【Java微服务架构】Spring Cloud Alibaba全家桶实战：Nacos+Sentinel+Seata+分布式事务

专注前端30年2026-02-19 14:30

文章目录

1. Spring Cloud Alibaba生态简介

Spring Cloud Alibaba是阿里巴巴基于Spring Cloud规范开发的微服务生态套件，兼容Spring Cloud原生组件，同时提供了更贴合国内企业需求的核心功能（如服务治理、配置管理、流量控制、分布式事务等），已成为Java微服务领域的主流选择。

1.1 生态定位与核心组件

Spring Cloud Alibaba生态核心组件分工明确，覆盖微服务全生命周期：

  • 服务注册与发现：Nacos（替代Eureka、Consul）

  • 配置中心：Nacos（替代Config）

  • 流量控制与熔断降级：Sentinel（替代Hystrix）

  • 分布式事务：Seata

  • 服务网关：Gateway（与Spring Cloud原生一致）

  • 服务调用：OpenFeign（与Spring Cloud原生一致）

1.2 版本选型与环境准备

（1）版本选型（关键！避免版本冲突）

Spring Cloud Alibaba版本与Spring Boot、Spring Cloud版本强关联，推荐稳定版本组合：

  • Spring Boot：2.6.13

  • Spring Cloud：2021.0.5

  • Spring Cloud Alibaba：2021.0.5.0

  • Nacos：2.2.3

  • Sentinel：1.8.7

  • Seata：2.0.0

（2）环境准备

  1. JDK：1.8+（推荐1.8）

  2. Maven：3.6.3+

  3. 数据库：MySQL 8.0+（用于Nacos配置存储、Seata事务日志）

  4. 中间件：Redis 6.0+（可选，用于Sentinel规则持久化）

2. Nacos：服务注册发现与配置中心

Nacos（Dynamic Naming and Configuration Service）是Spring Cloud Alibaba的核心组件，集服务注册发现、配置中心、服务元数据管理于一体，具备高可用、高并发、易扩展等特性，可替代Eureka+Config的组合。

2.1 Nacos核心原理与功能

（1）核心功能

  1. 服务注册发现：基于RESTful API实现服务注册、心跳检测、服务发现，支持加权负载均衡；

  2. 配置中心：支持动态配置发布、灰度发布、配置回滚，多环境（开发/测试/生产）隔离；

  3. 服务健康检查：支持TCP/HTTP/MySQL健康检查，自动剔除不健康服务实例。

（2）核心原理

  • 服务注册：微服务启动时通过HTTP请求向Nacos Server注册服务信息（服务名、IP、端口等），Nacos将信息存储在内存和数据库中；

  • 服务发现：微服务通过服务名向Nacos Server查询实例列表，Nacos返回健康实例，并支持订阅机制（服务变化时推送更新）；

  • 配置管理：配置信息存储在MySQL中，微服务订阅配置后，Nacos通过长连接推送配置变更。

2.2 Nacos部署与配置（单机/集群）

（1）单机部署（开发环境）

  1. 下载Nacos安装包：从Nacos官网下载2.2.3版本压缩包；

  2. 解压后进入bin目录，执行启动命令：Windows：startup.cmd -m standaloneLinux/Mac：sh startup.sh -m standalone

  3. 访问控制台：http://localhost:8848/nacos，默认账号密码：nacos/nacos。

（2）核心配置（application.properties）
properties 复制代码 
# 服务端口
server.port=8848
# 数据源配置（默认嵌入式数据库，生产环境改为MySQL）
spring.datasource.platform=mysql
db.num=1
db.url.0=jdbc:mysql://localhost:3306/nacos?useUnicode=true&characterEncoding=utf8&useSSL=false&serverTimezone=GMT%2B8
db.user.0=root
db.password.0=root
# 服务名
nacos.naming.serviceName=nacos-server

2.3 微服务集成Nacos实战

（1）引入依赖（pom.xml）
xml 复制代码 
<!-- Spring Cloud Alibaba Nacos 服务发现依赖 -->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>
<!-- Spring Cloud Alibaba Nacos 配置中心依赖 -->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId>
</dependency>
（2）配置文件（bootstrap.yml，优先级高于application.yml）
yaml 复制代码 
spring:
  application:
    name: order-service # 服务名（必须配置，用于注册和配置订阅）
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848 # Nacos服务端地址
      config:
        server-addr: localhost:8848
        file-extension: yaml # 配置文件格式
        group: DEFAULT_GROUP # 配置分组
        namespace: public # 命名空间（用于环境隔离）
  profiles:
    active: dev # 激活环境
（3）服务注册注解（启动类）
java 复制代码 
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient // 开启服务注册发现（Spring Cloud Alibaba自动适配，可省略）
public class OrderServiceApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(OrderServiceApplication.class, args);
    }
}
（4）动态配置使用
java 复制代码 
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.cloud.context.config.annotation.RefreshScope;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
@RefreshScope // 开启配置动态刷新
public class ConfigController {

    // 注入Nacos中的配置项（配置文件：order-service-dev.yaml）
    @Value("${service.version:1.0.0}")
    private String version;

    @GetMapping("/config/version")
    public String getVersion() {
        return "当前服务版本：" + version;
    }
}

3. Sentinel：流量控制与熔断降级

Sentinel是阿里开源的流量控制组件，专注于微服务的流量治理，提供流量控制、熔断降级、系统负载保护等功能，可替代Hystrix，具备更强大的规则配置和监控能力。

3.1 Sentinel核心概念与工作机制

（1）核心概念

  • 资源：需要保护的业务逻辑（如接口、方法）；

  • 规则：流量控制、熔断降级、系统保护等规则（通过控制台或代码配置）；

  • 流量控制：限制QPS（每秒请求数）、线程数，避免服务被压垮；

  • 熔断降级：当服务调用异常率过高时，暂时熔断调用，避免级联故障。

（2）工作机制

Sentinel通过AOP拦截资源调用，实时统计流量数据，根据配置的规则判断是否允许请求通过：通过则执行业务逻辑，不通过则执行降级策略（返回默认值、抛出异常等）。

3.2 Sentinel控制台部署与规则配置

（1）控制台部署

  1. 下载Sentinel控制台：从Sentinel官网下载1.8.7版本jar包；

  2. 执行启动命令：java -jar sentinel-dashboard-1.8.7.jar --server.port=8080；

  3. 访问控制台：http://localhost:8080，默认账号密码：sentinel/sentinel。

（2）核心规则配置（控制台操作）

  1. 流量控制规则：配置资源的QPS阈值（如"/order/create"接口QPS=10）；

  2. 熔断降级规则：配置异常率阈值（如异常率>50%时熔断，熔断时长5秒）；

  3. 系统规则：配置系统负载阈值（如CPU使用率>80%时限流）。

3.3 微服务集成Sentinel实战

（1）引入依赖（pom.xml）
xml 复制代码 
<!-- Spring Cloud Alibaba Sentinel 依赖 -->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId>
</dependency>
<!-- Sentinel 控制台通信依赖 -->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
    <artifactId>sentinel-transport-simple-http</artifactId>
</dependency>
（2）配置文件（application.yml）
yaml 复制代码 
spring:
  cloud:
    sentinel:
      transport:
        dashboard: localhost:8080 # Sentinel控制台地址
        port: 8719 # 客户端与控制台通信端口（默认8719）
      eager: true # 立即初始化Sentinel（避免首次调用才注册）
（3）资源保护实战（注解方式）
java 复制代码 
import com.alibaba.csp.sentinel.annotation.SentinelResource;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.BlockException;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class OrderController {

    // 用SentinelResource注解标记需要保护的资源，指定降级方法
    @GetMapping("/order/{id}")
    @SentinelResource(value = "getOrder", blockHandler = "getOrderBlockHandler", fallback = "getOrderFallback")
    public String getOrder(@PathVariable Long id) {
        // 模拟业务逻辑
        if (id == 0) {
            throw new RuntimeException("参数异常");
        }
        return "订单信息：" + id;
    }

    // 流量控制/熔断降级触发时执行（BlockException）
    public String getOrderBlockHandler(Long id, BlockException e) {
        return "系统繁忙，请稍后再试（限流/熔断）";
    }

    // 业务异常触发时执行（RuntimeException）
    public String getOrderFallback(Long id, Throwable e) {
        return "查询订单失败（业务异常）";
    }
}
（4）规则持久化（Redis方案）

默认规则存储在内存中，服务重启后丢失，生产环境需持久化到Redis：

xml 复制代码 
<!-- Sentinel 规则持久化依赖 -->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
    <artifactId>sentinel-datasource-redis</artifactId>
</dependency>
yaml 复制代码 
spring:
  cloud:
    sentinel:
      datasource:
        ds1:
          redis:
            server-addr: localhost:6379
            db: 0
            key: sentinel:order-service:rules
            rule-type: flow # 规则类型（flow：流量控制）

4. Seata：分布式事务解决方案

Seata（Simple Extensible Autonomous Transaction Architecture）是阿里开源的分布式事务框架，致力于提供高性能、易用的分布式事务解决方案，支持AT、TCC、SAGA等事务模式，其中AT模式为默认推荐（无侵入式）。

4.1 Seata核心架构与事务模式

（1）核心架构（三大角色）

  • TC（Transaction Coordinator）：事务协调器，负责事务的全局协调（发起全局提交/回滚）；

  • TM（Transaction Manager）：事务管理器，发起全局事务（在微服务入口方法标记）；

  • RM（Resource Manager）：资源管理器，管理本地事务，执行提交/回滚操作。

（2）主流事务模式

  • AT模式：无侵入式，基于undo_log日志实现自动回滚，适合大多数场景；

  • TCC模式：侵入式，需手动实现Try/Confirm/Cancel接口，适合复杂业务；

  • SAGA模式：长事务模式，基于状态机实现，适合跨多个微服务的长流程事务。

4.2 Seata Server部署与配置

（1）Seata Server部署

  1. 下载Seata Server：从Seata官网下载2.0.0版本压缩包；

  2. 修改配置（conf/application.yml），配置数据源和注册中心：

yaml 复制代码 
server:
  port: 7091
spring:
  datasource:
    driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/seata?useUnicode=true&characterEncoding=utf8&useSSL=false
    username: root
    password: root
seata:
  registry:
    type: nacos # 注册到Nacos
    nacos:
      server-addr: localhost:8848
      group: SEATA_GROUP
      application: seata-server
  store:
    mode: db # 事务日志存储到数据库
    db:
      driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
      url: jdbc:mysql://localhost:3306/seata?useUnicode=true&characterEncoding=utf8&useSSL=false
      user: root
      password: root
（2）初始化数据库表

创建seata数据库，执行官网提供的SQL脚本（包含undo_log、branch_table、global_table等表），undo_log表需在每个微服务的业务数据库中创建：

sql 复制代码 
CREATE TABLE `undo_log` (
  `id` bigint NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `branch_id` bigint NOT NULL,
  `xid` varchar(100) NOT NULL,
  `context` varchar(128) NOT NULL,
  `rollback_info` longblob NOT NULL,
  `log_status` int NOT NULL,
  `log_created` datetime NOT NULL,
  `log_modified` datetime NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `ux_undo_log` (`xid`,`branch_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;

4.3 Seata AT模式实战（含代码）

以"订单创建+库存扣减"分布式事务为例，演示Seata AT模式的使用。

（1）引入依赖（pom.xml）
xml 复制代码 
<!-- Spring Cloud Alibaba Seata 依赖 -->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-seata</artifactId>
</dependency>
（2）微服务配置（application.yml）
yaml 复制代码 
spring:
  cloud:
    alibaba:
      seata:
        tx-service-group: my_test_tx_group # 事务组名（需与Seata Server一致）
seata:
  registry:
    type: nacos
    nacos:
      server-addr: localhost:8848
      group: SEATA_GROUP
  tx-service-group: my_test_tx_group
  service:
    vgroup-mapping:
      my_test_tx_group: default # 事务组映射
  data-source-proxy-mode: AT
（3）数据源代理配置（必须配置，AT模式依赖）
java 复制代码 
import com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource;
import io.seata.rm.datasource.DataSourceProxy;
import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.context.annotation.Primary;

import javax.sql.DataSource;

@Configuration
public class DataSourceConfig {

    @Bean
    @ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource")
    public DataSource druidDataSource() {
        return new DruidDataSource();
    }

    // 配置Seata数据源代理
    @Bean
    @Primary
    public DataSourceProxy dataSourceProxy(DataSource dataSource) {
        return new DataSourceProxy(dataSource);
    }
}
（4）事务发起者（订单服务）
java 复制代码 
import io.seata.spring.annotation.GlobalTransactional;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class OrderService {

    @Autowired
    private OrderMapper orderMapper;
    @Autowired
    private StockFeignClient stockFeignClient; // 调用库存服务的Feign客户端

    // 标记全局事务（TM发起全局事务）
    @PostMapping("/order/create")
    @GlobalTransactional(rollbackFor = Exception.class)
    public String createOrder() {
        // 1. 创建订单（本地事务）
        Order order = new Order();
        order.setOrderId(1L);
        order.setUserId(1L);
        orderMapper.insert(order);

        // 2. 调用库存服务扣减库存（远程事务）
        String stockResult = stockFeignClient.deductStock(1L, 1);
        if (!"success".equals(stockResult)) {
            throw new RuntimeException("扣减库存失败");
        }

        // 模拟异常，测试事务回滚
        // int i = 1/0;

        return "订单创建成功";
    }
}
（5）事务参与者（库存服务）
java 复制代码 
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class StockService {

    @Autowired
    private StockMapper stockMapper;

    // 本地事务，由Seata RM管理
    @PostMapping("/stock/deduct")
    public String deductStock(@RequestParam Long productId, @RequestParam Integer num) {
        // 扣减库存
        int rows = stockMapper.deductStock(productId, num);
        return rows > 0 ? "success" : "fail";
    }
}

5. 分布式事务解决方案汇总

除了Seata，分布式事务还有多种解决方案，不同方案适配不同场景，需根据业务需求选型。

5.1 主流方案对比（Seata/TCC/SAGA/本地消息表）

| 方案 | 侵入性 | 性能 | 适用场景 | 优点 | 缺点 |

|------|--------|------|----------|------|------|

| Seata AT | 低（无侵入） | 高 | 大多数微服务场景 | 易用性高，无需修改业务代码 | 依赖Seata Server，对数据库有侵入（需undo_log表） |

| TCC | 高（需实现3个接口） | 高 | 复杂业务场景（如金融） | 灵活性高，无锁等待 | 开发成本高，需处理空回滚、幂等性 |

| SAGA | 中（需定义状态机） | 中 | 长事务场景（如订单履约） | 支持长流程事务，容错性强 | 一致性弱，需处理补偿逻辑 |

| 本地消息表 | 中（需加消息表） | 中 | 低一致性场景（如日志同步） | 实现简单，无中间件依赖 | 一致性弱，需处理消息重复消费 |

5.2 方案选型指南

  1. 优先选Seata AT模式：如果业务场景简单，追求易用性和高性能，无特殊需求；

  2. 选TCC模式：如果是金融、支付等强一致性场景，需要灵活控制事务逻辑；

  3. 选SAGA模式：如果事务流程长（跨多个微服务），允许最终一致性；

  4. 选本地消息表：如果无需中间件，追求简单实现，允许一定的数据延迟。

6. 微服务整合实战案例

整合Nacos、Sentinel、Seata，搭建一个简单的微服务架构（订单服务+库存服务），核心流程：

  1. 服务启动时，自动注册到Nacos；

  2. 订单服务调用库存服务时，通过Sentinel控制流量；

  3. 订单创建+库存扣减通过Seata保证分布式事务一致性；

  4. 配置信息通过Nacos动态管理。

核心配置汇总（application.yml）

yaml 复制代码 
spring:
  application:
    name: order-service
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848
      config:
        server-addr: localhost:8848
        file-extension: yaml
    sentinel:
      transport:
        dashboard: localhost:8080
      eager: true
    alibaba:
      seata:
        tx-service-group: my_test_tx_group
  datasource:
    driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/order_db?useUnicode=true&characterEncoding=utf8
    username: root
    password: root

seata:
  registry:
    type: nacos
    nacos:
      server-addr: localhost:8848
  tx-service-group: my_test_tx_group
  service:
    vgroup-mapping:
      my_test_tx_group: default
  data-source-proxy-mode: AT

feign:
  sentinel:
    enabled: true # 开启Feign整合Sentinel（远程调用限流）

7. 总结与进阶方向

本文汇总了Spring Cloud Alibaba全家桶核心组件（Nacos、Sentinel、Seata）的实战内容，以及分布式事务解决方案，从环境配置到代码实战，覆盖了微服务落地的核心环节：

  • Nacos：解决服务注册发现和配置动态管理问题；

  • Sentinel：解决流量控制和熔断降级问题，避免级联故障；

  • Seata：解决分布式事务一致性问题，保证数据可靠；

  • 分布式事务方案：根据业务场景选择合适的方案，平衡一致性和性能。

进阶学习方向

  1. 微服务监控：集成Prometheus+Grafana，监控服务指标；

  2. 服务追踪：集成SkyWalking，追踪分布式调用链路；

  3. 容器化部署：用Docker+K8s部署微服务集群；

  4. Seata进阶：学习TCC、SAGA模式，适配复杂业务场景。

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