《微服务SpringCloud架构实践指南：从Nacos到Gateway的全面解析》

yh云想2025-07-31 18:28

Nacos

Nacos 简介

Nacos 是阿里巴巴开源的一款动态服务发现、配置管理和服务管理平台，支持 DNS 和 RPC 服务发现，提供分布式配置管理功能。适用于微服务架构中的服务注册、配置中心和服务治理场景。

Nacos 核心功能

服务发现与注册

Nacos 支持动态服务发现，允许服务实例自动注册和注销。服务提供者启动时向 Nacos 注册自身信息，消费者通过 Nacos 查询可用服务列表，实现服务间的动态调用。支持 DNS 和 RPC 两种服务发现模式，兼容 Spring Cloud、Dubbo 等主流框架。

配置管理

提供分布式系统的配置中心功能，支持配置的发布、更新、删除和监听。配置变更实时推送到客户端，无需重启应用。支持多环境（如开发、测试、生产）配置隔离，以及配置版本管理和回滚。

动态 DNS 服务

通过权重管理和健康检查机制，实现流量的动态路由。支持基于权负载均衡策略（如轮询、随机、一致性哈希），帮助优化服务调用分布。

服务健康监测

主动检测注册服务的健康状态，自动剔除异常实例。支持 TCP、HTTP 和 MySQL 等多种健康检查方式，确保服务调用的可靠性。

集群管理与容灾

支持多节点集群部署，具备 AP（高可用）和 CP（强一致性）两种集群模式。内置 Raft 协议保证数据一致性，并能跨机房容灾，保障高可用性。

命名空间与分组

通过命名空间（Namespace）实现多租户隔离，分组（Group）用于进一步细分服务或配置。适用于大型企业多团队协作场景。

扩展性与插件机制

提供 SPI 扩展接口，支持自定义实现如认证、配置加密等插件。可集成 Prometheus 等监控工具，增强可观测

Nacos结构图

nacos安装

在本地部署安装

首先下载nacos压缩包，可以在发布历史 | Nacos 官网上下载，链接里包含历史多个版本挑选安装。

点击版本链接即可下载压缩包

打开bin目录， 输入命令：startup.cmd -m standalone 即可开启成功

最后访问http://localhost:8848/nacos 打开nacos界面，账户密码：默认都为nacos；

在虚拟机上部署

我们基于Docker来部署Nacos的注册中心

利用docker run 命令，

复制代码 
docker run -d \
--name nacos \ 
-p 8848:8848 \ -p 9848:9848 \ 
-p 9849:9849 \ 
--restart=always \ 
nacos/nacos-server:v2.1.0-slim

启动完成后，访问下面地址：http://192.168.150.101:8848/nacos/，注意将192.168.150.101替换为你自己的虚拟机IP地址。

Nacos 服务注册

  • 引入依赖

  • 配置Nacos地址

  • 重启

添加依赖
java 复制代码 
<!--nacos 服务注册发现-->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>
配置Nacos

在cart-service的application.yml中添加nacos地址配置：

java 复制代码 
spring:
  application:
    name: cart-service # 服务名称
  cloud:
    nacos:
      server-addr: 192.168.150.101:8848 # nacos地址
启动服务实例

为了测试一个服务多个实例的情况，我们再配置多个；cart-service的部署实例：

注意：一定要更改更改端口号，防止端口占用。

成功将服务启动后，我们可以返回到nacos界面，找到服务管理->服务列表，即可看到我们部署的项目

Nacos 服务发现

服务的消费者要去nacos订阅服务，这个过程就是服务发现，步骤如下：

  • 引入依赖

  • 配置Nacos地址

  • 发现并调用服务

引入依赖

服务发现除了要引入nacos依赖以外，由于还需要负载均衡，因此要引入SpringCloud提供的LoadBalancer依赖。

我们在cart-service中的pom.xml中添加下面的依赖

java 复制代码 
<!--nacos 服务注册发现-->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>

可以发现，这里Nacos的依赖于服务注册时一致，这个依赖中同时包含了服务注册和发现的功能。因为任何一个微服务都可以调用别人，也可以被别人调用，即可以是调用者，也可以是提供者。

配置Nacos地址

在cart-service的application.yml中添加nacos地址配置：

java 复制代码 
spring:
  cloud:
    nacos:
      server-addr: 192.168.150.101:8848

配置中心

配置共享

我们可以把微服务共享的配置抽取到Nacos中统一管理，这样就不需要每个微服务都重复配置了。分为两步：

  • 在Nacos中添加共享配置

  • 微服务拉取配置

添加共享配置

我们在nacos控制台分别添加这些配置。

首先是jdbc相关配置，在配置管理->配置列表中点击+新建一个配置：

在弹出的表单中填写信息：

注意这里的jdbc的相关参数并没有写死，例如：

  • 数据库ip：通过${hm.db.host:192.168.150.101}配置了默认值为192.168.150.101，同时允许通过${hm.db.host}来覆盖默认值

  • 数据库端口：通过${hm.db.port:3306}配置了默认值为3306，同时允许通过${hm.db.port}来覆盖默认值

  • 数据库database：可以通过${hm.db.database}来设定，无默认值

拉取共享配置

接下来，我们要在微服务拉取共享配置。将拉取到的共享配置与本地的application.yaml配置合并，完成项目上下文的初始化。

SpringCloud在初始化上下文的时候会先读取一个名为bootstrap.yaml(或者bootstrap.properties)的文件，如果我们将nacos地址配置到bootstrap.yaml中，那么在项目引导阶段就可以读取nacos中的配置了。

因此，微服务整合Nacos配置管理的步骤如下：

1）引入依赖：

在service模块引入依赖：

java 复制代码 
  <!--nacos配置管理-->
  <dependency>
      <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
      <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId>
  </dependency>
  <!--读取bootstrap文件-->
  <dependency>
      <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
      <artifactId>spring-cloud-starter-bootstrap</artifactId>
  </dependency>

新建bootstrap.yaml

在service中的resources目录新建一个bootstrap.yaml文件：

最后更改application.yaml文件

重启服务，发现所有配置都生效了

配置热更新

修改了配置不用重启，直接生效

分为两步：

  • 在Nacos中添加配置

  • 在微服务读取配置

[服务名]-[spring.active.profile].[后缀名]

文件名称由三部分组成：

  • 服务名 ：我们是购物车服务，所以是cart-service

  • spring.active.profile ：就是spring boot中的spring.active.profile，可以省略，则所有profile共享该配置

  • 后缀名：例如yaml

在微服务读取配置类似：

java 复制代码 
@Data
@Component
@ConfigurationProperties(prefix = "hm.cart")
public class CartProperties {
    private Integer maxAmount;
}

扩展

DiscoveryClient
loadBalancerClient

DiscoveryClient 和 LoadBalancerClient 是 Spring Cloud 中用于服务发现和负载均衡的两个核心组件。它们通常结合使用以实现微服务架构中的动态服务调用。

DiscoveryClient

  • 负责从注册中心（如 Eureka、Consul、Zookeeper）获取服务实例列表。
  • 提供查询服务实例的基本接口，例如 getInstances(serviceId)。
  • 是服务发现的核心抽象，允许应用动态发现其他服务。

LoadBalancerClient

  • 基于 DiscoveryClient 获取的服务实例列表，实现客户端负载均衡。
  • 提供 choose(serviceId) 方法选择具体的服务实例，并通过 execute(serviceId, request) 执行请求。
  • 默认实现为 RibbonLoadBalancerClient（基于 Netflix Ribbon）。
java 复制代码 
@Slf4j
@Service
public class OrderServiceImpl implements OrderService {
    @Autowired
    DiscoveryClient discoveryClient;
    @Autowired
    RestTemplate restTemplate;
    @Autowired
    LoadBalancerClient loadBalancerClient;
  
    @Override
    public Order createOrder(Long userId, Long productId) {
        //1.远程调用商品服务，获取商品信息
        Product product = getProductFromRemote(productId);
        Order order = new Order();
        order.setId(1L);
        // TOOO 总金额
        order.setTotalAmount(product.getPrice().multiply(new         BigDecimal(product.getNum())));
        order.setUserId(userId);
        order.setNickName("zhangsan");
        order.setAddress("加菲猫大街 1 号");
        order.setProductList(Arrays.asList(product));


        return order;
    }

    //
    private Product getProductFromRemoteWithLoadBalancer(Long productId) {
        // 使用负载均衡器获取商品服务的实例
        ServiceInstance serviceInstance = loadBalancerClient.choose("services-product");
        //2.拼接请求地址url
        String url ="http://" + serviceInstance.getHost() + ":" + serviceInstance.getPort() + "/product/" +productId;
        //3.发送远程请求
        log.info("请求商品服务，url:{}", url);
         return restTemplate.getForObject(url, Product.class);
    }
    private Product getProductFromRemote(Long productId) {
        //1.获取到商品服务器所有机器IP+port
        List<ServiceInstance> instances = discoveryClient.getInstances("services-product");
        ServiceInstance serviceInstance = instances.get(0);
        //2.拼接请求地址url
        String url ="http://" + serviceInstance.getHost() + ":" + serviceInstance.getPort() + "/product/" +productId;
        //3.发送远程请求
        log.info("请求商品服务，url:{}", url);
        return restTemplate.getForObject(url, Product.class);
    }
    //基于注解的负载均衡
    private Product getProductFromRemoteWithLoadBalancerAnnotation(Long productId) {

        String url ="http://services-product/product/" +productId;
        //3.发送远程请求
        log.info("请求商品服务，url:{}", url);
        return restTemplate.getForObject(url, Product.class);
    }
}

Openfeign

引入依赖

在cart-service服务的pom.xml中引入OpenFeign的依赖和loadBalancer依赖：

java 复制代码 
  <!--openFeign-->
  <dependency>
      <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
      <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
  </dependency>
  <!--负载均衡器-->
  <dependency>
      <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
      <artifactId>spring-cloud-starter-loadbalancer</artifactId>
  </dependency>

启用OpenFeign

接下来，我们在cart-service的CartApplication启动类上添加注解，启动OpenFeign功能：

编写OpenFeign客户端

在cart-service中，定义一个新的接口，编写Feign客户端：

其中代码如下：

java 复制代码 
@FeignClient("item-service")
public interface ItemClient {

    @GetMapping("/items")
    List<ItemDTO> queryItemByIds(@RequestParam("ids") Collection<Long> ids);
}

这里只需要声明接口，无需实现方法。接口中的几个关键信息：

  • @FeignClient("item-service") ：声明服务名称

  • @GetMapping ：声明请求方式

  • @GetMapping("/items") ：声明请求路径

  • @RequestParam("ids") Collection<Long> ids ：声明请求参数

  • List<ItemDTO> ：返回值类型

有了上述信息，OpenFeign就可以利用动态代理帮我们实现这个方法，并且向http://item-service/items发送一个GET请求，携带ids为请求参数，并自动将返回值处理为List<ItemDTO>。

我们只需要直接调用这个方法，即可实现远程调用了。

连接池

Feign底层发起http请求，依赖于其它的框架。其底层支持的http客户端实现包括：

  • HttpURLConnection：默认实现，不支持连接池

  • Apache HttpClient ：支持连接池

  • OKHttp：支持连接池

因此我们通常会使用带有连接池的客户端来代替默认的HttpURLConnection。比如，我们使用OK Http.

引入依赖

在cart-service的pom.xml中引入依赖：

java 复制代码 
<!--OK http 的依赖 -->
<dependency>
  <groupId>io.github.openfeign</groupId>
  <artifactId>feign-okhttp</artifactId>
</dependency>
开启连接池

在cart-service的application.yml配置文件中开启Feign的连接池功能：

java 复制代码 
feign:
  okhttp:
    enabled: true # 开启OKHttp功能

重启服务，连接池就生效了。

OpenFeign拦截器

微服务之间调用是基于OpenFeign来实现的，并不是我们自己发送的请求。我们如何才能让每一个由OpenFeign发起的请求自动携带登录用户信息呢？

这里要借助Feign中提供的一个拦截器接口：feign.RequestInterceptor

java 复制代码 
public interface RequestInterceptor {

  /**
   * Called for every request. 
   * Add data using methods on the supplied {@link RequestTemplate}.
   */
  void apply(RequestTemplate template);
}

我们只需要实现这个接口，然后实现apply方法，利用RequestTemplate类来添加请求头，将用户信息保存到请求头中。这样以来，每次OpenFeign发起请求的时候都会调用该方法，传递用户信息。

定义一个配置类：实现RequestInterceptor接口

java 复制代码 
public class DefaultFeignConfig {
    @Bean
    public RequestInterceptor userInfoRequestInterceptor(){
        return new RequestInterceptor() {
            @Override
            public void apply(RequestTemplate template) {
                // 获取登录用户
                Long userId = UserContext.getUser();
                if(userId == null) {
                    // 如果为空则直接跳过
                    return;
                }
                // 如果不为空则放入请求头中，传递给下游微服务
                template.header("user-info", userId.toString());
            }
        };
    }

}

最后要实现拦截器，要在openFilent客户端的启动类上加上类名

日志配置

OpenFeign只会在FeignClient所在包的日志级别为DEBUG时，才会输出日志。而且其日志级别有4级：

  • NONE：不记录任何日志信息，这是默认值。

  • BASIC：仅记录请求的方法，URL以及响应状态码和执行时间

  • HEADERS：在BASIC的基础上，额外记录了请求和响应的头信息

  • FULL：记录所有请求和响应的明细，包括头信息、请求体、元数据。

Feign默认的日志级别就是NONE，所以默认我们看不到请求日志。

定义日志级别

新建一个配置类，定义Feign的日志级别:

java 复制代码 
public class DefaultFeignConfig {
    @Bean
    public Logger.Level feignLogLevel(){
        return Logger.Level.FULL;
    }
}
配置

接下来，要让日志级别生效，还需要配置这个类。有两种方式：

  • 局部 生效：在某个FeignClient中配置，只对当前FeignClient生效

@FeignClient(value = "item-service", configuration = DefaultFeignConfig.class)

  • 全局 生效：在@EnableFeignClients中配置，针对所有FeignClient生效。

@EnableFeignClients(defaultConfiguration = DefaultFeignConfig.class)

网关路由（Gateway）

网关就是网 络的关 口。数据在网络间传输，从一个网络传输到另一网络时就需要经过网关来做数据的路由 和转发以及数据安全的校验。

前端请求不能直接访问微服务，而是要请求网关：

  • 网关可以做安全控制，也就是登录身份校验，校验通过才放行

  • 通过认证后，网关再根据请求判断应该访问哪个微服务，将请求转发过去

Gateway内部工作的基本原理

如图所示：

  1. 客户端请求进入网关后由HandlerMapping对请求做判断，找到与当前请求匹配的路由规则（Route ），然后将请求交给WebHandler去处理。

  2. WebHandler则会加载当前路由下需要执行的过滤器链（Filter chain ），然后按照顺序逐一执行过滤器（后面称为**Filter**）。

  3. 图中Filter被虚线分为左右两部分，是因为Filter内部的逻辑分为pre和post两部分，分别会在请求路由到微服务之前 和之后被执行。

  4. 只有所有Filter的pre逻辑都依次顺序执行通过后，请求才会被路由到微服务。

  5. 微服务返回结果后，再倒序执行Filter的post逻辑。

  6. 最终把响应结果返回。

Gateway快速入门

网关本身也是一个独立的微服务，因此也需要创建一个模块开发功能。

  • 创建网关微服务

引入依赖

SpringCloudGateway、NacosDiscovery

java 复制代码 
<!--网关-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
        </dependency>
<!--nacos discovery-->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
        </dependency>
<!--负载均衡-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-loadbalancer</artifactId>
        </dependency>

  • 编写启动类

网关路由配置
java 复制代码 
spring:
  application:
    name: gateway
  cloud:
    nacos:
      server-addr: 192.168.150.101:8848
    gateway:
      routes:
        - id: item # 路由规则id，自定义，唯一
          uri: lb://item-service # 路由的目标服务，lb代表负载均衡，会从注册中心拉取服务列表
          predicates: # 路由断言，判断当前请求是否符合当前规则，符合则路由到目标服务
            - Path=/items/**,/search/** # 这里是以请求路径作为判断规则

路由过滤

路由规则的定义语法如下：

java 复制代码 
spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: item
          uri: lb://item-service
          predicates:
            - Path=/items/**,/search/**
          filters:
            - AddRequestHeader=key, value # 逗号之前是请求头的key，逗号之后是value
      default-filters:
            -AddRequestHeader=truth, anyone long-press like button will be rich

四个属性含义如下：

  • id：路由的唯一标示

  • predicates：路由断言，其实就是匹配条件

  • filters：路由过滤条件

  • uri：路由目标地址，lb://代表负载均衡，从注册中心获取目标微服务的实例列表，并且负载均衡选择一个访问。

  • default-filters 为网关配置全局过滤

断言 predicates

名称 说明 示例
After 是某个时间点后的请求 - After=2037-01-20T17:42:47.789-07:00[America/Denver]
Before 是某个时间点之前的请求 - Before=2031-04-13T15:14:47.433+08:00[Asia/Shanghai]
Between 是某两个时间点之前的请求 - Between=2037-01-20T17:42:47.789-07:00[America/Denver], 2037-01-21T17:42:47.789-07:00[America/Denver]
Cookie 请求必须包含某些cookie - Cookie=chocolate, ch.p
Header 请求必须包含某些header - Header=X-Request-Id, \d+
Host 请求必须是访问某个host（域名） - Host=**.somehost.org,**.anotherhost.org
Method 请求方式必须是指定方式 - Method=GET,POST
Path 请求路径必须符合指定规则 - Path=/red/{segment},/blue/**
Query 请求参数必须包含指定参数 - Query=name, Jack或者- Query=name
RemoteAddr 请求者的ip必须是指定范围 - RemoteAddr=192.168.1.1/24
weight 权重处理

过滤器 Filter

网关过滤器链中的过滤器有两种：

  • GatewayFilter ：路由过滤器，作用范围比较灵活，可以是任意指定的路由Route.

  • GlobalFilter：全局过滤器，作用范围是所有路由，不可配置。

自定义过滤器

无论是GatewayFilter还是GlobalFilter都支持自定义，只不过编码 方式、使用方式略有差别。

自定义GlobalFilter

则简单很多，直接实现GlobalFilter即可，而且也无法设置动态参数：

java 复制代码 
//自定义全局过滤器
@Component
public class MyGlobalFilter implements GlobalFilter, Ordered {
    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
        // 在这里可以添加自定义的过滤逻辑
        ServerHttpRequest request = exchange.getRequest();
        HttpHeaders headers = request.getHeaders();
        System.out.println("header = " + headers);
        //放行
        return chain.filter(exchange)
                /*.doOnSuccess(aVoid -> {
                    // 可以在这里添加后置逻辑
                    System.out.println("请求处理完成");
                })
                .doOnError(throwable -> {
                    // 可以在这里添加错误处理逻辑
                    System.err.println("请求处理出错: " + throwable.getMessage());
                })*/;

    }
    // 设置过滤器的执行顺序
    @Override
    public int getOrder() {
        return 0;
    }
}
自定义 无参的 GatewayFilter

自定义GatewayFilter不是直接实现GatewayFilter，而是实现AbstractGatewayFilterFactory

java 复制代码 
@Component
public class PrintAnyGatewayFilterFactory extends AbstractGatewayFilterFactory<Object> {

    @Override
    public GatewayFilter apply(Object config) {
        return new OrderedGatewayFilter(new GatewayFilter() {
            @Override
            public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
                System.out.println("PrintAnyGatewayFilterFactory: 过滤器被调用");
                return chain.filter(exchange);
            }
        },1);
    }
}
自定义 带参的 GatewayFilter

需要在无参的基础上添加config内部类

java 复制代码 
@Component
public class PrintAnyGatewayFilterFactory extends AbstractGatewayFilterFactory<PrintAnyGatewayFilterFactory.Config> {

    @Override
    public GatewayFilter apply(Config config) {
        return new OrderedGatewayFilter(new GatewayFilter() {
            @Override
            public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
                System.out.println("PrintAnyGatewayFilterFactory: 配置参数 a = " + config.getA());
                System.out.println("PrintAnyGatewayFilterFactory: 配置参数 b = " + config.getB());
                System.out.println("PrintAnyGatewayFilterFactory: 配置参数 c = " + config.getC());
                
                System.out.println("PrintAnyGatewayFilterFactory: 过滤器被调用");
                return chain.filter(exchange);
            }
        },1);
    }
    @Data
    public static class Config{
        private String a ;
        private String b;
        private String c;
    }

    public PrintAnyGatewayFilterFactory() {
        super(Config.class);
    }

    @Override
    public List<String> shortcutFieldOrder() {
        return List.of("a", "b", "c");
    }
}
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