服务注册与发现

服务注册与发现是微服务架构的核心基础设施。本章详细介绍 Nacos 服务发现的工作原理和使用方法。

服务发现概述

在微服务架构中，服务实例的数量和位置是动态变化的。服务发现机制解决了以下问题：

服务注册：服务启动时向注册中心注册自己的地址
服务发现：服务消费者从注册中心获取服务提供者的地址列表
健康检查：检测服务实例是否健康，剔除不健康的实例
负载均衡：在多个服务实例之间分配请求

Nacos 服务发现模式

Nacos 支持两种服务发现模式：

模式	说明	适用场景
DNS 模式	通过 DNS 解析获取服务地址	传统应用、Kubernetes 集成
RPC 模式	通过 HTTP/gRPC 接口获取服务地址	Spring Cloud、Dubbo 应用

服务注册

临时实例 vs 持久实例

Nacos 区分两种类型的服务实例：

特性	临时实例	持久实例
健康检查方式	客户端心跳	服务端主动探测
实例剔除	心跳超时自动剔除	不会自动剔除
存储方式	内存优先	持久化存储
适用场景	微服务实例	数据库、中间件等基础设施

临时实例适合微服务场景，实例会随着服务启停动态变化。持久实例适合需要长期稳定存在的服务。

Spring Cloud 服务注册

1. 添加依赖

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

2. 配置文件

spring:
  application:
    name: user-service
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 127.0.0.1:8848
        namespace: dev
        group: DEFAULT_GROUP
        # 注册为临时实例（默认 true）
        ephemeral: true
        # 服务权重（0-100）
        weight: 1
        # 服务元数据
        metadata:
          version: 1.0.0
          region: cn-east

3. 启动服务

添加 @EnableDiscoveryClient 注解启用服务发现：

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class UserServiceApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(UserServiceApplication.class, args);
    }
}

服务启动后会自动向 Nacos 注册。

手动注册服务

使用 Nacos Open API 手动注册服务：

curl -X POST 'http://127.0.0.1:8848/nacos/v1/ns/instance' \
  -d 'serviceName=user-service' \
  -d 'ip=192.168.1.100' \
  -d 'port=8080' \
  -d 'weight=1.0' \
  -d 'ephemeral=true' \
  -d 'metadata={"version":"1.0.0"}'

注册参数说明

参数	说明	默认值
serviceName	服务名	必填
ip	实例 IP	必填
port	实例端口	必填
weight	权重（0.01-10000）	1.0
enabled	是否启用	true
healthy	是否健康	true
ephemeral	是否临时实例	true
metadata	元数据	无
clusterName	集群名	DEFAULT
groupName	分组名	DEFAULT_GROUP

服务发现

Spring Cloud 服务发现

1. 使用 RestTemplate

@Service
public class OrderService {

    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    @LoadBalanced
    @Bean
    public RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }

    public User getUser(Long userId) {
        // 使用服务名代替具体地址
        String url = "http://user-service/users/" + userId;
        return restTemplate.getForObject(url, User.class);
    }
}

@LoadBalanced 注解使 RestTemplate 具备负载均衡能力，会自动从 Nacos 获取服务实例列表。

2. 使用 OpenFeign

// 定义 Feign 客户端
@FeignClient(name = "user-service")
public interface UserClient {

    @GetMapping("/users/{id}")
    User getUser(@PathVariable("id") Long id);
}

// 使用 Feign 客户端
@Service
public class OrderService {

    @Autowired
    private UserClient userClient;

    public User getUser(Long userId) {
        return userClient.getUser(userId);
    }
}

手动发现服务

使用 Nacos Open API 查询服务实例：

# 查询服务实例列表
curl 'http://127.0.0.1:8848/nacos/v1/ns/instance/list?serviceName=user-service'

# 查询指定实例
curl 'http://127.0.0.1:8848/nacos/v1/ns/instance?serviceName=user-service&ip=192.168.1.100&port=8080'

使用 NamingService API

@Service
public class NacosService {

    @Autowired
    private NamingService namingService;

    // 注册服务
    public void registerInstance() throws NacosException {
        namingService.registerInstance("user-service", "192.168.1.100", 8080);
    }

    // 获取服务实例列表
    public List<Instance> getInstances() throws NacosException {
        return namingService.selectInstances("user-service", true);
    }

    // 获取一个健康实例
    public Instance selectOneHealthyInstance() throws NacosException {
        return namingService.selectOneHealthyInstance("user-service");
    }

    // 订阅服务变化
    public void subscribe() throws NacosException {
        namingService.subscribe("user-service", new EventListener() {
            @Override
            public void onEvent(Event event) {
                if (event instanceof NamingEvent) {
                    NamingEvent namingEvent = (NamingEvent) event;
                    System.out.println("服务实例变化: " + namingEvent.getInstances());
                }
            }
        });
    }
}

健康检查

临时实例健康检查

临时实例采用客户端心跳模式：

┌──────────────┐                    ┌──────────────┐
│   服务实例    │                    │    Nacos     │
│   (客户端)    │                    │   Server     │
└──────────────┘                    └──────────────┘
       │                                   │
       │  心跳请求 (每 5 秒)                │
       │ ─────────────────────────────────>│
       │                                   │
       │  心跳响应                          │
       │<───────────────────────────────── │
       │                                   │
       │                                   │ 15 秒无心跳
       │                                   │ → 标记为不健康
       │                                   │
       │                                   │ 30 秒无心跳
       │                                   │ → 剔除实例

心跳时间配置：

spring:
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        # 心跳间隔（毫秒）
        heart-beat-interval: 5000
        # 心跳超时时间（毫秒）
        heart-beat-timeout: 15000
        # IP 删除超时时间（毫秒）
        ip-delete-timeout: 30000

持久实例健康检查

持久实例由 Nacos Server 主动探测，支持多种探测方式：

TCP 探测

# 注册持久实例时指定健康检查类型
curl -X POST 'http://127.0.0.1:8848/nacos/v1/ns/instance' \
  -d 'serviceName=mysql-service' \
  -d 'ip=192.168.1.200' \
  -d 'port=3306' \
  -d 'ephemeral=false'

HTTP 探测

# 注册时指定健康检查 URL
curl -X POST 'http://127.0.0.1:8848/nacos/v1/ns/instance' \
  -d 'serviceName=web-service' \
  -d 'ip=192.168.1.100' \
  -d 'port=8080' \
  -d 'ephemeral=false' \
  -d 'metadata={"preserved.register.source":"SPRING_CLOUD","healthCheckUrl":"/health"}'

自定义健康检查

@RestController
public class HealthController {

    @GetMapping("/health")
    public Map<String, Object> health() {
        Map<String, Object> result = new HashMap<>();
        result.put("status", "UP");
        // 可以添加更多健康检查逻辑
        return result;
    }
}

服务订阅

服务消费者可以订阅服务变化，当服务实例发生变化时收到通知：

使用 Spring Cloud

Spring Cloud 默认会订阅服务变化，自动更新本地服务列表缓存。

使用 NamingService

@Component
public class ServiceSubscriber implements ApplicationRunner {

    @Autowired
    private NamingService namingService;

    @Override
    public void run(ApplicationArguments args) throws Exception {
        // 订阅服务变化
        namingService.subscribe("user-service", new EventListener() {
            @Override
            public void onEvent(Event event) {
                NamingEvent namingEvent = (NamingEvent) event;
                List<Instance> instances = namingEvent.getInstances();
                // 处理服务实例变化
                instances.forEach(instance -> {
                    System.out.println("实例: " + instance.getIp() + ":" + instance.getPort());
                });
            }
        });
    }
}

负载均衡

权重配置

通过配置实例权重实现负载均衡：

spring:
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        weight: 0.5  # 权重值，范围 0.01-10000

或者在控制台手动配置：

登录 Nacos 控制台
进入「服务管理」->「服务列表」
点击服务名进入详情
修改实例的权重值

权重越大，被选中的概率越高。可以用于灰度发布，将新版本的权重设置较低，逐步增加。

使用 Ribbon

Spring Cloud Alibaba 默认集成 Ribbon，支持多种负载均衡策略：

user-service:
  ribbon:
    # 负载均衡策略
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.alibaba.cloud.nacos.ribbon.NacosRule

NacosRule 会优先选择同一集群的实例，并支持权重负载均衡。

使用 Spring Cloud LoadBalancer

Spring Cloud 2020+ 版本推荐使用 Spring Cloud LoadBalancer：

spring:
  cloud:
    loadbalancer:
      ribbon:
        enabled: false
      nacos:
        enabled: true

服务元数据

元数据用于存储服务的附加信息，如版本、区域、环境等：

配置元数据

spring:
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        metadata:
          version: 1.0.0
          region: cn-east
          env: prod

使用元数据

@Service
public class MetadataService {

    @Autowired
    private NamingService namingService;

    public void processWithMetadata() throws NacosException {
        List<Instance> instances = namingService.selectInstances("user-service", true);

        for (Instance instance : instances) {
            Map<String, String> metadata = instance.getMetadata();
            String version = metadata.get("version");
            String region = metadata.get("region");

            // 根据元数据筛选实例
            if ("1.0.0".equals(version) && "cn-east".equals(region)) {
                // 处理请求
            }
        }
    }
}

元数据路由

通过元数据实现服务路由，例如按版本路由：

@Configuration
public class LoadBalancerConfig {

    @Bean
    public ReactorLoadBalancer<ServiceInstance> metadataLoadBalancer(
            Environment environment, LoadBalancerClientFactory factory) {
        String serviceId = environment.getProperty(LoadBalancerClientFactory.PROPERTY_NAME);
        return new MetadataLoadBalancer(
                factory.getLazyProvider(serviceId, ServiceInstanceListSupplier.class),
                serviceId);
    }
}

服务分组与集群

服务分组

通过分组隔离不同业务的服务：

spring:
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        group: ORDER_GROUP  # 订单服务组

集群配置

通过集群实现同机房优先访问：

spring:
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        cluster-name: SHANGHAI  # 上海机房

当消费者和服务提供者在同一集群时，会优先访问同集群的实例。

保护阈值

保护阈值用于防止服务雪崩。当健康实例比例低于阈值时，Nacos 会返回所有实例（包括不健康的），让消费者自行判断。

spring:
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        protect-threshold: 0.5  # 健康实例比例阈值

设置保护阈值后，即使大部分实例不健康，也能保证部分流量正常访问。

常见问题

1. 服务注册失败

检查以下几点：

Nacos Server 是否正常运行
网络是否连通
命名空间和分组配置是否正确
查看应用日志是否有错误信息

2. 服务发现不到实例

检查以下几点：

服务是否已注册成功
命名空间和分组是否一致
服务实例是否健康
查看控制台服务列表

3. 心跳超时

如果出现心跳超时，可以调整心跳参数：

spring:
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        heart-beat-interval: 10000   # 增加心跳间隔
        heart-beat-timeout: 30000    # 增加超时时间

4. 服务实例频繁上下线

可能原因：

网络不稳定
服务频繁重启
JVM 内存不足导致频繁 GC
心跳线程被阻塞

下一步

健康检查 - 深入了解 Nacos 健康检查机制
配置管理基础 - 学习 Nacos 配置管理功能

服务发现概述​

Nacos 服务发现模式​

服务注册​

临时实例 vs 持久实例​

Spring Cloud 服务注册​

1. 添加依赖​

2. 配置文件​

3. 启动服务​

手动注册服务​

注册参数说明​

服务发现​

Spring Cloud 服务发现​

1. 使用 RestTemplate​

2. 使用 OpenFeign​

手动发现服务​

使用 NamingService API​

健康检查​

临时实例健康检查​

持久实例健康检查​

TCP 探测​

HTTP 探测​

自定义健康检查​

服务订阅​

使用 Spring Cloud​

使用 NamingService​

负载均衡​

权重配置​

使用 Ribbon​

使用 Spring Cloud LoadBalancer​

服务元数据​

配置元数据​

使用元数据​

元数据路由​

服务分组与集群​

服务分组​

集群配置​

保护阈值​

常见问题​

1. 服务注册失败​

2. 服务发现不到实例​

3. 心跳超时​

4. 服务实例频繁上下线​

下一步​