Nacos的基本使用之配置管理

1、统一配置管理的基本介绍

在单体应用中，配置管理可能不是什么大的事情，通常会以配置文件的方式。常见的方法比如将配置通过打包脚本打入应用包中，或者直接放到运行应用的服务器的特定目录下，或者存储到数据库中。这种方式在传统的单体应用中简单有效，但是也会有些比较棘手的问题，比如：

配置变化频繁时，需要频繁的打包部署应用。
不同环境的配置需要分开管理（比如测试环境与生产环境）。
而在分布式微服务架构中，服务数量剧增，如果还是手动去实现配置信息的修改或数据的迁移等，效率是很低的，而且手动操作配置也极有可能出现错误的情况

复杂的业务对应大量的配置项，对集群部署的应用配置进行修改时需要修改每个节点上的应用配置，在这种背景下，中心化的配置服务即配置中心应运而生。配置中心就是一种统一管理各种应用配置的基础服务组件，配置中心可以把业务开发者从复杂以及繁琐的配置中解脱出来，只需专注于业务代码本身，从而能够显著提升开发以及运维效率。同时将配置和发布包解藕也进一步提升发布的成功率，并为运维的细力度管控、应急处理等提供强有力的支持。

在微服务架构中，微服务的统一配置管理一般有以下需求：

集中管理配置：一个使用微服务架构的应用系统可能会包括成千上万个微服务，因此集中管理配置是非常有必要的。
不同环境不同配置：例如，数据源配置在不同的环境（开发、测试、预发布、生产等）中是不同的。
运行期间可动态调整：例如，可根据各个微服务的负载情况，动态调整数据源连接池大小或熔断阈值，并且在调整配置时不重启微服务。
配置修改后自动更新：如配置内容发生变化，微服务能够自动更新配置。

综上所述，对于微服务架构而言，一个通用的配置管理机制必不可少，常见做法是使用配置服务器管理配置。

1.1、主流配置中心对比

目前市面上用的比较多的配置中心有：Spring Cloud Config、Apollo、Nacos和Disconf等，下面主要对比一下Spring Cloud Config、Apollo和Nacos。

从配置中心角度来看，性能方面Nacos的读写性能最高，Apollo次之，Spring Cloud Config依赖Git场景不适合开放的大规模自动化运维API。功能方面Apollo最为完善，nacos具有Apollo大部分配置管理功能，而Spring Cloud Config不带运维管理界面，需要自行开发。Nacos的一大优势是整合了注册中心、配置中心功能，部署和操作相比Apollo都要直观简单，因此它简化了架构复杂度，并减轻运维及部署工作。

综合来看，Nacos的特点和优势还是比较明显的。

2、nacos配置管理

2.1、在Nacos中添加配置信息

在 nacos 服务端默认是没有任何配置的，我们可以在配置列表页面新增一个配置，如下：

在弹出表单中填写以下配置信息：

Data ID：实际上就是配置文件名，可以以【服务名称-环境.文件后缀名】格式命名

实际上并不是所有的配置都适合放到配置中心，建议将一些关键参数，需要运行时随时可调整的参数放到 nacos 配置中心，一些比较固定的配置则可以放在项目本身的配置文件当中。

2.2、服务拉取配置

一个服务如果以 nacos 作为配置中心，则会先拉取 nacos 中管理的配置，然后与本地的配置文件比如 application.yml 中的配置合并，最后作为项目的完整配置，启动项目。

没有nacos管理配置文件的情况下的项目启动流程：

使用nacos管理配置时项目的启动流程：

项目启动的时候需要提前知道 nacos 的环境信息，而 application.yml 在读取 nacos 配置后才会读取，所以无法把 nacos 的相关信息配置在 application.yml 中，此时我们可以使用 bootstrap.yml文件。bootstrap.ym是一个引导文件，优先级高于application.yml，它会在application.yml之前被读取。

要想让服务能够拉取 nacos 配置中心的配置，可以通过以下步骤：

比如让 user-service 服务拉取我们在上面的 nacos 配置中心新增的 userservice-dev.yaml 的配置，首先先引入 nacos 配置管理依赖，如下：

<!--nacos配置管理依赖-->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId>
</dependency>

然后，在 user-service 的 resource 目录下新建一个bootstrap.yaml文件，文件内容如下：

spring:
  application:
    name: userservice # 服务名称
  profiles:
    active: dev #开发环境，这里是dev 
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848 # Nacos地址
      config:
        file-extension: yaml # 文件后缀名

这里会根据 spring.cloud.nacos.server-addr 来得到 nacos 配置中心的地址，再根据【spring.application.name】-【spring.profiles.active】.【spring.cloud.nacos.config.file-extension】作为配置的 DATA ID来从配置中心读取配置，也就是读取了 userservice-dev.yaml 配置。
以上配置完成后即可从配置中心读取配置，使用配置的代码示例如下：

@RequestMapping("/user")
public class UserController {

    @Autowired
    private UserService userService;

    @Value("${pattern.dateformat}")
    private String dateformat;
    
    @GetMapping("test01")
    public String now(){
        return dateformat;
    }
}

2.3、多环境配置共享

实际上微服务启动时，会去 nacos 配置中心读取多个配置文件，也就是不仅仅会读取指定的 profile 的配置文件，还会读取多个环境共享的配置文件。

比如配置如下：

spring:
  application:
    name: userservice # 服务名称
  profiles:
    active: dev #开发环境，这里是dev 
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848 # Nacos地址
      config:
        file-extension: yaml # 文件后缀名

此时会读取 [spring.application.name]-[spring.profiles.active].yaml（即 userservice-dev.yaml）和 [spring.application.name].yaml （即 userservice.yaml）配置文件。无论 profile 如何变化，[spring.application.name].yaml 这个文件一定会被读取，所以如果是多个环境都共享的配置可以写入这个文件当中。比如上面的 spring.profiles.active = test，userservice.yaml 配置文件也会被读取。

可以在 nacos 配置中心新建 userservice.yaml 配置，如下：

当 nacos 和项目的本地配置文件中存在相同配置时，优先级如下：服务名-profile.yaml > 服务名.yaml > 本地配置，如下：

当存在相同配置时，高优先级的配置文件中的配置会覆盖掉低优先级的配置。

2.4、配置热更新

默认情况下，修改了 nacos 配置中心的配置，微服务的配置不会随之更新的，需要重启微服务才能读到新配置。

通过 @Value 和通过 @ConfigurationProperties 来读取配置时，实现热更新的方式不同。

2.4.1、通过 @Value 读取配置时实现热更新

如果是通过 @Value 来读取配置的，此时只需在使用 @Value 注入的变量所在类上添加注解 @RefreshScope 即可，如下：

@RefreshScope
@RequestMapping("/user")
public class UserController {

    @Autowired
    private UserService userService;

    @Value("${pattern.dateformat}")
    private String dateformat;
    
    @GetMapping("test01")
    public String now(){
        return dateformat;
    }
}

此时你在 nacos 配置中心修改配置并发布后，可以发现服务能自动接收到一些更新信息，类似下图，此时也就实现了配置热更新，此时再访问微服务的接口，可以看到返回的信息已经发生了改变。

2.4.2、通过 @ConfigurationProperties 读取配置时实现热更新

当使用 @ConfigurationProperties 来读取配置时，微服务读取配置中心的配置可以自动实现热更新，无需进行其他操作。

3、nacos 集群搭建

在测试环境下可以以单体模式启动 nacos ，但是 Nacos 在生产环境下都是部署为集群状态的。

搭建集群的基本步骤：

搭建数据库，初始化数据库表结构
下载nacos安装包，修改nacos配置，启动nacos集群
启动nginx作为反向代理

下面我们搭建一个以 Nginx 作为负载均衡，nacos 有三个节点的集群，三个nacos节点的 ip 都是 127.0.0.1，端口分别为8845、8846、8847。架构图如下：

3.1、搭建数据库

Nacos 默认是将数据存储在内嵌数据库 Derby 中的，该数据库不属于生产可用的数据库，官方推荐的最佳实践是使用带有主从的高可用数据库集群。

下面我们只以单点的数据库为例来搭建。首先新建一个 mysql 数据库，命名为nacos，而后导入下面的SQL：

CREATE TABLE `config_info` (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT 'id',
  `data_id` varchar(255) NOT NULL COMMENT 'data_id',
  `group_id` varchar(255) DEFAULT NULL,
  `content` longtext NOT NULL COMMENT 'content',
  `md5` varchar(32) DEFAULT NULL COMMENT 'md5',
  `gmt_create` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
  `gmt_modified` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '修改时间',
  `src_user` text COMMENT 'source user',
  `src_ip` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT 'source ip',
  `app_name` varchar(128) DEFAULT NULL,
  `tenant_id` varchar(128) DEFAULT '' COMMENT '租户字段',
  `c_desc` varchar(256) DEFAULT NULL,
  `c_use` varchar(64) DEFAULT NULL,
  `effect` varchar(64) DEFAULT NULL,
  `type` varchar(64) DEFAULT NULL,
  `c_schema` text,
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `uk_configinfo_datagrouptenant` (`data_id`,`group_id`,`tenant_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COLLATE=utf8_bin COMMENT='config_info';

/******************************************/
/*   数据库全名 = nacos_config   */
/*   表名称 = config_info_aggr   */
/******************************************/
CREATE TABLE `config_info_aggr` (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT 'id',
  `data_id` varchar(255) NOT NULL COMMENT 'data_id',
  `group_id` varchar(255) NOT NULL COMMENT 'group_id',
  `datum_id` varchar(255) NOT NULL COMMENT 'datum_id',
  `content` longtext NOT NULL COMMENT '内容',
  `gmt_modified` datetime NOT NULL COMMENT '修改时间',
  `app_name` varchar(128) DEFAULT NULL,
  `tenant_id` varchar(128) DEFAULT '' COMMENT '租户字段',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `uk_configinfoaggr_datagrouptenantdatum` (`data_id`,`group_id`,`tenant_id`,`datum_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COLLATE=utf8_bin COMMENT='增加租户字段';


/******************************************/
/*   数据库全名 = nacos_config   */
/*   表名称 = config_info_beta   */
/******************************************/
CREATE TABLE `config_info_beta` (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT 'id',
  `data_id` varchar(255) NOT NULL COMMENT 'data_id',
  `group_id` varchar(128) NOT NULL COMMENT 'group_id',
  `app_name` varchar(128) DEFAULT NULL COMMENT 'app_name',
  `content` longtext NOT NULL COMMENT 'content',
  `beta_ips` varchar(1024) DEFAULT NULL COMMENT 'betaIps',
  `md5` varchar(32) DEFAULT NULL COMMENT 'md5',
  `gmt_create` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
  `gmt_modified` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '修改时间',
  `src_user` text COMMENT 'source user',
  `src_ip` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT 'source ip',
  `tenant_id` varchar(128) DEFAULT '' COMMENT '租户字段',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `uk_configinfobeta_datagrouptenant` (`data_id`,`group_id`,`tenant_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COLLATE=utf8_bin COMMENT='config_info_beta';

/******************************************/
/*   数据库全名 = nacos_config   */
/*   表名称 = config_info_tag   */
/******************************************/
CREATE TABLE `config_info_tag` (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT 'id',
  `data_id` varchar(255) NOT NULL COMMENT 'data_id',
  `group_id` varchar(128) NOT NULL COMMENT 'group_id',
  `tenant_id` varchar(128) DEFAULT '' COMMENT 'tenant_id',
  `tag_id` varchar(128) NOT NULL COMMENT 'tag_id',
  `app_name` varchar(128) DEFAULT NULL COMMENT 'app_name',
  `content` longtext NOT NULL COMMENT 'content',
  `md5` varchar(32) DEFAULT NULL COMMENT 'md5',
  `gmt_create` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
  `gmt_modified` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '修改时间',
  `src_user` text COMMENT 'source user',
  `src_ip` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT 'source ip',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `uk_configinfotag_datagrouptenanttag` (`data_id`,`group_id`,`tenant_id`,`tag_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COLLATE=utf8_bin COMMENT='config_info_tag';

/******************************************/
/*   数据库全名 = nacos_config   */
/*   表名称 = config_tags_relation   */
/******************************************/
CREATE TABLE `config_tags_relation` (
  `id` bigint(20) NOT NULL COMMENT 'id',
  `tag_name` varchar(128) NOT NULL COMMENT 'tag_name',
  `tag_type` varchar(64) DEFAULT NULL COMMENT 'tag_type',
  `data_id` varchar(255) NOT NULL COMMENT 'data_id',
  `group_id` varchar(128) NOT NULL COMMENT 'group_id',
  `tenant_id` varchar(128) DEFAULT '' COMMENT 'tenant_id',
  `nid` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  PRIMARY KEY (`nid`),
  UNIQUE KEY `uk_configtagrelation_configidtag` (`id`,`tag_name`,`tag_type`),
  KEY `idx_tenant_id` (`tenant_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COLLATE=utf8_bin COMMENT='config_tag_relation';

/******************************************/
/*   数据库全名 = nacos_config   */
/*   表名称 = group_capacity   */
/******************************************/
CREATE TABLE `group_capacity` (
  `id` bigint(20) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键ID',
  `group_id` varchar(128) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT 'Group ID，空字符表示整个集群',
  `quota` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '配额，0表示使用默认值',
  `usage` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '使用量',
  `max_size` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '单个配置大小上限，单位为字节，0表示使用默认值',
  `max_aggr_count` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '聚合子配置最大个数，，0表示使用默认值',
  `max_aggr_size` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '单个聚合数据的子配置大小上限，单位为字节，0表示使用默认值',
  `max_history_count` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '最大变更历史数量',
  `gmt_create` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
  `gmt_modified` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '修改时间',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `uk_group_id` (`group_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COLLATE=utf8_bin COMMENT='集群、各Group容量信息表';

/******************************************/
/*   数据库全名 = nacos_config   */
/*   表名称 = his_config_info   */
/******************************************/
CREATE TABLE `his_config_info` (
  `id` bigint(64) unsigned NOT NULL,
  `nid` bigint(20) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `data_id` varchar(255) NOT NULL,
  `group_id` varchar(128) NOT NULL,
  `app_name` varchar(128) DEFAULT NULL COMMENT 'app_name',
  `content` longtext NOT NULL,
  `md5` varchar(32) DEFAULT NULL,
  `gmt_create` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
  `gmt_modified` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
  `src_user` text,
  `src_ip` varchar(50) DEFAULT NULL,
  `op_type` char(10) DEFAULT NULL,
  `tenant_id` varchar(128) DEFAULT '' COMMENT '租户字段',
  PRIMARY KEY (`nid`),
  KEY `idx_gmt_create` (`gmt_create`),
  KEY `idx_gmt_modified` (`gmt_modified`),
  KEY `idx_did` (`data_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COLLATE=utf8_bin COMMENT='多租户改造';


/******************************************/
/*   数据库全名 = nacos_config   */
/*   表名称 = tenant_capacity   */
/******************************************/
CREATE TABLE `tenant_capacity` (
  `id` bigint(20) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键ID',
  `tenant_id` varchar(128) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT 'Tenant ID',
  `quota` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '配额，0表示使用默认值',
  `usage` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '使用量',
  `max_size` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '单个配置大小上限，单位为字节，0表示使用默认值',
  `max_aggr_count` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '聚合子配置最大个数',
  `max_aggr_size` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '单个聚合数据的子配置大小上限，单位为字节，0表示使用默认值',
  `max_history_count` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '最大变更历史数量',
  `gmt_create` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
  `gmt_modified` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '修改时间',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `uk_tenant_id` (`tenant_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COLLATE=utf8_bin COMMENT='租户容量信息表';


CREATE TABLE `tenant_info` (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT 'id',
  `kp` varchar(128) NOT NULL COMMENT 'kp',
  `tenant_id` varchar(128) default '' COMMENT 'tenant_id',
  `tenant_name` varchar(128) default '' COMMENT 'tenant_name',
  `tenant_desc` varchar(256) DEFAULT NULL COMMENT 'tenant_desc',
  `create_source` varchar(32) DEFAULT NULL COMMENT 'create_source',
  `gmt_create` bigint(20) NOT NULL COMMENT '创建时间',
  `gmt_modified` bigint(20) NOT NULL COMMENT '修改时间',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `uk_tenant_info_kptenantid` (`kp`,`tenant_id`),
  KEY `idx_tenant_id` (`tenant_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COLLATE=utf8_bin COMMENT='tenant_info';

CREATE TABLE `users` (
    `username` varchar(50) NOT NULL PRIMARY KEY,
    `password` varchar(500) NOT NULL,
    `enabled` boolean NOT NULL
);

CREATE TABLE `roles` (
    `username` varchar(50) NOT NULL,
    `role` varchar(50) NOT NULL,
    UNIQUE INDEX `idx_user_role` (`username` ASC, `role` ASC) USING BTREE
);

CREATE TABLE `permissions` (
    `role` varchar(50) NOT NULL,
    `resource` varchar(255) NOT NULL,
    `action` varchar(8) NOT NULL,
    UNIQUE INDEX `uk_role_permission` (`role`,`resource`,`action`) USING BTREE
);

INSERT INTO users (username, password, enabled) VALUES ('nacos', '$2a$10$EuWPZHzz32dJN7jexM34MOeYirDdFAZm2kuWj7VEOJhhZkDrxfvUu', TRUE);

INSERT INTO roles (username, role) VALUES ('nacos', 'ROLE_ADMIN');

3.2、配置 nacos

下载 nacos 安装包并解压后即安装完成，下面进行 nacos 集群的配置。

进入 nacos 安装目录的 conf 目录下，复制配置文件 cluster.conf.example 并重命名为 cluster.conf，给文件 cluster.conf 添加以下内容：

127.0.0.1:8845
127.0.0.1.8846
127.0.0.1.8847

类似如下：

然后继续修改 conf/application.properties 文件，在文件内添加以下内容，配置数据库连接信息，如下：

spring.datasource.platform=mysql

db.num=1

db.url.0=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/nacos?characterEncoding=utf8&connectTimeout=1000&socketTimeout=3000&autoReconnect=true&useUnicode=true&useSSL=false&serverTimezone=UTC
db.user.0=root
db.password.0=123456

以此一个 nacos 节点就已经配置完成，只需将 nacos 复制三份，然后分别修改三个文件夹中的application.properties，将 server.port 分别修改为 8845、8846、8847 即可。

分别启动这三个 nacos 节点即可，直接双击 bin/startup.cmd 文件即可启动，启动结果如下：

3.3、启动Nginx作为反向代理

上述步骤中启动 nacos 集群后，即可启动一个 Nginx 作为反向代理，nacos 客户端需要访问连接 nacos 服务端时，只需访问 Nginx 的服务即可。

Nginx 配置如下：

upstream nacos-cluster {
    server 127.0.0.1:8845;
    server 127.0.0.1:8846;
    server 127.0.0.1:8847;
}

server {
    listen       80;
    server_name  localhost;

    location /nacos {
        proxy_pass http://nacos-cluster;
    }
}

访问 http://localhost/nacos 即可访问到 nacos 集群，Nginx 会将接收到的请求负载均衡到三个 nacos 节点当中。

比如 nacos 节点需访问 nacos 集群时，项目配置文件如下：

spring:
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:80 # Nacos地址

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