04篇 Nacos Client服务订阅机制之【核心流程】
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说起Nacos的服务订阅机制，对此不了解的朋友，可能感觉非常神秘，这篇文章就大家深入浅出的了解一下Nacos 2.0客户端的订阅实现。由于涉及到的内容比较多，就分几篇来讲，本篇为第一篇。
Nacos订阅概述
Nacos的订阅机制，如果用一句话来描述就是：Nacos客户端通过一个定时任务，每6秒从注册中心获取实例列表，当发现实例发生变化时，发布变更事件，订阅者进行业务处理。该更新实例的更新实例，该更新本地缓存的更新本地缓存。
上图画出了订阅方法的主线流程，涉及的内容较多，处理细节复杂。这里只用把握住核心部分即可。下面就通过代码和流程图来逐步分析上述过程。
从订阅到定时任务开启
我们这里聊的订阅机制，其实本质上就是服务发现的准实时感知。上面已经看到了当执行订阅方法时，会触发定时任务，定时去拉服务器端的数据。所以，本质上，订阅机制就是实现服务发现的一种方式，对照的方式就是直接查询接口了。
NacosNamingService中暴露的许多重载的subscribe，重载的目的就是让大家少写一些参数，这些参数呢，Nacos给默认处理了。最终这些重载方法都会调用到下面这个方法：
// NacosNamingService
public void subscribe(String serviceName, String groupName, List<String> clusters, EventListener listener)
throws NacosException {
if (null == listener) {
return;
}
String clusterString = StringUtils.join(clusters, ",");
changeNotifier.registerListener(groupName, serviceName, clusterString, listener);
clientProxy.subscribe(serviceName, groupName, clusterString);
}方法中的事件监听我们暂时不聊，直接看subscribe方法，这里clientProxy类型为NamingClientProxyDelegate。实例化NacosNamingService时该类被实例化，前面章节中已经讲到，不再赘述。
而clientProxy.subscribe方法在NamingClientProxyDelegate中实现：
// NamingClientProxyDelegate
@Override
public ServiceInfo subscribe(String serviceName, String groupName, String clusters) throws NacosException {
String serviceNameWithGroup = NamingUtils.getGroupedName(serviceName, groupName);
String serviceKey = ServiceInfo.getKey(serviceNameWithGroup, clusters);
// 获取缓存中的ServiceInfo
ServiceInfo result = serviceInfoHolder.getServiceInfoMap().get(serviceKey);
if (null == result) {
// 如果为null，则进行订阅逻辑处理，基于gRPC协议
result = grpcClientProxy.subscribe(serviceName, groupName, clusters);
}
// 定时调度UpdateTask
serviceInfoUpdateService.scheduleUpdateIfAbsent(serviceName, groupName, clusters);
// ServiceInfo本地缓存处理
serviceInfoHolder.processServiceInfo(result);
return result;
}这段方法是不是眼熟啊？对的，在前面分析《Nacos Client服务发现》时我们已经讲过了。看来殊途同归，查询服务列表和订阅最终都调用了同一个方法。
上篇讲了其他流程，我们这里重点看任务调度：
// ServiceInfoUpdateService
public void scheduleUpdateIfAbsent(String serviceName, String groupName, String clusters) {
String serviceKey = ServiceInfo.getKey(NamingUtils.getGroupedName(serviceName, groupName), clusters);
if (futureMap.get(serviceKey) != null) {
return;
}
synchronized (futureMap) {
if (futureMap.get(serviceKey) != null) {
return;
}
// 构建UpdateTask
ScheduledFuture<?> future = addTask(new UpdateTask(serviceName, groupName, clusters));
futureMap.put(serviceKey, future);
}
}该方法包含了构建serviceKey、通过serviceKey判重，最后添加UpdateTask。
而其中的addTask的实现就是发起了一个定时任务：
// ServiceInfoUpdateService
private synchronized ScheduledFuture<?> addTask(UpdateTask task) {
return executor.schedule(task, DEFAULT_DELAY, TimeUnit.MILLISECONDS);
}定时任务延时1秒执行。
跟踪到这里就告一阶段了。核心功能只有两个：调用订阅方法和发起定时任务。
定时任务都干了啥
UpdateTask封装了订阅机制的核心业务逻辑，先来通过一张流程图看一下都做了啥。
有了上述流程图，基本就很清晰的了解UpdateTask所做的事情了。直接贴出run方法的所有代码：
public void run() {
long delayTime = DEFAULT_DELAY;
try {
// 判断该注册的Service是否被订阅，如果没有订阅则不再执行
if (!changeNotifier.isSubscribed(groupName, serviceName, clusters) && !futureMap.containsKey(serviceKey)) {
NAMING_LOGGER
.info("update task is stopped, service:" + groupedServiceName + ", clusters:" + clusters);
return;
}
// 获取缓存的service信息
ServiceInfo serviceObj = serviceInfoHolder.getServiceInfoMap().get(serviceKey);
if (serviceObj == null) {
// 根据serviceName从注册中心服务端获取Service信息
serviceObj = namingClientProxy.queryInstancesOfService(serviceName, groupName, clusters, 0, false);
serviceInfoHolder.processServiceInfo(serviceObj);
lastRefTime = serviceObj.getLastRefTime();
return;
}
// 过期服务（服务的最新更新时间小于等于缓存刷新时间），从注册中心重新查询
if (serviceObj.getLastRefTime() <= lastRefTime) {
serviceObj = namingClientProxy.queryInstancesOfService(serviceName, groupName, clusters, 0, false);
// 处理Service消息
serviceInfoHolder.processServiceInfo(serviceObj);
}
// 刷新更新时间
lastRefTime = serviceObj.getLastRefTime();
if (CollectionUtils.isEmpty(serviceObj.getHosts())) {
incFailCount();
return;
}
// 下次更新缓存时间设置，默认为6秒
// TODO multiple time can be configured.
delayTime = serviceObj.getCacheMillis() * DEFAULT_UPDATE_CACHE_TIME_MULTIPLE;
// 重置失败数量为0
resetFailCount();
} catch (Throwable e) {
incFailCount();
NAMING_LOGGER.warn("[NA] failed to update serviceName: " + groupedServiceName, e);
} finally {
// 下次调度刷新时间，下次执行的时间与failCount有关
// failCount=0，则下次调度时间为6秒，最长为1分钟
// 即当无异常情况下缓存实例的刷新时间是6秒
executor.schedule(this, Math.min(delayTime << failCount, DEFAULT_DELAY * 60), TimeUnit.MILLISECONDS);
}
}首先在判断服务是否是被订阅过，实现方法是ChangeNotifier#isSubscribed：
public boolean isSubscribed(String groupName, String serviceName, String clusters) {
String key = ServiceInfo.getKey(NamingUtils.getGroupedName(serviceName, groupName), clusters);
ConcurrentHashSet<EventListener> eventListeners = listenerMap.get(key);
return CollectionUtils.isNotEmpty(eventListeners);
}查看该方法的源码会发现，这里的listenerMap正是最开始的subscribe方法中registerListener注册的EventListener。
run方法后面的业务处理基本上都雷同了，先判断缓存是否有ServiceInfo信息，如果没有则查询注册中心、处理ServiceInfo、更新上次处理时间。
而下面判断ServiceInfo是否失效，正是通过“上次更新时间”与当前ServiceInfo中的“上次更新时间”做比较来判断。如果失效，也会查询注册中心、处理ServiceInfo、更新上次处理时间等一系列操作。
业务逻辑最后会计算下一次定时任务的执行时间，通过delayTime来延迟执行。delayTime默认为 1000L * 6，也就是6秒。而在finally里面真的发起下一次定时任务。当出现异常时，下次执行的时间与失败次数有关，但最长不超过1分钟。
小结
这一篇我们讲了Nacos客户端服务订阅机制的源码，主要有以下步骤：
第一步：订阅方法的调用，并进行EventListener的注册，后面UpdateTask要用来进行判断；
第二步：通过委托代理类来处理订阅逻辑，此处与获取实例列表方法使用了同一个方法；
第三步：通过定时任务执行UpdateTask方法，默认执行间隔为6秒，当发生异常时会延长，但不超过1分钟；
第四步：UpdateTask方法中会比较本地是否存在缓存，缓存是否过期。当不存在或过期时，查询注册中心，获取最新实例，更新最后获取时间，处理ServiceInfo。
第五步：重新计算定时任务时间，循环执行上述流程。
下一篇，我们会在此基础上继续讲解ServiceInfoHolder#processServiceInfo方法中是如何对获取到的实例信息进行处理的。
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