Spring Cloud 微服务概述与 Nacos

一、微服务概述

单体 vs 微服务

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                       单体架构                                   │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                                  │
│  ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐   │
│  │                     单一应用                              │   │
│  │  ┌─────────┐  ┌─────────┐  ┌─────────┐  ┌─────────┐    │   │
│  │  │ 用户模块 │  │ 订单模块 │  │ 支付模块 │  │ 商品模块 │    │   │
│  │  └─────────┘  └─────────┘  └─────────┘  └─────────┘    │   │
│  │  ┌─────────────────────────────────────────────────┐    │   │
│  │  │                   共用数据层                      │    │   │
│  │  └─────────────────────────────────────────────────┘    │   │
│  └─────────────────────────────────────────────────────────┘   │
│                                                                  │
│  问题：                                                         │
│  - 代码耦合，部署困难                                           │
│  - 扩展性差                                                    │
│  - 单点故障                                                    │
│                                                                  │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                       微服务架构                                 │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                                  │
│  ┌──────────┐  ┌──────────┐  ┌──────────┐  ┌──────────┐       │
│  │ 用户服务  │  │ 订单服务  │  │ 支付服务  │  │ 商品服务  │       │
│  │  :8081   │  │  :8082   │  │  :8083   │  │  :8084   │       │
│  └────┬─────┘  └────┬─────┘  └────┬─────┘  └────┬─────┘       │
│       │              │              │              │              │
│       └──────────────┴──────────────┴──────────────┘              │
│                              │                                    │
│                       ┌──────┴──────┐                            │
│                       │   网关/注册中心 │                          │
│                       └─────────────┘                            │
│                                                                  │
│  优势：独立部署、独立扩展、技术异构                                │
│                                                                  │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘

Spring Cloud 组件栈

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                      Spring Cloud 组件栈                          │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                                  │
│  服务注册/发现                                                   │
│  ├─ Eureka（Netflix，已停止维护）                                 │
│  ├─ Consul（HashiCorp）                                        │
│  └─ Nacos（阿里巴巴）⭐ 推荐                                    │
│                                                                  │
│  服务调用                                                       │
│  ├─ Ribbon（负载均衡，已停止维护）                               │
│  └─ OpenFeign（声明式 HTTP 客户端）⭐                           │
│                                                                  │
│  网关                                                          │
│  ├─ Zuul（Netflix，已停止维护）                                  │
│  └─ Gateway（响应式网关）⭐                                    │
│                                                                  │
│  熔断限流                                                      │
│  ├─ Hystrix（Netflix，已停止维护）                               │
│  └─ Sentinel（阿里巴巴）⭐                                      │
│                                                                  │
│  配置中心                                                      │
│  ├─ Config（Spring Cloud Config）                               │
│  └─ Nacos（同时支持配置中心）⭐                                 │
│                                                                  │
│  消息队列                                                      │
│  ├─ Stream（抽象层）                                           │
│  └─ RocketMQ / Kafka / RabbitMQ                                │
│                                                                  │
│  分布式事务                                                    │
│  └─ Seata（阿里巴巴）⭐                                         │
│                                                                  │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘

二、Nacos 概述

Nacos 是什么

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                         Nacos                                   │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                                  │
│  Nacos = Naming + Configuration + Service                       │
│                                                                  │
│  ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐   │
│  │                     Nacos                                │   │
│  │  ┌─────────────┐  ┌─────────────┐  ┌─────────────┐     │   │
│  │  │  服务注册  │  │   配置管理   │  │    流量管理  │     │   │
│  │  │  & 发现    │  │  & 动态配置  │  │  (权重/限流) │     │   │
│  │  └─────────────┘  └─────────────┘  └─────────────┘     │   │
│  └─────────────────────────────────────────────────────────┘   │
│                                                                  │
│  特性：                                                         │
│  - 易于部署（单机/集群）                                        │
│  - 中文社区活跃                                                │
│  - 同时支持 AP 和 CP                                            │
│  - 集成 Dubbo、Spring Cloud、K8s                                │
│                                                                  │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘

安装 Nacos

bash

# 下载
wget https://github.com/alibaba/nacos/releases/download/2.2.3/nacos-server-2.2.3.tar.gz

# 解压
tar -xzf nacos-server-2.2.3.tar.gz
cd nacos

# 单机启动
sh bin/startup.sh -m standalone

# 访问控制台
# http://localhost:8848/nacos
# 默认账号密码: nacos / nacos

Docker 启动

bash

docker run --name nacos-standalone -e MODE=standalone \
  -p 8848:8848 -p 9848:9848 \
  -d nacos/nacos-server:v2.2.3

三、服务注册与发现

服务提供者

xml

<dependencies>
    <!-- Nacos 服务发现 -->
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

<dependencyManagement>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
            <version>2022.0.0.0</version>
            <type>pom</type>
            <scope>import</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
</dependencyManagement>

配置

yaml

spring:
  application:
    name: user-service
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848           # Nacos 地址
        namespace: dev                        # 命名空间（隔离环境）
        group: DEFAULT_GROUP                  # 分组
        enabled: true                         # 启用发现
        register-enabled: true               # 是否注册自身
        ip: 192.168.1.100                    # 注册的 IP（省略则自动获取）
        port: 8080                            # 注册的端口
        
# 服务名/命名空间/分组 组合唯一标识一个服务实例
# ${spring.application.name}:${namespace}:${group}

启动类

java

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient  // 启用服务发现
public class UserServiceApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(UserServiceApplication.class, args);
    }
}

健康检查

yaml

spring:
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        # 心跳相关配置
        heart-beat-interval: 5000          # 心跳间隔（默认 5000）
        heart-beat-timeout: 15000          # 超时时间（默认 15000）
        ip-delete-timeout: 30000            # 实例删除超时（默认 30000）

四、服务消费者

RestTemplate 调用

java

@Configuration
public class RestTemplateConfig {
    
    @Bean
    @LoadBalanced  // 启用负载均衡
    public RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }
}

@Service
public class OrderService {
    
    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;
    
    public Order getOrder(Long orderId) {
        // 使用服务名而非 IP:Port
        String url = "http://user-service/api/user/" + userId;
        User user = restTemplate.getForObject(url, User.class);
        
        // Nacos 会自动发现 user-service 的实例
        // 并进行负载均衡
    }
}

OpenFeign 调用

xml

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
</dependency>

yaml

spring:
  cloud:
    openfeign:
      client:
        config:
          default:          # 全局配置
            logger-level: full
          user-service:    # 指定服务配置
            logger-level: basic
      circuitbreaker:
        enabled: true       # 启用熔断

java

@EnableFeignClients  // 启用 Feign

// 声明式接口
@FeignClient(name = "user-service", path = "/api/users")
public interface UserClient {
    
    @GetMapping("/{id}")
    User getUser(@PathVariable("id") Long id);
    
    @PostMapping
    User createUser(@RequestBody User user);
}

// 使用
@Service
public class OrderService {
    
    @Autowired
    private UserClient userClient;
    
    public Order getOrderWithUser(Long orderId) {
        Order order = orderRepository.findById(orderId);
        User user = userClient.getUser(order.getUserId());
        order.setUser(user);
        return order;
    }
}

五、配置中心

Nacos 配置

xml

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

bootstrap.yml

yaml

spring:
  application:
    name: order-service
  profiles:
    active: dev
  cloud:
    nacos:
      config:
        server-addr: localhost:8848
        namespace: dev
        group: DEFAULT_GROUP
        file-extension: yaml
        refresh-enabled: true  # 启用动态刷新
        
# 配置data-id: ${spring.application.name}-${spring.profiles.active}.${file-extension}
# order-service-dev.yaml

注解方式获取配置

java

@RestController
public class ConfigController {
    
    // 方式1：@Value
    @Value("${app.name}")
    private String appName;
    
    // 方式2：@ConfigurationProperties
    @Autowired
    private AppConfig appConfig;
    
    // 方式3：@NacosValue（支持动态刷新）
    @NacosValue(value = "${app.version}", autoRefreshed = true)
    private String version;
}

@RefreshScope 动态刷新

java

@RestController
@RefreshScope  // 支持动态刷新配置
public class ConfigController {
    
    @Value("${app.config}")
    private String config;
    
    // 当 Nacos 配置变更时，config 会自动更新
}

共享配置

yaml

spring:
  cloud:
    nacos:
      config:
        shared-configs:
          - data-id: common.yaml
            group: COMMON_GROUP
            refresh: true
          - data-id: redis.yaml
            group: COMMON_GROUP
            refresh: false

六、命名空间与分组

命名空间（环境隔离）

Nacos
├── dev 命名空间
│   ├── DEFAULT_GROUP
│   │   ├── user-service
│   │   └── order-service
│   └── PAYMENT_GROUP
│       └── payment-service
│
├── test 命名空间
│   └── ...
│
└── prod 命名空间
    └── ...

yaml

spring:
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        namespace: dev  # 指定命名空间 ID

分组（业务隔离）

yaml

spring:
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        group: USER_GROUP  # 指定分组

七、服务集群

多实例注册

yaml

# 实例1
spring:
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        ip: 192.168.1.101
        port: 8080
        cluster-name: HZ  # 杭州集群

# 实例2
spring:
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        ip: 192.168.1.102
        port: 8080
        cluster-name: HZ

# 实例3
spring:
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        ip: 192.168.1.201
        port: 8080
        cluster-name: SH  # 上海集群

负载均衡

yaml

spring:
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        # 优先调用同集群实例
        cluster-name: HZ
        # 权重配置（通过 Nacos 控制台设置）

临时实例 vs 非临时实例

yaml

spring:
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        # 临时实例：心跳检测，不存在则移除（默认）
        # 非临时实例：Nacos 主动探测
        ephemeral: false

八、Nacos 集群

集群架构

                    ┌─────────────────┐
                    │     Nginx       │
                    │   (负载均衡)     │
                    └────────┬────────┘
                             │
        ┌────────────────────┼────────────────────┐
        │                    │                    │
   ┌────┴────┐          ┌────┴────┐          ┌────┴────┐
   │ Nacos-1 │          │ Nacos-2 │          │ Nacos-3 │
   │ :8848   │◀───────▶│ :8848   │◀───────▶│ :8848   │
   └─────────┘          └─────────┘          └─────────┘
        │                    │                    │
        └────────────────────┼────────────────────┘
                            │
                      ┌─────┴─────┐
                      │  MySQL    │
                      │ (共享存储) │
                      └───────────┘

cluster.conf

properties

# 192.168.1.101:8848
# 192.168.1.102:8848
# 192.168.1.103:8848

高可用

选举机制：
1. 集群内选出一个 Leader
2. 所有写操作先同步到 Leader
3. 超过半数节点同步成功则操作成功
4. Leader 挂了重新选举

九、面试高频问题

Q1: Nacos 和 Eureka 区别？

对比	Nacos	Eureka
CAP	支持 AP 和 CP	只支持 AP
健康检查	心跳/TCP/HTTP	心跳
配置中心	支持	不支持
活跃度	活跃	已停止维护
部署	单机/集群	单机/集群

Q2: AP vs CP 如何选择？

AP（可用性）：优先保证服务可用，如用户下单
CP（一致性）：优先保证数据一致，如转账、扣款

Q3: Nacos 配置如何动态刷新？

@RefreshScope 标注 Bean
Nacos 配置变更
Spring Cloud 监听变更事件
刷新 Bean

Q4: 服务发现流程？

服务启动时向 Nacos 注册
定时发送心跳
消费者从 Nacos 获取服务列表
本地负载均衡选择实例
发起调用

十、下一章预告

下一章我们将学习 Gateway 网关：

Gateway 路由配置
过滤器链
断言（Predicate）
全局过滤器

Spring基础

MySQL数据库

PostgreSQL数据库

核心原理

Spring Cloud 微服务概述与 Nacos ​

一、微服务概述 ​

单体 vs 微服务 ​

Spring Cloud 组件栈 ​

二、Nacos 概述 ​

Nacos 是什么 ​

安装 Nacos ​

Docker 启动 ​

三、服务注册与发现 ​

服务提供者 ​

配置 ​

启动类 ​

健康检查 ​

四、服务消费者 ​

RestTemplate 调用 ​

OpenFeign 调用 ​

五、配置中心 ​

Nacos 配置 ​

bootstrap.yml ​

注解方式获取配置 ​

@RefreshScope 动态刷新 ​

共享配置 ​

六、命名空间与分组 ​

命名空间（环境隔离） ​

分组（业务隔离） ​

七、服务集群 ​

多实例注册 ​

负载均衡 ​

临时实例 vs 非临时实例 ​

八、Nacos 集群 ​

集群架构 ​

cluster.conf ​

高可用 ​

九、面试高频问题 ​

Q1: Nacos 和 Eureka 区别？ ​

Q2: AP vs CP 如何选择？ ​

Q3: Nacos 配置如何动态刷新？ ​

Q4: 服务发现流程？ ​

十、下一章预告 ​

Spring Cloud 微服务概述与 Nacos

一、微服务概述

单体 vs 微服务

Spring Cloud 组件栈

二、Nacos 概述

Nacos 是什么

安装 Nacos

Docker 启动

三、服务注册与发现

服务提供者

配置

启动类

健康检查

四、服务消费者

RestTemplate 调用

OpenFeign 调用

五、配置中心

Nacos 配置

bootstrap.yml

注解方式获取配置

@RefreshScope 动态刷新

共享配置

六、命名空间与分组

命名空间（环境隔离）

分组（业务隔离）

七、服务集群

多实例注册

负载均衡

临时实例 vs 非临时实例

八、Nacos 集群

集群架构

cluster.conf

高可用

九、面试高频问题

Q1: Nacos 和 Eureka 区别？

Q2: AP vs CP 如何选择？

Q3: Nacos 配置如何动态刷新？

Q4: 服务发现流程？

十、下一章预告