map进行服务列表的更新，这里有个暗藏的设计思考是当 etcd 连不上或者呈现故障时，内存里的服务地址列表不会被更新，保障了当 etcd 有问题时，服务发现仍然能够工作，保障服务持续失常运行。逻辑绝对比拟直观，这里就不再赘述，代码逻辑在 go-zero/core/discov/subscriber.go:76 ，上面是go-zero服务发现的时序图
结束语
到这里服务发现相干的内容曾经讲完了，内容还是有点多的，特地是代码局部须要重复仔细阅读能力加深了解。
咱们一起来简略回顾下本篇的内容：
- 首先介绍了服务发现的概念，以及服务发现须要解决哪些问题
- 服务发现的两种模式，别离是服务端发现模式和客户端发现模式
- 接着一起学习了gRPC提供的注册Resolver的能力，通过注册Resolver来实现自定义的服务发现性能，以及gRPC外部是如何寻找到自定义的Resolver和触发调用自定义Resolver的逻辑
最初学习了go-zero中服务发现的实现原理，
- 先是介绍了go-zero的服务注册流程，演示了最终注册的成果
- 接着从自定义Resolver的Build办法登程，理解到先是通过前缀匹配的形式获取对应的服务列表存在本地，而后调用UpdateState办法更新服务状态
- 通过Watch的形式监听服务状态的变动，监听到变动后会触发调用update办法更新本地的服务列表和调用UpdateState更新服务的状态。
服务发现是了解微服务架构的根底，心愿大家能认真的浏览本文，如果有疑难能够随时找我探讨，在社区群中能够搜寻dawn_zhou找到我。
通过服务发现获取到服务列表后，接着就会通过Invoke办法进行服务调用，在服务调用的时候就波及到负载平衡，通过负载平衡抉择一个适合的节点发动申请。负载平衡是下一篇文章要讲的内容，敬请期待。
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