你好，我是姚秋辰。
从今天开始，我们的课程就正式进入Spring Cloud环节了。我先带你学习微服务架构中一个最重要的原理概念：服务治理。在概念讲解之后，我还会向你介绍Nacos服务注册中心的体系结构。通过这节课的学习，你可以了解微服务的完整生命周期，知晓服务注册中心在微服务架构中发挥了什么作用，这些内容能让你对Nacos的体系架构有一个比较全面的认识。
首先，让我通过一个例子告诉你服务治理解决了什么问题。
我的系统包含两个微服务（服务A和服务B），每一个微服务有10个虚拟节点，两个服务组成了一个20台虚拟机的微服务集群。如果此时微服务A想要调用微服务B，我们怎么来发起这个调用呢？
一种通用做法是：在服务A的配置文件中添加一个指向服务B的地址，但这个地址并不直接指向任何一台服务B集群中的节点，而是指向一个VIP（虚拟IP地址）或者是一个网关。这个VIP或网关背后维护了B集群的服务节点列表，VIP层通过负载均衡策略再将请求转到后面配置的某一台服务器。我画了一幅图来描述这个服务调用过程。
从上面的图中我们可以看出，服务A与服务B之间互相不直接通信，服务调用完全依靠VIP作为中间人来完成。我们如果想要为服务集群扩容或缩容，必须将服务器配置到对应的VIP地址上。如果你的应用是一个由数百个微服务组成的大型应用，光是管理这些VIP Pool的人力成本就够网络运维团队喝上一壶了。
那在微服务架构中，怎么才能实现一种简单可靠的远程服务调用，不让VIP中间商赚差价呢？这就要说到我们的服务治理理论了。
如果我们要解决中间商赚差价的问题，那么最好的办法就是让双方直连。因此，服务治理要解决的首要任务就是服务注册与服务发现，通过这两项技术，我们就能让微服务之间发起面对面的直接调用。
那么服务A怎么知道服务B中每台机器的地址呢？为了让服务A拿到服务B的机器清单，我们需要搭建一个中心化的服务注册中心，服务B只要将自己的信息添加到注册中心里，服务A就能够从注册中心获取到服务B的所有节点列表。我画了一张图来帮助你更好地理解这个过程。
从上图中的步骤中我们可以看出，首先，服务B集群向注册中心发起了注册，将自己的地址信息上报到注册中心，这个过程就是服务注册。接下来，每隔一段时间，服务A就会从服务中心获取服务B集群的服务列表，或者由服务中心将服务列表的变动推送给服务A，这个过程叫做服务发现；最后，服务A根据本地负载均衡策略，从服务列表中选取某一个服务B的节点，发起服务调用。
在这个过程中，注册中心的角色是一个中心化的信息管理者，所有的微服务节点在启动后都会将自己的地址信息添加到注册中心。在服务注册的过程中，有两个关键信息是最为重要的，我把它们列在了这里。
通过上面这两个信息，调用方就能精准定位到目标微服务。除此之外，服务注册请求中还包含一些额外的注册信息，我将在Nacos的实战环节为你详细讲解这些注册参数。
通过服务注册和服务发现，我们已经能够实现端到端的服务调用链路，但这个方案似乎还并不完善，因为它缺少了异常容错的机制。
如果服务B集群因为未知的网络故障导致无法响应服务，这时候服务A向服务B发起了服务调用，就会发生超时或者服务无响应的异常情况。那我们如何在服务治理方案中规避这类问题呢？
业界通用的解决方案是“heathcheck”或者“heartbeat”，又叫“服务探活”或“心跳检查”。注册中心可以通过这种机制来标记异常服务，这样一来，Client端在发送服务请求的时候就能避开异常节点。
我将这些异常处理的步骤添加到了服务注册流程中，并画了一个完整的微服务生命周期的图，你可以参考一下。
看了图片，你可能会问，怎么还有一个“服务剔除”呢？它是怎么实现的？
先说一个大前提。所有的服务都要在注册中心进行注册，而且每个节点都需要每隔一段时间向注册中心同步自己当前的状态，我们很形象地称这个过程为heartbeat（心跳）。
如果节点持续发送心跳信息，则一切正常，服务可以被发现；如果注册中心在一段时间内没有收到Client的心跳包，注册中心就会将这个节点标记为下线状态，进而将该服务从服务列表中剔除。
这里我再补充一句，我们上面说的“服务剔除”是由注册中心主导的“被动下线”场景。除此之外还有一类服务“主动下线”的场景，也就是当服务节点关闭或者重启的时候，通过发送一条“服务下线”指令给到注册中心，将当前节点标记为下线状态。
到这里，相信你已经完全理解了微服务生命周期各个状态间的流转，也知道了服务注册中心在微服务生命周期中扮演了什么角色。
接下来，我们来了解Spring Cloud中的服务注册中心Nacos。
Nacos有三个核心知识点：领域模型、数据模型和基本架构，这是我们整体把握Nacos架构的关键。下面我们来依次看看。
Nacos领域模型描述了服务与实例之间的边界和层级关系。Nacos的服务领域模型是以“服务”为维度构建起来的，这个服务并不是指集群中的单个服务器，而是指微服务的服务名。
“服务”是Nacos中位于最上层的概念，在服务之下，还有集群和实例的概念。为了方便你理解这三者的层级关系，我画了一张图，你可以参考一下。
从上面的图中你可以看出，Nacos的服务领域模型从上到下分为了服务、集群和实例三层，我分别介绍一下这三个层次所包含的重要数据内容。
在服务这个层级上我们可以配置元数据和服务保护阈值等信息。服务阈值是一个0~1之间的数字，当服务的健康实例数与总实例的比例小于这个阈值的时候，说明能提供服务的机器已经没多少了。这时候Nacos会开启服务保护模式，不再主动剔除服务实例，同时还会将不健康的实例也返回给消费者。尽管这样做可能造成请求失败，但间接保证了最低限度的服务可用性。
一个服务由很多服务实例组成，在每个服务实例启动的时候，我们可以设置它所属的集群，在集群这个层级上，我们也可以配置元数据。除此之外，我们还可以为持久化节点设置健康检查模式。
所谓持久化节点，是一种会保存到Nacos服务端的实例，即便该实例的客户端进程没有在运行，实例也不会被服务端删除，只不过Nacos会将这个持久化节点状态标记为不健康，Nacos可以采用一种“主动探活”的方式来对持久化节点做健康检查。
除了持久化节点以外，大部分服务节点在Nacos中以“临时节点”的方式存在，它是默认的服务注册方式，从名字中我们就可以看出，这种节点不会被持久化保存在Nacos服务器，临时节点通过主动发送heartbeat请求向服务器报送自己的状态。
这里所说的实例就是指服务节点，我们可以在Nacos控制台查看每个实例的IP地址和端口、编辑实例的元数据信息、修改它的上线/下线状态或者配置路由权重等等。
你会发现，在这三个层级上都有“元数据”这一数据结构，你可以把它理解为一组包含了服务描述信息（如服务版本等）和自定义标签的数据集合。Client端通过服务发现技术可以获取到每个服务实例的元数据，你可以将自定义的属性加入到元数据并在Client端实现某些定制化的业务场景。
了解了领域模型之后，你知道服务调用的发起方是如何定位到领域模型中的服务实例的吗？这就要说起Nacos的数据模型了。
Nacos的数据模型有三个层次结构，分别是Namespace、Group和Service/DataId，我画了一幅图，帮你理解这三个层次之间的包含关系：
从上图中你可以看出，Namespace、Group和Service/DataId是一个依次包含的结构，我分别对每一层做一个简单介绍。
通过Namespace + Group + Service/DataID，我们就可以精准定位到一个具体的微服务。比如，我想调用生产环境下A分组的订单服务，那么对应的服务寻址的Key就是类似Production.A.orderService的组合。
了解了Nacos的数据模型之后，我再来带你看一下Nacos的基本架构，这样你就对Nacos的功能模块有一个更全面的认识。
Nacos的核心功能有两个，一个是 Naming Service，也就我们用来做服务发现的模块；另一个是 Config Service，用来提供配置项管理、动态更新配置和元数据的功能，关于配置管理的内容我会放到课程中的配置管理阶段为你详细讲解。
我这里用一张Nacos社区的基本架构图来作为示例，带你看一下Nacos在功能模块层面的基本架构。
从上面的图中你可以看出，Provider APP和Consumer APP通过Open API和Nacos服务器的核心模块进行通信。这里的Open API是一组对外暴露的RESTful风格的HTTP接口。如果你对Open API里具体的接口感兴趣，可以从Nacos官方网站获取更多的关于Open API的详细信息。
在Nacos和核心模块里，Naming Service提供了将对象和实体的“名字”映射到元数据的功能，这是服务发现的基础功能之一。例如，我想要调用OrderService，我手里有这个服务的Namespace和Group信息，那么我就可以通过Naming Service定位到这个服务对应的实例列表。同理，如果我有一个DNS名称，同样可以借助Naming Service获取DNS背后配置的IP列表。以上两个场景就分别对应了服务发现和DNS功能，这两个场景都是Naming Service的核心场景。
Nacos还有一个相当重要的模块：Nacos Core 模块。它可以提供一系列的平台基础功能，是支撑Nacos上层业务场景的基石。我挑选了几个Nacos Core中包含的重要功能，你可以看一下。
除了Nacos Core提供的这些功能以外，Nacos还有一个“一致性协议”，用来确保Nacos集群中各个节点之间的数据一致性。Nacos内部支持两种一致性协议，一种是侧重一致性的Raft协议，基于集群中选举出来的Leader节点进行数据写入；另一种是针对临时节点的Distro协议，它是一个侧重可用性（或最终一致性）的分布式一致性协议。
到这里，我们就完成了Nacos的基本架构部分的学习。
现在，我们来回顾一下这节课的重点内容。今天我带你了解了服务治理所解决的问题。在这个问题解决的过程中，你自然建立起了对微服务生命周期各个状态的了解，你也能清楚地感受到服务注册中心Nacos的重要程度。为了让你更全面地认识 Nacos的功能体系，我为你讲解了领域模型、数据模型和基础架构。
此外，我要给你一个小提示，虽然这节课我并没有深入介绍Nacos底层一致性协议的原理，但一致性协议是近年来面试中常问到的热点问题，我建议你借这个机会，去主动了解一些常见的经典协议。
在后面的课程中，我将带你搭建一个Nacos服务器集群，通过对Spring Boot项目的Nacos服务化改造，将实战项目里的本地方法调用改为微服务架构下的远程调用。通过实战环节的动手练习，你将对本节课的理论内容有更深的理解。
如果你正在开发的业务系统采用的是微服务架构，那么你如何实现远程服务调用呢？欢迎在留言区写下你的技术方案和技术选型，最好能再描述下背后的原理。
好啦，这节课就结束啦。欢迎你把这节课分享给更多对Spring Cloud感兴趣的朋友。我是姚秋辰，我们下节课再见！
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