Nacos 是如何同时实现AP与CP的

  1. 两种一致性策略如何在nacos中共存
  2. AP实现
  3. CP实现
    1. 重要的协议——RAFT
    2. nacos是如何实现CP(raft)的
  4. 为什么要同时实现CP和AP两套一致性策略模式?

两种一致性策略如何在nacos中共存

或许会有疑问,为什么早先的cp模式的Zookeeper或者AP模式的Eureka,都只有支持CAP理论下大家常用的AP实现或者CP实现,而nacos却能够两个都实现呢?

其实CAP理论,仅仅是针对分布式下数据的一致性而言,如果你对于数据的一致性要求不高,可忍受最终一致性,那么AP模式的Eureka就可以满足你了,如果说你对数据的一致性要求很高,那么就使用CP模式的Zookeeper,而追其根本,并不是说EurekaAP的,或者说ZookeeperCP的,而是他们存储的数据的一致性,满足AP或者CP,因此也就不难实现在一个组件中实现AP模式与CP模式共存

1
2
3
4
5
6
7
8
9
@Service("consistencyDelegate")
public class DelegateConsistencyServiceImpl implements ConsistencyService {@Autowiredprivate PersistentConsistencyService persistentConsistencyService;@Autowiredprivate EphemeralConsistencyService ephemeralConsistencyService;
}

DelegateConsistencyServiceImpl是一个一致性策略选择的类,根据不同的策略触发条件(在nacos中,CPAP切换的条件是注册的服务实例是否是临时实例),选择PersistentConsistencyService策略或者EphemeralConsistencyService策略,而EphemeralConsistencyService对应的是DistroConsistencyServiceImpl,采用的协议是阿里自研的Distro,我个人觉得就像gossip协议;PersistentConsistencyService对应的是RaftConsistencyServiceImpl,其底层采用的是Raft协议;这两种一致性策略下的数据存储互不影响,所以nacos实现了AP模式与CP模式在一个组件中同时存在

AP实现

Nacos中的DistroConsistencyServiceImpl工作浅析

Eureka 一致性策略

Eureka是一个AP模式的服务发现框架,在Eureka集群模式下,Eureka采取的是Server之间互相广播各自的数据进行数据复制、更新操作;并且Eureka在客户端与注册中心出现网络故障时,依然能够获取服务注册信息——Eureka实现了客户端对于服务注册信息的缓存

DiscoveryClient

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
private void fetchRegistryFromBackup() {try {@SuppressWarnings("deprecation")BackupRegistry backupRegistryInstance = newBackupRegistryInstance();if (null == backupRegistryInstance) { // backward compatibility with the old protected method, in case it is being used.backupRegistryInstance = backupRegistryProvider.get();}if (null != backupRegistryInstance) {Applications apps = null;if (isFetchingRemoteRegionRegistries()) {String remoteRegionsStr = remoteRegionsToFetch.get();if (null != remoteRegionsStr) {apps = backupRegistryInstance.fetchRegistry(remoteRegionsStr.split(","));}} else {apps = backupRegistryInstance.fetchRegistry();}if (apps != null) {final Applications applications = this.filterAndShuffle(apps);applications.setAppsHashCode(applications.getReconcileHashCode());localRegionApps.set(applications);logTotalInstances();logger.info("Fetched registry successfully from the backup");}} else {logger.warn("No backup registry instance defined & unable to find any discovery servers.");}} catch (Throwable e) {logger.warn("Cannot fetch applications from apps although backup registry was specified", e);}
}

正因为Eureka为了能够在Eureka集群无法工作时不影响消费者调用服务提供者而设置的客户端缓存,因此Eureka无法保证服务注册信息的强一致性(CP模式),只能满足数据的最终一致性(AP模式)

Nacos一致性策略——Distro

Nacos在AP模式下的一致性策略就类似于Eureka,采用Server之间互相的数据同步来实现数据在集群中的同步、复制操作。

触发数据广播

1
2
3
4
5
6
7
DistroConsistencyServiceImpl.java@Override
public void put(String key, Record value) throws NacosException {onPut(key, value);taskDispatcher.addTask(key);
}

当调用ConsistencyService接口定义的putremove方法时,涉及到了Server端数据的变更,此时会创建一个任务,将数据的key传入taskDispatcher.addTask方法中,用于后面数据变更时数据查找操作

1
2
3
4
5
TaskDispatcher.javapublic void addTask(String key) {taskSchedulerList.get(UtilsAndCommons.shakeUp(key, cpuCoreCount)).addTask(key);
}

这里有一个方法需要注意——shakeUp,查看官方代码注解可知这是将keykey可以看作是一次数据变更事件)这里应该是将任务均匀的路由到不同的TaskScheduler对象,确保每个TaskScheduler所承担的任务都差不多。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
public class TaskScheduler implements Runnable {private int dataSize = 0;  private long lastDispatchTime = 0L;private BlockingQueue<String> queue = new LinkedBlockingQueue<>(128 * 1024);...public void addTask(String key) {queue.offer(key);}@Overridepublic void run() {List<String> keys = new ArrayList<>();while (true) {try {String key = queue.poll(partitionConfig.getTaskDispatchPeriod(),TimeUnit.MILLISECONDS);if (Loggers.EPHEMERAL.isDebugEnabled() && StringUtils.isNotBlank(key)) {Loggers.EPHEMERAL.debug("got key: {}", key);}if (dataSyncer.getServers() == null || dataSyncer.getServers().isEmpty()) {continue;}if (StringUtils.isBlank(key)) {continue;}if (dataSize == 0) {keys = new ArrayList<>();}keys.add(key);dataSize++;if (dataSize == partitionConfig.getBatchSyncKeyCount() ||(System.currentTimeMillis() - lastDispatchTime) > partitionConfig.getTaskDispatchPeriod()) {for (Server member : dataSyncer.getServers()) {// 自己不需要进行数据广播操作if (NetUtils.localServer().equals(member.getKey())) {continue;}SyncTask syncTask = new SyncTask();syncTask.setKeys(keys);syncTask.setTargetServer(member.getKey());if (Loggers.EPHEMERAL.isDebugEnabled() && StringUtils.isNotBlank(key)) {Loggers.EPHEMERAL.debug("add sync task: {}", JSON.toJSONString(syncTask));}dataSyncer.submit(syncTask, 0);}lastDispatchTime = System.currentTimeMillis();dataSize = 0;}} catch (Exception e) {Loggers.EPHEMERAL.error("dispatch sync task failed.", e);}}}
}

核心方法就是for (Server member : dataSyncer.getServers()) {..}循环体内的代码,此处就是将数据在Nacos Server中进行广播操作;具体步骤如下

- 创建`SyncTask`,并设置事件集合(就是`key`集合)
- 将目标`Server`信息设置到`SyncTask`中——`syncTask.setTargetServer(member.getKey())`
- 将数据广播任务提交到`DataSyncer`中

执行数据广播——DataSyncer

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
public void submit(SyncTask task, long delay) {// If it's a new task:if (task.getRetryCount() == 0) {Iterator<String> iterator = task.getKeys().iterator();while (iterator.hasNext()) {String key = iterator.next();if (StringUtils.isNotBlank(taskMap.putIfAbsent(buildKey(key, task.getTargetServer()), key))) {// associated key already exist:if (Loggers.EPHEMERAL.isDebugEnabled()) {Loggers.EPHEMERAL.debug("sync already in process, key: {}", key);}iterator.remove();}}}if (task.getKeys().isEmpty()) {// all keys are removed:return;}GlobalExecutor.submitDataSync(new Runnable() {@Overridepublic void run() {try {if (servers == null || servers.isEmpty()) {Loggers.SRV_LOG.warn("try to sync data but server list is empty.");return;}List<String> keys = task.getKeys();if (Loggers.EPHEMERAL.isDebugEnabled()) {Loggers.EPHEMERAL.debug("sync keys: {}", keys);}Map<String, Datum> datumMap = dataStore.batchGet(keys);if (datumMap == null || datumMap.isEmpty()) {// clear all flags of this task:for (String key : task.getKeys()) {taskMap.remove(buildKey(key, task.getTargetServer()));}return;}byte[] data = serializer.serialize(datumMap);long timestamp = System.currentTimeMillis();boolean success = NamingProxy.syncData(data, task.getTargetServer());if (!success) {SyncTask syncTask = new SyncTask();syncTask.setKeys(task.getKeys());syncTask.setRetryCount(task.getRetryCount() + 1);syncTask.setLastExecuteTime(timestamp);syncTask.setTargetServer(task.getTargetServer());retrySync(syncTask);} else {// clear all flags of this task:for (String key : task.getKeys()) {taskMap.remove(buildKey(key, task.getTargetServer()));}}} catch (Exception e) {Loggers.EPHEMERAL.error("sync data failed.", e);}}}, delay);
}

GlobalExecutor.submitDataSync(Runnable runnable)提交一个数据广播任务;首先通过SyncTask中的key集合去DataStore中去查询key所对应的数据集合,然后对数据进行序列化操作,转为byte[]数组后,执行Http请求操作——NamingProxy.syncData(data, task.getTargetServer());如果数据广播失败,则将任务重新打包再次压入GlobalExecutor

(这里有一个疑问,SyncTask记录了任务重试的次数,但是却没有根据该次数做一些判断,比如超过多少次server未响应可能是server挂掉了,这里仅仅是记录了重试的次数)

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
public static boolean syncData(byte[] data, String curServer) throws Exception {try {Map<String, String> headers = new HashMap<>(128);headers.put("Client-Version", UtilsAndCommons.SERVER_VERSION);headers.put("User-Agent", UtilsAndCommons.SERVER_VERSION);headers.put("Accept-Encoding", "gzip,deflate,sdch");headers.put("Connection", "Keep-Alive");headers.put("Content-Encoding", "gzip");HttpClient.HttpResult result = HttpClient.httpPutLarge("http://" + curServer + RunningConfig.getContextPath()+ UtilsAndCommons.NACOS_NAMING_CONTEXT + DATA_ON_SYNC_URL, headers, data);if (HttpURLConnection.HTTP_OK == result.code) {return true;}if (HttpURLConnection.HTTP_NOT_MODIFIED == result.code) {return true;}throw new IOException("failed to req API:" + "http://" + curServer+ RunningConfig.getContextPath()+ UtilsAndCommons.NACOS_NAMING_CONTEXT + DATA_ON_SYNC_URL + ". code:"+ result.code + " msg: " + result.content);} catch (Exception e) {Loggers.SRV_LOG.warn("NamingProxy", e);}return false;
}

这里将数据提交到了URL为PUT http://ip:port/nacos/v1/ns//distro/datum中,而该URL对应的处理器为DistroController中的public String onSyncDatum(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)方法

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
public String onSyncDatum(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {String entity = IOUtils.toString(request.getInputStream(), "UTF-8");if (StringUtils.isBlank(entity)) {Loggers.EPHEMERAL.error("[onSync] receive empty entity!");throw new NacosException(NacosException.INVALID_PARAM, "receive empty entity!");}Map<String, Datum<Instances>> dataMap = serializer.deserializeMap(entity.getBytes(), Instances.class);for (Map.Entry<String, Datum<Instances>> entry : dataMap.entrySet()) {if (KeyBuilder.matchEphemeralInstanceListKey(entry.getKey())) {String namespaceId = KeyBuilder.getNamespace(entry.getKey());String serviceName = KeyBuilder.getServiceName(entry.getKey());if (!serviceManager.containService(namespaceId, serviceName) && switchDomain.isDefaultInstanceEphemeral()) {serviceManager.createEmptyService(namespaceId, serviceName, true);}consistencyService.onPut(entry.getKey(), entry.getValue().value);}}return "ok";
}

这里会调用consistencyService.onPut(entry.getKey(), entry.getValue().value)方法进行数据的更新,注意,onPut方法并不会涉及taskDispatcher.addTask(key);操作,而是将数据更新压入了NotifierTask列表中(Notifier的作用看Nacos Server端注册一个服务实例流程);至此完成了Nacos Server在AP模式下的数据的最终一致性操作。

CP实现

重要的协议——RAFT

动画演示地址:raft-protocol)

nacos是如何实现CP(raft)的

RaftController

RaftController控制器是raft集群内部节点间通信使用的,具体的信息如下

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
POST HTTP://{ip:port}/v1/ns/raft/vote : 进行投票请求POST HTTP://{ip:port}/v1/ns/raft/beat : Leader向Follower发送心跳信息GET HTTP://{ip:port}/v1/ns/raft/peer : 获取该节点的RaftPeer信息PUT HTTP://{ip:port}/v1/ns/raft/datum/reload : 重新加载某日志信息POST HTTP://{ip:port}/v1/ns/raft/datum : Leader接收传来的数据并存入DELETE HTTP://{ip:port}/v1/ns/raft/datum : Leader接收传来的数据删除操作GET HTTP://{ip:port}/v1/ns/raft/datum : 获取该节点存储的数据信息GET HTTP://{ip:port}/v1/ns/raft/state : 获取该节点的状态信息{UP or DOWN}POST HTTP://{ip:port}/v1/ns/raft/datum/commit : Follower节点接收Leader传来得到数据存入操作DELETE HTTP://{ip:port}/v1/ns/raft/datum : Follower节点接收Leader传来的数据删除操作GET HTTP://{ip:port}/v1/ns/raft/leader : 获取当前集群的Leader节点信息GET HTTP://{ip:port}/v1/ns/raft/listeners : 获取当前Raft集群的所有事件监听者

RaftPeerSet

这个对象存储的是所有raft协议下的节点信息,存储的元素如下

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
// 集群节点地址管理
private ServerListManager serverListManager;// 周期数
private AtomicLong localTerm = new AtomicLong(0L);// 当前周期内的Leader
private RaftPeer leader = null;// 所有的节点信息
private Map<String, RaftPeer> peers = new HashMap<String, RaftPeer>();// 暂时不清楚用途
private Set<String> sites = new HashSet<>();// 本节点是否已准备完毕
private boolean ready = false;

同时还具备了raft协议下必要的方法

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
// 当前IP对应的节点是否是Leader
public boolean isLeader(String ip) {if (STANDALONE_MODE) {return true;}if (leader == null) {Loggers.RAFT.warn("[IS LEADER] no leader is available now!");return false;}return StringUtils.equals(leader.ip, ip);
}// 决定Leader节点,根据投票结果以及是否满足majorityCount机制
public RaftPeer decideLeader(RaftPeer candidate) {peers.put(candidate.ip, candidate);SortedBag ips = new TreeBag();int maxApproveCount = 0;String maxApprovePeer = null;for (RaftPeer peer : peers.values()) {if (StringUtils.isEmpty(peer.voteFor)) {continue;}// 选票计数ips.add(peer.voteFor);// 如果某节点的得票数大于当前的最大得票数,则更新候选Leader信息if (ips.getCount(peer.voteFor) > maxApproveCount) {maxApproveCount = ips.getCount(peer.voteFor);maxApprovePeer = peer.voteFor;}}// 是否满足majorityCount数量的限制if (maxApproveCount >= majorityCount()) {// 若满足则设置Leader节点信息RaftPeer peer = peers.get(maxApprovePeer);peer.state = RaftPeer.State.LEADER;if (!Objects.equals(leader, peer)) {leader = peer;Loggers.RAFT.info("{} has become the LEADER", leader.ip);}}return leader;
}public RaftPeer makeLeader(RaftPeer candidate) {// 如果当前Leader与Candidate节点不一样,则进行Leader信息更改if (!Objects.equals(leader, candidate)) {leader = candidate;Loggers.RAFT.info("{} has become the LEADER, local: {}, leader: {}",leader.ip, JSON.toJSONString(local()), JSON.toJSONString(leader));}for (final RaftPeer peer : peers.values()) {Map<String, String> params = new HashMap<String, String>(1);// 如果当前节点与远程Leader节点不等且是Follower节点if (!Objects.equals(peer, candidate) && peer.state == RaftPeer.State.LEADER) {try {// 获取每个节点的RaftPeer节点信息对象数据String url = RaftCore.buildURL(peer.ip, RaftCore.API_GET_PEER);HttpClient.asyncHttpGet(url, null, params, new AsyncCompletionHandler<Integer>() {@Overridepublic Integer onCompleted(Response response) throws Exception {if (response.getStatusCode() != HttpURLConnection.HTTP_OK) {Loggers.RAFT.error("[NACOS-RAFT] get peer failed: {}, peer: {}", response.getResponseBody(), peer.ip);peer.state = RaftPeer.State.FOLLOWER;return 1;}update(JSON.parseObject(response.getResponseBody(), RaftPeer.class));return 0;}});} catch (Exception e) {peer.state = RaftPeer.State.FOLLOWER;Loggers.RAFT.error("[NACOS-RAFT] error while getting peer from peer: {}", peer.ip);}}}return update(candidate);
}

RaftCore

该对象是nacosraft协议的主要实现,在启动之初,会进行一系列初始化的操作

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
@PostConstruct
public void init() throws Exception {Loggers.RAFT.info("initializing Raft sub-system");executor.submit(notifier);long start = System.currentTimeMillis();// 进行日志文件的加载到内存数据对象Datums的操作datums = raftStore.loadDatums(notifier);// 设置当前的周期数setTerm(NumberUtils.toLong(raftStore.loadMeta().getProperty("term"), 0L));Loggers.RAFT.info("cache loaded, datum count: {}, current term: {}", datums.size(), peers.getTerm());while (true) {// 等待上一步的数据加载任务全部完成if (notifier.tasks.size() <= 0) {break;}Thread.sleep(1000L);}// 初始化标识更改initialized = true;Loggers.RAFT.info("finish to load data from disk, cost: {} ms.", (System.currentTimeMillis() - start));// 开启定时的Leader选举任务GlobalExecutor.registerMasterElection(new MasterElection());// 开启定时的Leader心跳服务GlobalExecutor.registerHeartbeat(new HeartBeat());Loggers.RAFT.info("timer started: leader timeout ms: {}, heart-beat timeout ms: {}",GlobalExecutor.LEADER_TIMEOUT_MS, GlobalExecutor.HEARTBEAT_INTERVAL_MS);
}

初始化的一系列操作完成后,此时集群还无法对外提供服务,因为此时Leader还未选举出来,需要在MasterElection选举Leader成功后才可以对外提供服务

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
// Leader 选举任务
public class MasterElection implements Runnable {@Overridepublic void run() {try {// 当前节点是否已准备完毕if (!peers.isReady()) {return;}// 获取自身节点信息RaftPeer local = peers.local();// 本地存储的Leader任期时间local.leaderDueMs -= GlobalExecutor.TICK_PERIOD_MS;// 如果Leader任期时间还在允许范围内,则不进行Leader选举if (local.leaderDueMs > 0) {return;}// reset timeoutlocal.resetLeaderDue();local.resetHeartbeatDue();// 向其他节点发起投票请求sendVote();} catch (Exception e) {Loggers.RAFT.warn("[RAFT] error while master election {}", e);}}public void sendVote() {RaftPeer local = peers.get(NetUtils.localServer());Loggers.RAFT.info("leader timeout, start voting,leader: {}, term: {}",JSON.toJSONString(getLeader()), local.term);// Raft node cluster restpeers.reset();local.term.incrementAndGet();// 设置给自己投票local.voteFor = local.ip;// update node status to CANDIDATElocal.state = RaftPeer.State.CANDIDATE;Map<String, String> params = new HashMap<String, String>(1);params.put("vote", JSON.toJSONString(local));// 遍历所有的节点信息(除了自己之外)for (final String server : peers.allServersWithoutMySelf()) {final String url = buildURL(server, API_VOTE);try {HttpClient.asyncHttpPost(url, null, params, new AsyncCompletionHandler<Integer>() {@Overridepublic Integer onCompleted(Response response) throws Exception {if (response.getStatusCode() != HttpURLConnection.HTTP_OK) {Loggers.RAFT.error("NACOS-RAFT vote failed: {}, url: {}", response.getResponseBody(), url);return 1;}// 获取投票结果,并进行Leader的选举工作RaftPeer peer = JSON.parseObject(response.getResponseBody(), RaftPeer.class);Loggers.RAFT.info("received approve from peer: {}", JSON.toJSONString(peer));peers.decideLeader(peer);return 0;}});} catch (Exception e) {Loggers.RAFT.warn("error while sending vote to server: {}", server);}}}
}

每个节点启动时,都会认为自己可以作为Leader,因此都会以自去己作为被选举人,向其他节点发起投票请求,而其他节点在接收到投票请求后的工作流程如下

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
// 其他节点接收到投票请求后的反应
public RaftPeer receivedVote(RaftPeer remote) {// 被选举人是否在raft集群节点列表中if (!peers.contains(remote)) {throw new IllegalStateException("can not find peer: " + remote.ip);}// 获取自身节点信息RaftPeer local = peers.get(NetUtils.localServer());// 如果被选举节点的周期数小于本节点的周期数,则将自己的投票投给自己并告诉被选举者if (remote.term.get() <= local.term.get()) {String msg = "received illegitimate vote" + ", voter-term:" + remote.term + ", votee-term:" + local.term;Loggers.RAFT.info(msg);if (StringUtils.isEmpty(local.voteFor)) {local.voteFor = local.ip;}return local;}// 满足投票条件后,本节点确认将自己的票投给被选举者local.resetLeaderDue();local.state = RaftPeer.State.FOLLOWER;local.voteFor = remote.ip;local.term.set(remote.term.get());Loggers.RAFT.info("vote {} as leader, term: {}", remote.ip, remote.term);return local;
}

通过以上步骤,最终选举出了Leader节点,接下来,就可以对外提供服务了

因为是CP模式,所以操作都是通过Leader节点进行传达的,Follower节点本身不与Client进行联系,Follower只能接受来自Leader的操作请求,因此就存在请求转发的问题。因此在RaftCore中的singlePublish以及singleDelete中,存在着对Leader节点的判断以及请求转发的逻辑

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
public void signalPublish(String key, Record value) throws Exception {if (!isLeader()) {JSONObject params = new JSONObject();params.put("key", key);params.put("value", value);Map<String, String> parameters = new HashMap<>(1);parameters.put("key", key);// 请求转发raftProxy.proxyPostLarge(getLeader().ip, API_PUB, params.toJSONString(), parameters);return;}...
}public void signalDelete(final String key) throws Exception {OPERATE_LOCK.lock();try {if (!isLeader()) {Map<String, String> params = new HashMap<>(1);params.put("key", URLEncoder.encode(key, "UTF-8"));// 删除请求进行转发给 leader 进行处理raftProxy.proxy(getLeader().ip, API_DEL, params, HttpMethod.DELETE);return;}...}
}

同时,还有一个重要的机制——心跳机制,raft通过心跳机制来维持Leader以及Follower的关系

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
// 心跳任务,如果成为Leader,需要对 follower 发送心跳信息
public class HeartBeat implements Runnable {@Overridepublic void run() {try {// 程序是否已准备完毕if (!peers.isReady()) {return;}RaftPeer local = peers.local();local.heartbeatDueMs -= GlobalExecutor.TICK_PERIOD_MS;// 心跳周期判断if (local.heartbeatDueMs > 0) {return;}// 重置心跳发送周期local.resetHeartbeatDue();// 发送心跳信息sendBeat();} catch (Exception e) {Loggers.RAFT.warn("[RAFT] error while sending beat {}", e);}}public void sendBeat() throws IOException, InterruptedException {RaftPeer local = peers.local();// 如果自己不是Leader节点或者处于单机模式下,则直接返回if (local.state != RaftPeer.State.LEADER && !STANDALONE_MODE) {return;}Loggers.RAFT.info("[RAFT] send beat with {} keys.", datums.size());// 重置Leader任期时间local.resetLeaderDue();// build dataJSONObject packet = new JSONObject();packet.put("peer", local);JSONArray array = new JSONArray();if (switchDomain.isSendBeatOnly()) {Loggers.RAFT.info("[SEND-BEAT-ONLY] {}", String.valueOf(switchDomain.isSendBeatOnly()));}if (!switchDomain.isSendBeatOnly()) {// 如果开启了在心跳包中携带Leader存储的数据进行发送,则对数据进行打包操作for (Datum datum : datums.values()) {JSONObject element = new JSONObject();if (KeyBuilder.matchServiceMetaKey(datum.key)) {element.put("key", KeyBuilder.briefServiceMetaKey(datum.key));} else if (KeyBuilder.matchInstanceListKey(datum.key)) {element.put("key", KeyBuilder.briefInstanceListkey(datum.key));}element.put("timestamp", datum.timestamp);array.add(element);}} else {Loggers.RAFT.info("[RAFT] send beat only.");}packet.put("datums", array);// broadcastMap<String, String> params = new HashMap<String, String>(1);params.put("beat", JSON.toJSONString(packet));// 将参数信息进行 Gzip算法压缩,降低网络消耗String content = JSON.toJSONString(params);ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();GZIPOutputStream gzip = new GZIPOutputStream(out);gzip.write(content.getBytes("UTF-8"));gzip.close();byte[] compressedBytes = out.toByteArray();String compressedContent = new String(compressedBytes, "UTF-8");Loggers.RAFT.info("raw beat data size: {}, size of compressed data: {}", content.length(), compressedContent.length());// 遍历所有的Follower节点进行发送心跳数据包for (final String server : peers.allServersWithoutMySelf()) {try {final String url = buildURL(server, API_BEAT);Loggers.RAFT.info("send beat to server " + server);// 采用异步HTTP请求进行心跳数据发送HttpClient.asyncHttpPostLarge(url, null, compressedBytes, new AsyncCompletionHandler<Integer>() {@Overridepublic Integer onCompleted(Response response) throws Exception {if (response.getStatusCode() != HttpURLConnection.HTTP_OK) {Loggers.RAFT.error("NACOS-RAFT beat failed: {}, peer: {}", response.getResponseBody(), server);MetricsMonitor.getLeaderSendBeatFailedException().increment();}// 成功后接收Follower节点的心跳回复(Follower节点的当前信息)进行节点更新操作peers.update(JSON.parseObject(response.getResponseBody(), RaftPeer.class));Loggers.RAFT.info("receive beat response from: {}", url);return 0;}@Overridepublic void onThrowable(Throwable t) {Loggers.RAFT.error("NACOS-RAFT error while sending heart-beat to peer: {} {}", server, t);MetricsMonitor.getLeaderSendBeatFailedException().increment();}});} catch (Exception e) {Loggers.RAFT.error("error while sending heart-beat to peer: {} {}", server, e);MetricsMonitor.getLeaderSendBeatFailedException().increment();}}}
}

至于心跳接收的回复操作基本就是Follower节点将自己当前的信息进行数据打包发送给Leader节点,同时也会重置当前Leader的任期时间信息,并且根据接收到心跳信息,进行拉取Leader节点的最新数据信息

为什么要同时实现CP和AP两套一致性策略模式?

或许有的人会问,为什么Nacos要同时实现CP以及AP两种数据的一致性策略。其实在一个组件中同时实现两种数据一致性策略,我觉得这样在做服务注册中心选型时,就不必操心AP选什么组件,CP选什么组件,直接采用nacos就好了,同时满足你AP以及CP的数据一致性需求;直接在一个组件中,享受Zookeeper以及Eureka组件的服务,避免了需要同时维护两种不同的组件的运维代价,只需要根据自己的实例需求,选择不同的注册模式即可。

Nacos 是如何同时实现AP与CP的相关推荐

  1. Nacos中服务注册中心AP、CP模式实现,AP、CP模式切换

    本文分析Nacos基于Nacos 2.0 Nacos中服务注册中心默认是AP模式,如果设置为CP模式 那么客户端设置 spring.cloud.nacos.discovery.ephemeral=fa ...

  2. Nacos中AP和CP模式如何切换

    CAP理论 这个定理的内容是指的是在一个分布式系统中.Consistency(一致性). Availability(可用性).Partition tolerance(分区容错性),三者不可得兼. 一致 ...

  3. SpringCloudAlibaba--Nacos作为服务注册中心、各种注册中心对比、Nacos的AP和CP模式切换

    基于Nacos的服务提供者 创建cloudalibaba-provider-payment9001模拟支付模块: 依赖: <?xml version="1.0" encodi ...

  4. 服务注册中心AP和CP区别【Nacos|Eureka|Consul|Zookeeper】

    当下,分布式系统正变得越来越重要,大型网站几乎都是分布式的.分布式系统的最大难点,就是各个节点的状态如何同步.CAP 定理是这方面的基本定理,也是理解分布式系统的起点. CAP定理,又被称作布鲁尔定理 ...

  5. Nacos 的AP和CP模式

    Nacos是阿里开源的,Nacos 支持基于 DNS 和基于 RPC 的服务发现.在Spring Cloud中使用Nacos,只需要先下载 Nacos 并启动 Nacos server,Nacos只需 ...

  6. CAP(AP模式/CP模式)

    Nacos 临时实例是AP模式 Nacos 持久实例是CP模式 Zookeeper CP模式 Eureka AP模式 CAP原则: C(Consistency):一致性 A(Availablitity ...

  7. AUTOSAR AP与 CP 有什么差异?

    1标准概况不同 1.1 时间 在2003年AUTOSAR组织刚成立的时候,只有一个AUTOSAR标准,没有AP(Adaptive Platform)与CP(Classic Platform)之分. 在 ...

  8. Autosar AP – AP和CP差异

    ■ 硬件: 1. 芯片类型: ▪ CP AUTOSAR一般运行在8bit.16bit.32bit的微控制器(MCU)中,如英飞凌的TC3xx,瑞萨的RH850等. ▪ AP AUTOSAR可以运行在6 ...

  9. nacos集群的ap cp切换_配置中心Nacos

    Nacos概述 英文全称Dynamic Naming and Configuration Service,是指该注册/配置中心都是以服务为核心. Nacos是阿里云中间件团队开源的一个项目.项目地址: ...

最新文章

  1. pythonurllib标准_Python标准库urllib2的一些使用细节总结
  2. SparkSQL之操作Hive
  3. C++11学习笔记-----互斥量以及条件变量的使用
  4. ltv价值 应用_用户终生价值Ltv是什么,在游戏设计中如何考虑?
  5. Android入门(13)| Android权限 与 内容提供器
  6. c语言autoi函数如何使用,C++的auto声明、memset函数
  7. C#笔记之又谈装箱与拆箱(boxing and unboxing)
  8. signalr收不到服务器的信息,重新连接的客户端SignalR没有收到消息 - javascript
  9. html的语义化面试题,html面试题
  10. 史上最详细的JNI入门教程HelloNative
  11. T - 取石子游戏 HDU - 1527(威佐夫博弈)
  12. ubuntu 16.04 蓝牙鼠标 (可连接但是无法使用)
  13. SAP那些事-理论篇-18-如何做SAP售前
  14. MySQL数据库基本操作-DDL
  15. 服务器虚拟机迁移的6个步骤,KVM 虚拟机迁移(示例代码)
  16. 苹果Mac中delete键的七种用法!
  17. h5移动端使用手机自带软键盘的“前往”、“go”键提交表单
  18. 工具及方法 - 使用DOS批处理给Windows文件批量改名
  19. 神通数据库connect by用法
  20. 手把手教你写保研简历|计算机保研|保研夏令营文书写作|简历模板

热门文章

  1. 怎么在html5中加入视频,html5怎么嵌入视频
  2. 201571030334 小学四则运算练习软件项目报告
  3. chatgpt赋能Python-python2张图片合成1张图片
  4. HTML实例之搜索栏(附源码)
  5. 2017最新GSMS软件系统 ISO文件下载 刻录教程
  6. 简述园路的功能作用_园林设计中园路的功能
  7. 华为OD机试(2023A+B)考点分类
  8. 网站页面实现分享到微信、QQ空间新浪微博等网站的方法
  9. 一个关于Java程序安全意识重构的工具
  10. 计算绝对关联度-相对关联度-综合关联度