服務管理與通信的基礎原理分析
涉及輕微的源碼展示，可放心參考！
一、基礎簡介
服務注冊發現是微服務架構中最基礎的能力，下面將從源碼層面分析實現邏輯和原理，在這之前要先來看下依賴工程的基礎結構，涉及如下幾個核心組件：
commons：服務組件的抽象聲明，本文只分析注冊發現與負載均衡；
nacos：當下常用的注冊中心組件，用來進行服務管理；
feign：服務間通信交互組件，在服務請求時涉及負載均衡的策略；
ribbon：在服務間通信請求時，提供多種負載均衡的策略實現；
在熟悉工程依賴之間的結構時，還要明白服務間交互的流程和原理，這樣在分析源碼設計時，有一個清晰的思路與輪廓；如何實現下面的服務交互模式，在閱讀源碼工程時，圍繞如下兩個核心邏輯：
- 注冊發現：注冊時如何上報服務的信息數據，這些數據以怎樣的方式管理；
- 負載均衡：當請求的服務同時存在多個時，以什么樣的策略選擇執行請求的服務；
在這里先簡單的聊一下個人在閱讀源碼工程時的基本思路，比如微服務組件：通常從配置參數作為切入口，觀察基于參數構建的核心對象，再重點分析對象的管理模式，以及適配的擴展能力，最后結合項目的應用場景即可：
閱讀源碼最重要的是耐著心情慢慢看，并隨手畫下核心流程，實際上如果有一定的編程經驗，不管是閱讀什么工程的源碼，只要用心去分析單點的實現原理，都算不上過度復雜，但是組件通常為了復用能力，會去適配多種復雜的場景，這樣勢必要采用抽象的封裝和設計模式，源碼工程的復雜度自然就會相應提高，這個話題后續會細聊。
二、服務注冊
1、服務配置
首先從Nacos配置參數開始，這里只設置服務發現的兩個參數：1Nacos注冊中心的服務端地址，2在服務的元數據中加載分支號；然后來具體的看源碼流程：
在配置參數加載的過程中，有很多缺省的默認值，所以需要關注最終會提供的參數信息，來判斷是否需要自定義設置，另外 AutoConfig 配置要重點看實例化的對象；斷點的流程可以按照如下的方式做設置，這里陳列的是在配置加載階段的幾個核心節點：
- 參數：NacosDiscoveryProperties#getNacosProperties
- 配置：NacosServiceAutoConfiguration#nacosServiceManager
- 構建：NacosServiceManager#buildNamingService
NamingService是Nacos服務管理接口，涉及注冊、查詢、撤銷、檢查等多個方法，即對應的是Nacos服務端的相應API請求，在注冊執行的階段會細說用法。
2、注冊構建
看完服務配置之后再看注冊配置，對于配置中復雜的設計，需要重點關注兩個信息：ConditionalOn和matchIfMissing，這樣很容易發現默認加載：
- 配置：NacosServiceRegistryAutoConfiguration#nacosServiceRegistry
- 注冊：NacosServiceRegistry#register
- 實例：NacosServiceRegistry#getNacosInstanceFromRegistration
在構建服務注冊的核心類NacosServiceRegistry時，通過服務的登記信息轉換為注冊的實例化對象，然后通過NamingService接口方法，上報實例化對象；需要注意的是，雖然這里只看了Nacos中的相關API，但實際上API實現了諸多spring-cloud-commons包中聲明的接口，比如Registration、ServiceInstance等。
3、執行上報
通常微服務的注冊中心組件，都是基于 server-client 架構和部署方式，客戶端需要根據自身啟動狀態去上報或者撤銷注冊，服務端負責統一維護注冊數據：
- 實現：NacosNamingService#registerInstance
- 執行：NamingProxy#registerService
- 接口：InstanceController#register
在最終執行服務注冊時，其動作本質就是請求Nacos服務端的一個Post方法，并將配置數據上報，例如：IP地址、端口、元數據、權重等；這樣客戶端注冊邏輯執行完成，然后再看服務端數據可視化界面，就可以看到注冊的客戶端服務。
至于Nacos服務端是如何管理這些注冊數據的，參考部署版本的 nacos-naming 模塊源碼，閱讀上報接口和頁面中的列表加載的實現即可；注意在初始的配置文件中，加入的branch分支參數也在元數據結構中。
在NamingService接口中，涉及多個服務管理的方法，在執行原理上基本相同就不在贅述，這樣注冊中心的Client端和Server端就形成了通信機制，接下來再看Client端之間的通信。
三、服務通信
1、基礎配置
Feign在配置方面比較復雜，提供了多個場景下的適配能力，這里只以兩個常見的參數作為切入點：1通信超時時間，2Http選型(采用默認值)；
- 參數：FeignClientProperties#getConfig
- 注解：FeignClientsRegistrar#registerFeignClients
- 配置：FeignAutoConfiguration#feignContext
- 構建：FeignClientFactoryBean#getTarget
這里要重點關注的是注解的掃描和注冊以及容器管理，要理解Feign的上下文環境需要明白上文中描述的服務間交互原理，然后參考FeignClientFactoryBean工廠類中構建邏輯。
2、通信邏輯
雖然Feign注解的方式可以簡化開發，但是在具體執行的時候還是Http的請求響應模式，這里可以參考LoadBalancerFeignClient類中的execute方法：
- 配置：FeignRibbonClientAutoConfiguration
- 通信構建：LoadBalancerFeignClient#execute
- 負載均衡：AbstractLoadBalancerAwareClient#executeWithLoadBalancer
不管是Feign組件還是Spring框架，默認的負載均衡策略都是采用Ribbon的實現方式，在上述流程中配置和負載均衡命令都依賴Ribbon組件，接下來看服務選擇策略。
四、負載均衡
1、命令構建
這里構建了調用負載均衡接口的命令，ILoadBalancer接口中提供服務管理的相關方法，其中最核心的就是chooseServer方法，然后結合具體的策略規則實現服務的選擇的功能：
- 命令構建：LoadBalancerCommand.Builder#build
- 負載容器：LoadBalancerContext#getServerFromLoadBalancer
- 選擇接口：ILoadBalancer#chooseServer
2、策略規則
Ribbon組件中負載均衡的策略有好幾種規則，比如隨機選擇、Key匹配、權重傾斜等；在工作中常用的就是默認規則即RoundRobinRule，以及基于Key設計的灰度模式，簡單做法就是服務啟動時在元數據中添加的分支號作為匹配的標識；
- 規則設置：BaseLoadBalancer#setRule
- 隨機策略：RoundRobinRule#choose
- 過濾策略：PredicateBasedRule#choose
現在回到流程的開始看，通過Nacos組件進行服務注冊和管理，通過Feign組件基于Ribbon負載均衡策略做服務通信，如果單看各節點組件的邏輯還比較容易理解，但是通過Spring框架做組件之間的協作調度時，復雜程度明顯提高；
如果是剛開始閱讀源碼的階段，可以只關注相應流程的核心邏輯，選擇性忽略細節的實現原理，當然重點還是要多讀讀Spring的設計，這樣時間久了自然會有很多收獲。
五、參考源碼
編程文檔：
https://gitee.com/cicadasmile/butte-java-note
應用倉庫：
https://gitee.com/cicadasmile/butte-flyer-parent
