服务注册与发现（Eureka/Nacos）

一、核心概念

1.1 什么是服务注册与发现？

在微服务架构中，服务实例（如订单服务、用户服务）是动态的（可能因扩缩容、故障重启而变化）。服务注册与发现是解决服务间如何相互定位和通信的核心机制。

• 服务注册 (Service Registration)：服务启动时，将自己的网络地址（IP、端口）、服务名等信息注册到一个注册中心 (Registry)。
• 服务发现 (Service Discovery)：服务需要调用其他服务时，向注册中心查询目标服务的可用实例列表，然后通过负载均衡选择一个实例进行调用。

1.2 核心组件

组件	说明
服务提供者 (Service Provider)	暴露服务的微服务实例（如 order-service）。启动时向注册中心注册自身信息。
服务消费者 (Service Consumer)	需要调用其他服务的微服务实例（如 user-service 调用 order-service）。从注册中心获取服务提供者列表。
注册中心 (Registry)	存储服务注册信息的中心化服务。Eureka 和 Nacos 都是注册中心的实现。
心跳机制 (Heartbeat)	服务提供者定期（如 Eureka 默认30秒）向注册中心发送心跳，证明自己“存活”。
服务下线 (Deregistration)	服务正常关闭时，主动通知注册中心注销自己。
服务剔除 (Eviction)	注册中心在一段时间内（如 Eureka 默认90秒）未收到服务提供者的心跳，则将其从注册列表中移除。

1.3 Eureka vs Nacos

特性	Eureka (Netflix)	Nacos (Alibaba)
开发团队	Netflix	Alibaba
功能定位	纯服务注册与发现	服务注册发现 + 配置管理 (一体化平台)
一致性协议	AP (高可用、分区容忍)	支持 AP (服务发现) 和 CP (配置管理)
健康检查	客户端心跳	支持心跳、TCP、HTTP、MySQL 等多种方式
集群模式	Peer-to-Peer (对等)	支持单机、集群（AP/CP）
配置中心	❌ 需要配合 Spring Cloud Config	✅ 内置强大配置中心
控制台	简单	功能丰富（服务管理、配置管理、命名空间、权限等）
社区活跃度	Eureka 2.x 已停止开发，1.x 维护中	非常活跃，持续更新
推荐场景	现有 Eureka 项目	新项目，尤其需要配置中心

选择建议：新项目强烈推荐 Nacos，功能更全面，社区更活跃。Eureka 可用于维护现有项目。

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二、详细操作步骤

Part 1: 使用 Eureka 实现服务注册与发现

步骤 1.1：搭建 Eureka Server (注册中心)

1. 创建项目： 使用 Spring Initializr 创建一个新项目，添加依赖：

   • Spring Web
   • Eureka Server (spring-cloud-starter-netflix-eureka-server)

2. 配置 pom.xml：

   <dependency>
       <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
       <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId>
   </dependency>
   

3. 启用 Eureka Server：

   // EurekaServerApplication.java
   @SpringBootApplication
   @EnableEurekaServer // 启用 Eureka Server
   public class EurekaServerApplication {
       public static void main(String[] args) {
           SpringApplication.run(EurekaServerApplication.class, args);
       }
   }
   

4. 配置 application.yml：

   server:
     port: 8761 # Eureka Server 端口
   
   spring:
     application:
       name: eureka-server # 服务名
   
   eureka:
     client:
       register-with-eureka: false # 作为 Server，不向自己注册
       fetch-registry: false     # 作为 Server，不从自己拉取注册信息
     server:
       enable-self-preservation: true # 开启自我保护模式（网络分区时保护实例）
       eviction-interval-timer-in-ms: 30000 # 清理无效实例的间隔（默认60s）
     instance:
       hostname: localhost
   

5. 启动 Eureka Server： 启动应用，访问 http://localhost:8761，应能看到 Eureka 控制台界面（此时无服务注册）。

步骤 1.2：服务提供者注册到 Eureka

1. 创建服务提供者项目 (如 order-service)： 添加依赖：

   • Spring Web
   • Eureka Client (spring-cloud-starter-netflix-eureka-client)

2. 配置 pom.xml：

   <dependency>
       <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
       <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
   </dependency>
   

3. 配置 application.yml：

   server:
     port: 8081 # 服务端口
   
   spring:
     application:
       name: order-service # 服务名，消费者通过此名发现
   
   eureka:
     client:
       service-url:
         defaultZone: http://localhost:8761/eureka/ # 指向 Eureka Server 地址
     instance:
       prefer-ip-address: true # 注册时使用 IP 地址而不是主机名
       instance-id: ${spring.application.name}:${server.port} # 实例 ID 显示更清晰
   

4. 编写一个简单接口：

   @RestController
   @RequestMapping("/orders")
   public class OrderController {
       @GetMapping("/{id}")
       public String getOrder(@PathVariable String id) {
           return "Order: " + id + " from port " + server.port;
       }
   }
   

5. 启动服务： 启动 order-service，刷新 Eureka 控制台，应能看到 ORDER-SERVICE 实例已注册。

步骤 1.3：服务消费者发现并调用服务

1. 创建服务消费者项目 (如 user-service)： 同样添加 Eureka Client 依赖。

2. 配置 application.yml：

   server:
     port: 8082
   
   spring:
     application:
       name: user-service
   
   eureka:
     client:
       service-url:
         defaultZone: http://localhost:8761/eureka/
     instance:
       prefer-ip-address: true
       instance-id: ${spring.application.name}:${server.port}
   

3. 集成 Ribbon (负载均衡)： Spring Cloud Netflix Ribbon 是客户端负载均衡器，通常与 Eureka 配合使用。

   • 注意：Ribbon 已进入维护模式，但仍在广泛使用。新项目可考虑 Spring Cloud LoadBalancer。
   • 在 @Bean 配置 RestTemplate 时添加 @LoadBalanced 注解。

4. 配置 RestTemplate：

   // UserApplication.java 或配置类
   @Bean
   @LoadBalanced // 启用客户端负载均衡
   public RestTemplate restTemplate() {
       return new RestTemplate();
   }
   

5. 编写调用逻辑：

   @RestController
   @RequestMapping("/users")
   public class UserController {
   
       @Autowired
       private RestTemplate restTemplate;
   
       @GetMapping("/{userId}/orders/{orderId}")
       public String getUserOrder(@PathVariable String userId, @PathVariable String orderId) {
           // 使用服务名 "order-service" 进行调用，Ribbon 会自动解析并负载均衡
           String url = "http://order-service/orders/" + orderId;
           String response = restTemplate.getForObject(url, String.class);
           return "User: " + userId + ", " + response;
       }
   }
   

6. 启动并测试： 启动 user-service，访问 http://localhost:8082/users/123/orders/456，应能成功调用 order-service 并返回结果。

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Part 2: 使用 Nacos 实现服务注册与发现

步骤 2.1：部署 Nacos Server

1. 下载 Nacos： 访问 Nacos GitHub Releases，下载 nacos-server-$version.zip。

2. 启动 Nacos Server：

   • 单机模式 (开发测试)：

     # Linux/Mac
     sh startup.sh -m standalone
     # Windows
     startup.cmd -m standalone
     

   • 集群模式 (生产)：需配置 cluster.conf 和数据库。

3. 访问 Nacos 控制台： 启动后，访问 http://localhost:8848/nacos，默认用户名/密码：nacos/nacos。

步骤 2.2：服务提供者注册到 Nacos

1. 创建服务提供者项目 (如 product-service)： 添加依赖：

   • Spring Web
   • Nacos Discovery (spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery)

2. 配置 pom.xml：

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

3. 配置 application.yml：

   server:
     port: 8083
   
   spring:
     application:
       name: product-service
     cloud:
       nacos:
         discovery:
           server-addr: localhost:8848 # Nacos Server 地址
           # namespace: your-namespace-id # 指定命名空间 (生产环境隔离)
           # group: DEFAULT_GROUP # 指定分组
           # weight: 1 # 实例权重，用于负载均衡
           # metadata: # 自定义元数据
           #   version: 1.0.0
   

4. 编写接口并启动：

   @RestController
   @RequestMapping("/products")
   public class ProductController {
       @GetMapping("/{id}")
       public String getProduct(@PathVariable String id) {
           return "Product: " + id + " from port " + server.port;
       }
   }
   

   启动 product-service，登录 Nacos 控制台，在“服务管理” -> “服务列表”中应能看到 product-service。

步骤 2.3：服务消费者发现并调用服务

1. 创建服务消费者项目 (如 shopping-cart-service)： 添加 Nacos Discovery 依赖。

2. 配置 application.yml：

   server:
     port: 8084
   
   spring:
     application:
       name: shopping-cart-service
     cloud:
       nacos:
         discovery:
           server-addr: localhost:8848
   

3. 集成负载均衡：

   • 推荐使用 Spring Cloud LoadBalancer (取代 Ribbon)。
   • 添加依赖：

     <dependency>
         <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
         <artifactId>spring-cloud-starter-loadbalancer</artifactId>
     </dependency>
     

   • 配置 RestTemplate：

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

4. 编写调用逻辑：

   @RestController
   @RequestMapping("/cart")
   public class CartController {
   
       @Autowired
       private RestTemplate restTemplate;
   
       @GetMapping("/items/{productId}")
       public String getCartItem(@PathVariable String productId) {
           String url = "http://product-service/products/" + productId;
           String response = restTemplate.getForObject(url, String.class);
           return "Cart Item: " + response;
       }
   }
   

5. 启动并测试： 启动 shopping-cart-service，访问 http://localhost:8084/cart/items/789，应能成功调用 product-service。

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三、常见错误与解决方案

错误现象	原因分析	解决方案
服务未注册到注册中心	1. 依赖缺失 2. 配置错误 (如 server-addr) 3. 网络不通 4. 启动类缺少 @EnableDiscoveryClient (通常不需要，自动配置)	1. 检查 pom.xml 2. 核对配置文件 3. ping 或 telnet 测试网络 4. 检查日志，看是否有注册相关错误
消费者调用失败 (404/UnknownHostException)	1. 服务名拼写错误 2. 服务未启动或未注册成功 3. 负载均衡配置问题 (@LoadBalanced)	1. 检查 RestTemplate URL 中的服务名 2. 确认提供者已注册 3. 确保 RestTemplate Bean 有 @LoadBalanced
Eureka Server 频繁进入自我保护模式	网络不稳定或心跳超时	1. 检查网络 2. 调整 eureka.instance.lease-renewal-interval-in-seconds (默认30s) 和 eureka.instance.lease-expiration-duration-in-seconds (默认90s) 3. 生产环境合理配置
Nacos 启动失败 (端口占用)	8848 或 9848 端口被占用	1. netstat -anp | grep 8848 2. 杀死占用进程或修改 application.properties 中的 server.port
Nacos 集群启动失败	cluster.conf 配置错误或数据库未初始化	1. 检查 cluster.conf 格式 (IP:PORT) 2. 执行 nacos/conf/nacos-mysql.sql 初始化数据库 3. 配置 application.properties 中的数据库连接

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四、注意事项

1. 服务命名：
   • 使用小写字母、数字和连字符 -。
   • 避免使用下划线 _。
   • 名称应具有业务含义。
2. 健康检查：
   • Eureka：依赖客户端心跳。
   • Nacos：支持更丰富的健康检查方式，可在控制台配置。
3. 元数据 (Metadata)：
   • 可在注册时附加元数据（如版本号 version: 1.0），用于灰度发布、路由等高级场景。
4. 命名空间 (Namespace)：
   • Nacos 支持命名空间，用于环境隔离（如 dev, test, prod）。
5. 分组 (Group)：
   • Nacos 支持分组，默认 DEFAULT_GROUP，可用于逻辑分组。
6. 版本兼容性：
   • 确保 Spring Boot、Spring Cloud、Nacos/Eureka Client 版本兼容。参考官方文档的版本对应关系。
7. 安全性：
   • 生产环境务必开启 Nacos/Eureka 的认证（如 Nacos 的 nacos.core.auth.enabled=true）。

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五、使用技巧

5.1 Nacos 配置中心集成 (Bonus)

Nacos 一大优势是同时作为配置中心。

# bootstrap.yml (优先级高于 application.yml)
spring:
  cloud:
    nacos:
      config:
        server-addr: localhost:8848
        file-extension: yaml # 配置文件格式
        # namespace: your-namespace-id
        # group: DEFAULT_GROUP

在 Nacos 控制台创建配置 Data ID = ${spring.application.name}.${file-extension} (如 product-service.yaml)，即可动态管理配置。

5.2 服务健康检查自定义 (Nacos)

在 application.yml 中配置：

spring:
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        health-check-type: http # 可选: tcp, http, mysql
        health-check-path: /actuator/health # HTTP 健康检查路径
        health-check-interval: 5s # 检查间隔

5.3 利用 Nacos 控制台

• 服务详情：查看实例列表、健康状态、元数据。
• 服务编辑：动态修改权重、元数据。
• 订阅者：查看哪些服务订阅了本服务。
• 配置管理：管理配置文件。

5.4 优雅下线

• 正常关闭：服务收到 SIGTERM 信号时，会先向注册中心发送注销请求，再停止。
• 强制关闭 (kill -9)：依赖注册中心的剔除机制。

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六、最佳实践

1. 选择 Nacos：新项目首选 Nacos，功能更全面。
2. 环境隔离：使用 Nacos 命名空间或 Eureka 不同的 defaultZone 隔离环境。
3. 配置合理的超时：
   • 服务调用超时 (feign.client.config.default.connect-timeout, read-timeout)。
   • 注册中心连接超时。
4. 启用认证：生产环境必须开启注册中心的访问控制。
5. 监控：
   • 监控注册中心状态（CPU、内存、连接数）。
   • 监控服务实例的健康状态和数量。
6. 服务治理：
   • 结合 Sentinel (流量控制) 或 Hystrix (熔断) 提高系统韧性。
   • 利用 Nacos 的权重进行灰度发布。
7. 文档化：明确服务名、接口、依赖关系。

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七、性能优化

1. 注册中心集群：
   • 生产环境必须部署集群，避免单点故障。
   • Eureka：多节点 Peer-to-Peer 复制。
   • Nacos：集群模式，推荐持久化到数据库。
2. 调整心跳与剔除间隔：
   • 平衡：缩短间隔能更快发现故障，但增加网络和注册中心压力。
   • 建议：根据业务容忍度调整。例如，Eureka 可设 lease-renewal-interval-in-seconds=10, lease-expiration-duration-in-seconds=30。
3. 客户端缓存：
   • Eureka/Nacos Client 会缓存服务列表，减少对注册中心的直接查询。
   • 避免在代码中频繁调用 DiscoveryClient.getInstances()，可结合缓存。
4. 负载均衡优化：
   • 使用更高效的负载均衡策略（如 Nacos 权重、一致性哈希）。
   • Spring Cloud LoadBalancer 性能优于旧版 Ribbon。
5. 减少注册信息：
   • 避免在元数据中存储大量数据。
6. 网络优化：
   • 确保服务与注册中心网络延迟低。

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总结

服务注册与发现是微服务架构的基石。

• Eureka：经典的 AP 模型注册中心，简单易用，但功能单一，社区趋于稳定。
• Nacos：功能强大的国产平台，集服务发现与配置管理于一体，AP/CP 可切换，新项目首选。

核心步骤：

1. 部署：启动 Eureka Server 或 Nacos Server。
2. 注册：服务提供者添加 Client 依赖并配置 Server 地址。
3. 发现：服务消费者添加 Client 依赖，配置 RestTemplate 为 @LoadBalanced。
4. 调用：使用服务名（而非具体 IP:Port）通过 RestTemplate 调用。

掌握服务注册与发现，是构建可扩展、高可用微服务系统的起点。