微服务:剖析一下源码,Nacos的健康检查竟如此浅易
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微服务:剖析一下源码,Nacos的健康检查竟如此浅易

序言

前线吾们众次挑到Nacos的健康检查,比如《微服务之:服务挂的太干脆,Nacos还没逆答过来,怎么办?》一文中还对健康检查进走了自定义调优。那么,Nacos的健康检查和心跳机制到底是如何实现的呢?在项现在实践中是否又能够参考Nacos的健康检查机制,行使于其他地方呢?

这篇文章,就带行家来揭开Nacos健康检查机制的面纱。

Nacos的健康检查

Nacos中一时实例基于心跳上报手段维持活性,基本的健康检查流程基本如下:Nacos客户端会维护一个准时义务,每隔5秒发送一次心跳乞求,以确保本身处于活跃状态。Nacos服务端在15秒内倘若没收到客户端的心跳乞求,会将该实例竖立为不健康,在30秒内没收到心跳,会将这个一时实例摘除。

原理很浅易,关于代码层的实现,下面来就逐步来进走解析。

客户端的心跳

实例基于心跳上报的形态来维持活性,自然就离不喜悦跳功能的实现了。这边以客户端心跳实现为基准来进走分析。

Spring Cloud挑供了一个标准接口ServiceRegistry,Nacos对答的实现类为NacosServiceRegistry。Spring Cloud项现在启动时会实例化NacosServiceRegistry,并调用它的register手段来进走实例的注册。

@Override public void register(Registration registration) {     // ...    NamingService namingService = namingService();    String serviceId = registration.getServiceId();    String group = nacosDiscoveryProperties.getGroup();     Instance instance = getNacosInstanceFromRegistration(registration);     try {       namingService.registerInstance(serviceId, group, instance);       log.info("nacos registry, {} {} {}:{} register finished", group, serviceId,             instance.getIp(), instance.getPort());    }catch (Exception e) {       // ...    } } 

在该手段中有两处必要仔细,第一处是构建Instance的getNacosInstanceFromRegistration手段,该手段内会竖立Instance的元数据(metadata),始末源元数据能够配置服务器端健康检查的参数。比如,在Spring Cloud中配置的如下参数,都能够始末元数据项在服务注册时传递给Nacos的服务端。

spring:   application:     name: user-service-provider   cloud:     nacos:       discovery:         server-addr: 127.0.0.1:8848         heart-beat-interval: 5000         heart-beat-timeout: 15000        ip-delete-timeout: 30000 

其中的heart-beat-interval、heart-beat-timeout、ip-delete-timeout这些健康检查的参数,都是基于元数据上报上去的。

register手段的第二处就是调用NamingService#registerInstance来进走实例的注册。NamingService是由Nacos的客户端挑供,也就是说Nacos客户端的心跳本身是由Nacos生态挑供的。

在registerInstance手段中最后会调用到下面的手段:

@Override public void registerInstance(String serviceName, String groupName, Instance instance) throws NacosException {     NamingUtils.checkInstanceIsLegal(instance);     String groupedServiceName = NamingUtils.getGroupedName(serviceName, groupName);     if (instance.isEphemeral()) {         BeatInfo beatInfo = beatReactor.buildBeatInfo(groupedServiceName, instance);         beatReactor.addBeatInfo(groupedServiceName, beatInfo);     }     serverProxy.registerService(groupedServiceName, groupName, instance); } 

其中BeatInfo#addBeatInfo便是进走心跳处理的入口。自然,前挑条件是现在的实例必要是一时(瞬时)实例。

对答的手段实现如下:

public void addBeatInfo(String serviceName, BeatInfo beatInfo) {     NAMING_LOGGER.info("[BEAT] adding beat: {} to beat map.", beatInfo);     String key = buildKey(serviceName, beatInfo.getIp(), beatInfo.getPort());     BeatInfo existBeat = null;     //fix #1733     if ((existBeat = dom2Beat.remove(key)) != null) {         existBeat.setStopped(true);     }     dom2Beat.put(key, beatInfo);     executorService.schedule(new BeatTask(beatInfo), beatInfo.getPeriod(), TimeUnit.MILLISECONDS);     MetricsMonitor.getDom2BeatSizeMonitor().set(dom2Beat.size()); } 

在倒数第二走能够望到,客户端是始末准时义务来处理心跳的,详细的心跳乞求由BeatTask完善。准时义务的实走频次,封装在BeatInfo,回退去上望,会发现BeatInfo的Period来源于Instance#getInstanceHeartBeatInterval()。该手段详细实现如下:

public long getInstanceHeartBeatInterval() {     return this.getMetaDataByKeyWithDefault("preserved.heart.beat.interval", Constants.DEFAULT_HEART_BEAT_INTERVAL); } 

能够望出准时义务的实走阻隔就是配置的metadata中的数据preserved.heart.beat.interval,与上面挑到配置heart-beat-interval内心是一回事,默认是5秒。

BeatTask类详细实现如下:

class BeatTask implements Runnable {          BeatInfo beatInfo;          public BeatTask(BeatInfo beatInfo) {         this.beatInfo = beatInfo;     }          @Override     public void run() {         if (beatInfo.isStopped()) {             return;         }         long nextTime = beatInfo.getPeriod();         try {             JsonNode result = serverProxy.sendBeat(beatInfo, BeatReactor.this.lightBeatEnabled);             long interval = result.get("clientBeatInterval").asLong();             boolean lightBeatEnabled = false;             if (result.has(CommonParams.LIGHT_BEAT_ENABLED)) {                 lightBeatEnabled = result.get(CommonParams.LIGHT_BEAT_ENABLED).asBoolean();             }             BeatReactor.this.lightBeatEnabled = lightBeatEnabled;             if (interval > 0) {                 nextTime = interval;             }             int code = NamingResponseCode.OK;             if (result.has(CommonParams.CODE)) {                 code = result.get(CommonParams.CODE).asInt();             }             if (code == NamingResponseCode.RESOURCE_NOT_FOUND) {                 Instance instance = new Instance();                 instance.setPort(beatInfo.getPort());                 instance.setIp(beatInfo.getIp());                 instance.setWeight(beatInfo.getWeight());                 instance.setMetadata(beatInfo.getMetadata());                 instance.setClusterName(beatInfo.getCluster());                 instance.setServiceName(beatInfo.getServiceName());                 instance.setInstanceId(instance.getInstanceId());                 instance.setEphemeral(true);                 try {                     serverProxy.registerService(beatInfo.getServiceName(),                             NamingUtils.getGroupName(beatInfo.getServiceName()), instance);                 } catch (Exception ignore) {                 }             }         } catch (NacosException ex) {             NAMING_LOGGER.error("[CLIENT-BEAT] failed to send beat: {}, code: {}, msg: {}",                     JacksonUtils.toJson(beatInfo), ex.getErrCode(), ex.getErrMsg());                      }         executorService.schedule(new BeatTask(beatInfo), nextTime, TimeUnit.MILLISECONDS);     } } 

在run手段中始末NamingProxy#sendBeat完善了心跳乞求的发送,而在run手段的末了,再次开启了一个准时义务,云云周期性的进走心跳乞求。

NamingProxy#sendBeat手段实现如下:

public JsonNode sendBeat(BeatInfo beatInfo, boolean lightBeatEnabled) throws NacosException {          if (NAMING_LOGGER.isDebugEnabled()) {         NAMING_LOGGER.debug("[BEAT] {} sending beat to server: {}", namespaceId, beatInfo.toString());     }     Map<String, String> params = new HashMap<String, String>(8);     Map<String, String> bodyMap = new HashMap<String, String>(2);     if (!lightBeatEnabled) {         bodyMap.put("beat", JacksonUtils.toJson(beatInfo));     }     params.put(CommonParams.NAMESPACE_ID, namespaceId);     params.put(CommonParams.SERVICE_NAME, beatInfo.getServiceName());     params.put(CommonParams.CLUSTER_NAME, beatInfo.getCluster());     params.put("ip", beatInfo.getIp());     params.put("port", String.valueOf(beatInfo.getPort()));     String result = reqApi(UtilAndComs.nacosUrlBase + "/instance/beat", params, bodyMap, HttpMethod.PUT);     return JacksonUtils.toObj(result); } 

实际上,就是调用了Nacos服务端挑供的"/nacos/v1/ns/instance/beat"服务。

在客户端的常量类Constants中定义了心跳有关的默认参数:

static {     DEFAULT_HEART_BEAT_TIMEOUT = TimeUnit.SECONDS.toMillis(15L);     DEFAULT_IP_DELETE_TIMEOUT = TimeUnit.SECONDS.toMillis(30L);     DEFAULT_HEART_BEAT_INTERVAL = TimeUnit.SECONDS.toMillis(5L); } 

云云就呼答了最最先说的Nacos健康检查机制的几个时间维度。

服务端授与心跳

分析客户端的过程中已经能够望出乞求的是/nacos/v1/ns/instance/beat这个服务。Nacos服务端是在Naming项现在中的InstanceController中实现的。

@CanDistro @PutMapping("/beat") @Secured(parser = NamingResourceParser.class, action = ActionTypes.WRITE) public ObjectNode beat(HttpServletRequest request) throws Exception {      // ...     Instance instance = serviceManager.getInstance(namespaceId, serviceName, clusterName, ip, port);      if (instance == null) {         // ...         instance = new Instance();         instance.setPort(clientBeat.getPort());         instance.setIp(clientBeat.getIp());         instance.setWeight(clientBeat.getWeight());         instance.setMetadata(clientBeat.getMetadata());         instance.setClusterName(clusterName);         instance.setServiceName(serviceName);         instance.setInstanceId(instance.getInstanceId());         instance.setEphemeral(clientBeat.isEphemeral());          serviceManager.registerInstance(namespaceId, serviceName, instance);     }      Service service = serviceManager.getService(namespaceId, serviceName);     // ...     service.processClientBeat(clientBeat);     // ...     return result; } 

服务端在授与到乞求时,主要做了两件事:第一,倘若发送心跳的实例不存在,则将其进走注册;第二,调用其Service的processClientBeat手段进走心跳处理。

processClientBeat手段实现如下:

public void processClientBeat(final RsInfo rsInfo) {     ClientBeatProcessor clientBeatProcessor = new ClientBeatProcessor();     clientBeatProcessor.setService(this);     clientBeatProcessor.setRsInfo(rsInfo);     HealthCheckReactor.scheduleNow(clientBeatProcessor); } 

再来望望ClientBeatProcessor中对详细义务的实现:

@Override public void run() {     Service service = this.service;     // logging         String ip = rsInfo.getIp();     String clusterName = rsInfo.getCluster();     int port = rsInfo.getPort();     Cluster cluster = service.getClusterMap().get(clusterName);     List<Instance> instances = cluster.allIPs(true);          for (Instance instance : instances) {         if (instance.getIp().equals(ip) && instance.getPort() == port) {             // logging             instance.setLastBeat(System.currentTimeMillis());             if (!instance.isMarked()) {                 if (!instance.isHealthy()) {                     instance.setHealthy(true);                     // logging                     getPushService().serviceChanged(service);                 }             }         }     } } 

在run手段中先检查了发送心跳的实例和IP是否相反,倘若相反则更新末了一次心跳时间。同时,倘若该实例之前未被标记且处于不健康状态,则将其改为健康状态,并将转折始末PushService挑供事件机制进走发布。事件是由Spring的ApplicationContext进走发布,事件为ServiceChangeEvent。

始末上述心跳操作,Nacos服务端的实例的健康状态和末了心跳时间已经被刷新。那么,倘若异国收到心跳时,服务器端又是如何判定呢?

服务端心跳检查

客户端发首心跳,服务器端来检查客户端的心跳是否平常,或者说对答的实例中的心跳更新时间是否平常。

服务器端心跳的触发是在服务实例注册时触发的,同样在InstanceController中,register注册实现如下:

@CanDistro @PostMapping @Secured(parser = NamingResourceParser.class, action = ActionTypes.WRITE) public String register(HttpServletRequest request) throws Exception {     // ...     final Instance instance = parseInstance(request);      serviceManager.registerInstance(namespaceId, serviceName, instance);     return "ok"; } 

ServiceManager#registerInstance实当代码如下:

public void registerInstance(String namespaceId, String serviceName, Instance instance) throws NacosException {          createEmptyService(namespaceId, serviceName, instance.isEphemeral());     // ... } 

心跳有关实现在第一次创建空的Service中实现,最后会调到如入手段:

public void createServiceIfAbsent(String namespaceId, String serviceName, boolean local, Cluster cluster)         throws NacosException {     Service service = getService(namespaceId, serviceName);     if (service == null) {                  Loggers.SRV_LOG.info("creating empty service {}:{}", namespaceId, serviceName);         service = new Service();         service.setName(serviceName);         service.setNamespaceId(namespaceId);         service.setGroupName(NamingUtils.getGroupName(serviceName));         // now validate the service. if failed, exception will be thrown         service.setLastModifiedMillis(System.currentTimeMillis());         service.recalculateChecksum();         if (cluster != null) {             cluster.setService(service);             service.getClusterMap().put(cluster.getName(), cluster);         }         service.validate();                  putServiceAndInit(service);         if (!local) {             addOrReplaceService(service);         }     } } 

在putServiceAndInit手段中对Service进走初首化:

private void putServiceAndInit(Service service) throws NacosException {     putService(service);     service = getService(service.getNamespaceId(), service.getName());     service.init();     consistencyService             .listen(KeyBuilder.buildInstanceListKey(service.getNamespaceId(), service.getName(), true), service);     consistencyService             .listen(KeyBuilder.buildInstanceListKey(service.getNamespaceId(), service.getName(), false), service);     Loggers.SRV_LOG.info("[NEW-SERVICE] {}", service.toJson()); } 

service.init()手段实现:

public void init() {     HealthCheckReactor.scheduleCheck(clientBeatCheckTask);     for (Map.Entry<String, Cluster> entry : clusterMap.entrySet()) {         entry.getValue().setService(this);         entry.getValue().init();     } } 

HealthCheckReactor#scheduleCheck手段实现:

public static void scheduleCheck(ClientBeatCheckTask task) {     futureMap.computeIfAbsent(task.taskKey(),             k -> GlobalExecutor.scheduleNamingHealth(task, 5000, 5000, TimeUnit.MILLISECONDS)); } 

延宕5秒实走,每5秒检查一次。

在init手段的第一走便能够望到实走健康检查的Task,详细Task是由ClientBeatCheckTask来实现,对答的run手段中央代码如下:

@Override public void run() {     // ...             List<Instance> instances = service.allIPs(true);          // first set health status of instances:     for (Instance instance : instances) {         if (System.currentTimeMillis() - instance.getLastBeat() > instance.getInstanceHeartBeatTimeOut()) {             if (!instance.isMarked()) {                 if (instance.isHealthy()) {                     instance.setHealthy(false);                     // logging...                     getPushService().serviceChanged(service);                     ApplicationUtils.publishEvent(new InstanceHeartbeatTimeoutEvent(this, instance));                 }             }         }     }          if (!getGlobalConfig().isExpireInstance()) {         return;     }          // then remove obsolete instances:     for (Instance instance : instances) {                  if (instance.isMarked()) {             continue;         }                  if (System.currentTimeMillis() - instance.getLastBeat() > instance.getIpDeleteTimeout()) {             // delete instance             deleteIp(instance);         }     } } 

在第一个for循环中,先判定现在时间与上次心跳时间的阻隔是否大于超往往间。倘若实例已经超时,且为被标记,且健康状态为健康,则将健康状态竖立为不健康,同时发布状态转折的事件。

在第二个for循环中,倘若实例已经被标记则跳出循环。倘若未标记,同时现在时间与上次心跳时间的阻隔大于删除IP时间,则将对答的实例删除。

幼结

始末本文的源码分析,吾们从Spring Cloud最先,追踪到Nacos Client中的心跳时间,再追踪到Nacos服务端授与心跳的实现和检查实例是否健康的实现。想必始末整个源码的梳理,你已经对整个Nacos心跳的实现有所晓畅。关注吾,不息更新Nacos的最新干货。

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