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Nacos源码之客户端服务订阅事件机制剖析

作者：互联网

Nacos客户端服务订阅的事件机制剖析

Nacos客户端订阅的核心流程：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，然后更新内存和本地缓存中的实例。

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在第一步调用subscribe方法时，会订阅一个EventListener事件。而在执行定时任务UpdateTask获取实例列表之后，会调用ServiceInfoHolder.processServiceInfo方法对ServiceInfo进行本地处理，这其中就包括对事件处理。

监听事件的注册

在NacosNamingService.subscribe方法中，通过了下面的源码进行了监听事件的注册：

@Override
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);
}

在这其中我们主要要关注的就是changeNotifier.registerListener，此监听就是进行具体事件注册逻辑的，我们来看一下源码：

public void registerListener(String groupName, String serviceName, String clusters, EventListener listener) {
 String key = ServiceInfo.getKey(NamingUtils.getGroupedName(serviceName, groupName), clusters);
 ConcurrentHashSet<EventListener> eventListeners = listenerMap.get(key);
 if (eventListeners == null) {
     synchronized (lock) {
         eventListeners = listenerMap.get(key);
         if (eventListeners == null) {
             eventListeners = new ConcurrentHashSet<EventListener>();
             //将EventListener缓存到listenerMap
             listenerMap.put(key, eventListeners);
         }
     }
 }
 eventListeners.add(listener);
}

可以看出事件的注册便是将EventListener存储在InstancesChangeNotifier的listenerMap属性中。同时这里的数据结构为ConcurrentHashMap，key为服务实例信息的拼接，value为监听事件的集合。

ServiceInfo处理

上面的源码中已经完成了事件的注册，追溯触发事件的来源，UpdateTask中获取到最新的实例会进行本地化处理，部分源码如下：

// ServiceInfoUpdateService>UpdateTask>run()
ServiceInfo serviceObj = serviceInfoHolder.getServiceInfoMap().get(serviceKey);
if (serviceObj == null) {
 serviceObj = namingClientProxy.queryInstancesOfService(serviceName, groupName, clusters, 0, false);
 // 本地缓存处理
 serviceInfoHolder.processServiceInfo(serviceObj);
 lastRefTime = serviceObj.getLastRefTime();
 return;
}

本地缓存处理方法serviceInfoHolder.processServiceInfo流程：判断新的ServiceInfo数据是否正确，是否发生了变化。如果数据格式正确，且发生变化，那就发布一个InstancesChangeEvent事件，同时将ServiceInfo写入本地缓存。

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public ServiceInfo processServiceInfo(ServiceInfo serviceInfo) {
 String serviceKey = serviceInfo.getKey();
 if (serviceKey == null) {
     return null;
 }
 ServiceInfo oldService = serviceInfoMap.get(serviceInfo.getKey());
 if (isEmptyOrErrorPush(serviceInfo)) {
     //empty or error push, just ignore
     return oldService;
 }
 // 缓存服务信息
 serviceInfoMap.put(serviceInfo.getKey(), serviceInfo);
 // 判断注册的实例信息是否已变更
 boolean changed = isChangedServiceInfo(oldService, serviceInfo);
 if (StringUtils.isBlank(serviceInfo.getJsonFromServer())) {
     serviceInfo.setJsonFromServer(JacksonUtils.toJson(serviceInfo));
 }
 // 监控服务监控缓存Map的大小
 MetricsMonitor.getServiceInfoMapSizeMonitor().set(serviceInfoMap.size());
 // 服务实例以更变
 if (changed) {
     NAMING_LOGGER.info("current ips:({}) service: {} -> {}", serviceInfo.ipCount(), serviceInfo.getKey(),
                        JacksonUtils.toJson(serviceInfo.getHosts()));
     // 添加实例变更事件，会被订阅者执行
     NotifyCenter.publishEvent(new InstancesChangeEvent(serviceInfo.getName(), serviceInfo.getGroupName(),
                                                        serviceInfo.getClusters(), serviceInfo.getHosts()));
     // 记录Service本地文件
     DiskCache.write(serviceInfo, cacheDir);
 }
 return serviceInfo;
}

分析到这里我们发现其实这个重点应该在服务信息变更之后，发布的InstancesChangeEvent事件，这个事件是NotifyCenter进行发布的，我们来追踪一下源码

事件追踪

NotifyCenter通知中心的核心流程如下：

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NotifyCenter中进行事件发布，发布的核心逻辑是：

  1. 根据InstancesChangeEvent事件类型，获得对应的CanonicalName
  2. 将CanonicalName作为key，从NotifyCenter.publisherMap中获取对应的事件发布者(EventPublisher)
  3. EventPublisher将InstancesChangeEvent事件进行发布

核心代码如下：

private static boolean publishEvent(final Class<? extends Event> eventType, final Event event) {
    if (ClassUtils.isAssignableFrom(SlowEvent.class, eventType)) {
        return INSTANCE.sharePublisher.publish(event);
    }

    // 根据InstancesChangeEvent事件类型，获得对应的CanonicalName
    final String topic = ClassUtils.getCanonicalName(eventType);

    // 将CanonicalName作为Key，从NotifyCenter#publisherMap中获取对应的事件发布者（EventPublisher）
    EventPublisher publisher = INSTANCE.publisherMap.get(topic);
    if (publisher != null) {
        // 事件发布者publisher发布事件（InstancesChangeEvent）
        return publisher.publish(event);
    }
    LOGGER.warn("There are no [{}] publishers for this event, please register", topic);
    return false;
}

INSTANCE为NotifyCenter的单例实现。那么这里的publisherMap中key(CanonicalName)和value(EventPublisher)之间的关系是在NacosNamingService实例化时调用init初始化方法中进行绑定的

// Publisher的注册过程在于建立InstancesChangeEvent.class与EventPublisher的关系。
NotifyCenter.registerToPublisher(InstancesChangeEvent.class, 16384);

这里再继续跟踪registerToPublisher方法就会发现默认采用了DEFAULT_PUBLISHER_FACTORY（默认发布者工厂）来进行构建，我们再继续跟踪会发现，在NotifyCenter中静态代码块会发现DEFAULT_PUBLISHER_FACTORY默认构建的EventPublisher为DefaultPublisher。

//NotifyCenter
public static EventPublisher registerToPublisher(final Class<? extends Event> eventType, final int queueMaxSize) {
    return registerToPublisher(eventType, DEFAULT_PUBLISHER_FACTORY, queueMaxSize);
}
--------------------------------------------------------------------------------------------
//NotifyCenter>static中部分代码
DEFAULT_PUBLISHER_FACTORY = (cls, buffer) -> {
    try {
        EventPublisher publisher = clazz.newInstance();
        publisher.init(cls, buffer);
        return publisher;
    } catch (Throwable ex) {
        LOGGER.error("Service class newInstance has error : ", ex);
        throw new NacosRuntimeException(SERVER_ERROR, ex);
    }
};

所以我们得出结论NotifyCenter中它维护了事件名称和事件发布者的关系，而默认的事件发布者为DefaultPublisher。

DefaultPublisher的事件发布

默认事件发布者的源码，查看以后我们会发现它继承自Thread，也就是说它是一个线程类，同时，它又实现了EventPublisher，也就是发布者

public class DefaultPublisher extends Thread implements EventPublisher

来看它的init初始化方法，从这里我们可以看出当DefaultPublisher被初始化时，是以守护线程的方式运作的，其中还初始化了一个阻塞队列。

@Overridepublic void init(Class<? extends Event> type, int bufferSize) { // 守护线程 setDaemon(true); // 设置线程名字 setName("nacos.publisher-" + type.getName()); this.eventType = type; this.queueMaxSize = bufferSize; // 阻塞队列初始化 this.queue = new ArrayBlockingQueue<>(bufferSize); start();}

最后调用了start()方法：在这其中调用了super.start()启动线程

@Overridepublic synchronized void start() { if (!initialized) {     // start just called once     super.start();     if (queueMaxSize == -1) {         queueMaxSize = ringBufferSize;     }     initialized = true; }}

run()方法调用openEventHandler()方法

@Overridepublic void run() { openEventHandler();}void openEventHandler() { try {     // This variable is defined to resolve the problem which message overstock in the queue.     int waitTimes = 60;     // To ensure that messages are not lost, enable EventHandler when     // waiting for the first Subscriber to register     // 死循环，线程启动最大延时60秒，这个主要是为了解决消息积压的问题。     for (; ; ) {         if (shutdown || hasSubscriber() || waitTimes <= 0) {             break;         }         ThreadUtils.sleep(1000L);         waitTimes--;     }     // 死循环不断的从队列中取出Event，并通知订阅者Subscriber执行Event     for (; ; ) {         if (shutdown) {             break;         }         // 从队列中取出Event         final Event event = queue.take();         receiveEvent(event);         UPDATER.compareAndSet(this, lastEventSequence, Math.max(lastEventSequence, event.sequence()));     } } catch (Throwable ex) {     LOGGER.error("Event listener exception : ", ex); }}

这里写了两个死循环，第一个死循环可以理解为延时效果，也就是说线程启动时最大延时60秒，在这60秒中每隔1秒判断一下当前线程是否关闭，是否有订阅者，是否超过60秒。如果满足一个条件，就可以提前跳出死循环。而第二个死循环才是真正的业务逻辑处理，会从阻塞队列中取出一个事件，然后通过receiveEvent方法进行执行。

队列中的事件哪里来的？其实就是DefaultPublisher的发布事件方法被调用了publish往阻塞队列中存入事件，如果存入失败，会直接调用receiveEvent。可以理解为，如果向队列中存入失败，则立即执行，不走队列了。

@Overridepublic boolean publish(Event event) { checkIsStart(); // 向队列中插入事件元素 boolean success = this.queue.offer(event); // 判断是否成功插入 if (!success) {     LOGGER.warn("Unable to plug in due to interruption, synchronize sending time, event : {}", event);     // 失败直接执行     receiveEvent(event);     return true; } return true;}

receiveEvent方法的实现：这里其实就是遍历DefaultPublisher的subscribers（订阅者集合），然后执行通知订阅者的方法。

void receiveEvent(Event event) { final long currentEventSequence = event.sequence(); if (!hasSubscriber()) {     LOGGER.warn("[NotifyCenter] the {} is lost, because there is no subscriber.", event);     return; } // Notification single event listener // 通知订阅者执行Event for (Subscriber subscriber : subscribers) {     // Whether to ignore expiration events     if (subscriber.ignoreExpireEvent() && lastEventSequence > currentEventSequence) {         LOGGER.debug("[NotifyCenter] the {} is unacceptable to this subscriber, because had expire",                      event.getClass());         continue;     }     // Because unifying smartSubscriber and subscriber, so here need to think of compatibility.     // Remove original judge part of codes.     notifySubscriber(subscriber, event); }}

subscribers中订阅者是在NacosNamingService的init方法中：

// 将Subscribe注册到PublisherNotifyCenter.registerSubscriber(changeNotifier);

registerSubscriber方法最终会调用NotifyCenter的addSubscriber方法：核心逻辑就是将订阅事件、发布者、订阅者三者进行绑定。而发布者与事件通过Map进行维护、发布者与订阅者通过关联关系进行维护。

private static void addSubscriber(final Subscriber consumer, Class<? extends Event> subscribeType,                               EventPublisherFactory factory) { final String topic = ClassUtils.getCanonicalName(subscribeType); synchronized (NotifyCenter.class) {     // MapUtils.computeIfAbsent is a unsafe method.     MapUtil.computeIfAbsent(INSTANCE.publisherMap, topic, factory, subscribeType, ringBufferSize); } // 获取事件对应的Publisher EventPublisher publisher = INSTANCE.publisherMap.get(topic); if (publisher instanceof ShardedEventPublisher) {     ((ShardedEventPublisher) publisher).addSubscriber(consumer, subscribeType); } else {     // 添加到subscribers集合     publisher.addSubscriber(consumer); }}

关系都已经梳理明确了，事件也有了，最后我们看一下DefaulePublisher中的notifySubscriber方法，这里就是真正的订阅者执行事件了。

@Overridepublic void notifySubscriber(final Subscriber subscriber, final Event event) { LOGGER.debug("[NotifyCenter] the {} will received by {}", event, subscriber);	//执行订阅者事件 final Runnable job = () -> subscriber.onEvent(event); // 执行者 final Executor executor = subscriber.executor(); if (executor != null) {     executor.execute(job); } else {     try {         job.run();     } catch (Throwable e) {         LOGGER.error("Event callback exception: ", e);     } }}

总结

整体服务订阅的事件机制还是比较复杂的，因为用到了事件的形式，逻辑比较绕，并且其中还有守护线程，死循环，阻塞队列等。

需要重点理解NotifyCenter对事件发布者、事件订阅者和事件之间关系的维护，而这一关系的维护的入口就位于NacosNamingService的init方法当中。

核心流程梳理

ServiceInfoHolder中通过NotifyCenter发布了InstancesChangeEvent事件

NotifyCenter中进行事件发布，发布的核心逻辑是：

  • 根据InstancesChangeEvent事件类型，获得对应的CanonicalName
  • 将CanonicalName作为Key，从NotifyCenter.publisherMap中获取对应的事件发布者（EventPublisher）
  • EventPublisher将InstancesChangeEvent事件进行发布

InstancesChangeEvent事件发布：

  • 通过EventPublisher的实现类DefaultPublisher进行InstancesChangeEvent事件发布
  • DefaultPublisher本身以守护线程的方式运作，在执行业务逻辑前，先判断该线程是否启动
  • 如果启动，则将事件添加到BlockingQueue中，队列默认大小为16384
  • 添加到BlockingQueue成功，则整个发布过程完成
  • 如果添加失败，则直接调用DefaultPublisher.receiveEvent方法，接收事件并通知订阅者
  • 通知订阅者时创建一个Runnable对象，执行订阅者的Event
  • Event事件便是执行订阅时传入的事件

如果添加到BlockingQueue成功，则走另外一个业务逻辑：

  • DefaultPublisher初始化时会创建一个阻塞（BlockingQueue）队列，并标记线程启动
  • DefaultPublisher本身是一个Thread，当执行super.start方法时，会调用它的run方法
  • run方法的核心业务逻辑是通过openEventHandler方法处理的
  • openEventHandler方法通过两个for循环，从阻塞队列中获取时间信息
  • 第一个for循环用于让线程启动时在60s内检查执行条件
  • 第二个for循环为死循环，从阻塞队列中获取Event，并调用DefaultPublisher#receiveEvent方法，接收事件并通知订阅者
  • Event事件便是执行订阅时传入的事件

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标签：订阅,serviceInfo,Nacos,EventPublisher,源码,NotifyCenter,事件,event,客户端
来源： https://www.cnblogs.com/ZT-666/p/16294227.html