Nacos源码系列—订阅机制的前因后果(下)

别裁伪体亲风雅，转益多师是汝师。这篇文章主要讲述Nacos源码系列—订阅机制的前因后果(下)相关的知识，希望能为你提供帮助。
事件发布在上一节中我们讲解了在NotifyCenter中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，今天我们就来讲一下DefaultPublisher的事件发布的具体逻辑
首先我们来看一下DefaultPublisher的源码：

public class DefaultPublisher extends Thread implements EventPublisher @Override public void init(Class< ? extends Event> type, int bufferSize) //守护线程 setDaemon(true); //设置线程名 setName("nacos.publisher-" + type.getName()); this.eventType = type; this.queueMaxSize = bufferSize; //阻塞队列初始化 this.queue = new ArrayBlockingQueue< > (bufferSize); //启动线程 start(); @Override public synchronized void start() if (!initialized) // start just called once //启动run方法 super.start(); if (queueMaxSize == -1) queueMaxSize = ringBufferSize; initialized = true;

我们可以看到这个类继承自Thread，说明他是一个线程类，同时实现了EventPublisher说明他也是一个发布者，在init()中，是以守护线程的方式运作的，同时初始化了一个阻塞队列，最后调用start()启动线程。
在start()里面，其实就是启动run()：

@Override public 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 //死循环遍历，线程启动设置最大延迟60秒，用来解决消息积压问题 for (; ; ) if (shutdown || hasSubscriber() || waitTimes < = 0) break; ThreadUtils.sleep(1000L); waitTimes--; //死循环从队列中取出event对象，同时通知订阅者(subscriber)执行event对象 for (; ; ) if (shutdown) break; 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);

在上述代码中我们可以看到

for (;
 ;
 )

这个循环出现了两次，这个就是循环遍历(死循环)，第一个死循环我们可以理解成延时效果，里面最大延时60秒，每隔一秒运行一次，判断（当前线程是否关闭、是否有订阅者、是否超过60秒）只要满足其中任意一个条件，跳出循环
第二个死循环，是我们业务逻辑处理，用来消费，从队列中取出event事件，然后通过receiveEvent()执行。
那么我们可以从队列中取出事件，那么这个事件又在哪一步注入进去的呢，我们还是在当前类里面，找到一个叫publish()的方法

@Override public boolean publish(Event event) checkIsStart(); //向队列中插入元素 boolean success = this.queue.offer(event); //判断是否插入成功 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;

这个方法其实就是发布事件调用了publish往阻塞队列中存入事件，如果失败那么立即执行receiveEvent()，不在继续走队列方法

void receiveEvent(Event event) final long currentEventSequence = event.sequence(); if (!hasSubscriber()) LOGGER.warn("[NotifyCenter] theis lost, because there is no subscriber.", event); return; // Notification single event listener //循环遍历subscribers对象 for (Subscriber subscriber : subscribers) // Whether to ignore expiration events if (subscriber.ignoreExpireEvent() & & lastEventSequence > currentEventSequence) LOGGER.debug("[NotifyCenter] theis 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. //通知订阅者执行event notifySubscriber(subscriber, event);

而在receiveEvent()方法中，这里其实就是遍历的subscribers集合（订阅者），然后通过notifySubscriber() 通知订阅者方法，而这个subscribers集合就是在我们之前讲到的NacosNamingService.init()方法中设置的。

public class NacosNamingService implements NamingService private void init(Properties properties) throws NacosException //将Subscribe注册到Publisher NotifyCenter.registerSubscriber(changeNotifier);

而

NotifyCenter.registerSubscriber(changeNotifier);

会调用NotifyCenter.addSubscriber()方法，进行最终的操作。

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);

addSubscriber()方法的逻辑就是讲订阅事件、发布中、订阅者三个关系进行绑定，而发布者和事件通过Map进行维护，发布者与订阅者通过关联关系进行维护。
我们回到刚刚DefaulePublisher.notifySubscriber()方法，这里是最后执行订阅者事件的方法

@Override public void notifySubscriber(final Subscriber subscriber, final Event event) LOGGER.debug("[NotifyCenter] thewill 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);

到这里，订阅机制就讲完了，可能会有点绕，最好是我们能够去跟着代码走一遍，这样会比较理解和记忆，在这里我们重点需要理解NotifyCenter对事件发布者、订阅者以及之间关系的维护，关系维护的入口就在NacosNamingService.init()中，我们来看一下他的核心逻辑

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首先ServiceInfoHolder中通过NotifyCenter发布InstancesChangeEvent事件.
NotifyCenter获取对应的CanonicalName，并将这个参数作为key，从NotifyCenter.publisherMap中获取对应的事件发布者，然后将InstancesChangeEvent事件进行发布.
InstancesChangeEvent事件发布主要是通过EventPublisher的实现类，DefaultPublisher进行InstancesChangeEvent事件发布，而DefaultPublisher本身作为守护线程的方式进行运作，在执行业务逻辑时判断是否线程启动，如果启动，将事件添加到队列中，如果成功，则发布过程完成，如果添加失败，立即执行DefaultPublisher.receiveEvent，接收事件通知订阅者，创建一个Runnable对象，执行订阅者的Event事件。
在添加到队列成功的时候，DefaultPublisher会创建一个阻塞队列(BlockingQueue)，标记线程启动，当他执行 super.start()，会调用它的run方法，在这个run方法里面核心的业务逻辑就是openEventHandler()，里面会有两个死循环，第一个是在线程启动的60秒内执行条件，第二个是从阻塞队列中获取Event事件，调用DefaultPublisher.receiveEvent()通知订阅者，流程结束
本地缓存我们在之前的系列中，客户端会缓存一些信息在本地中，来获取ServiceInfo的信息，但是在执行本地缓存的时候，难免会有一些故障，有故障就需要进行处理，在这里主要涉及到两个类ServiceInfoHolder和FailoverReactor

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Nacos缓存主要是分为两个方面，一个从注册中心获取实例信息缓存到内存中，通过ConcurrentMap进行存储，一个是通过磁盘文件的形式定时缓存。
同时故障处理也分为两个部分，一个是故障处理的开关通过文件进行标记，一个是当起来故障处理后，可以从故障备份的文件中获取服务实例信息。
【Nacos源码系列—订阅机制的前因后果(下)】介绍完上面几点，我们先来详细讲解第一个核心类ServiceInfoHolder
ServiceInfoHolder
ServiceInfoHolder类，主要是用来处理服务信息的，每次客户端从服务端拉取服务信息时，都用经过这个类，而processServiceInfo用来处理本地信息（缓存、发布、更新、本地目录初始化）等

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ServiceInfo: 注册服务的信息，主要包含（服务名、分组名、集群信息、实例列表、最后一次更新时间），客户端获取的信息，都是通过ServiceInfo作为承载体，ServiceInfoHolder.ServiceInfo，通过ConcurrentMap进行存储，如下所示：

public class ServiceInfoHolder implements Closeable private final ConcurrentMap< String, ServiceInfo> serviceInfoMap; public ServiceInfoHolder(String namespace, Properties properties) initCacheDir(namespace, properties); //启动是判断是否从缓存信息中获取，默认为false if (isLoadCacheAtStart(properties)) //从缓存目录中读取信息 this.serviceInfoMap = new ConcurrentHashMap< > (DiskCache.read(this.cacheDir)); else //创建空集合对象 this.serviceInfoMap = new ConcurrentHashMap< > (16); this.failoverReactor = new FailoverReactor(this, cacheDir); this.pushEmptyProtection = isPushEmptyProtect(properties); public ServiceInfo processServiceInfo(ServiceInfo serviceInfo) //判断服务key是否为空 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; //将缓存信息放置到map中 serviceInfoMap.put(serviceInfo.getKey(), serviceInfo); //判断实例信息是否发生改变 boolean changed = isChangedServiceInfo(oldService, serviceInfo); if (StringUtils.isBlank(serviceInfo.getJsonFromServer())) serviceInfo.setJsonFromServer(JacksonUtils.toJson(serviceInfo)); //监控服务缓存map的大小 MetricsMonitor.getServiceInfoMapSizeMonitor().set(serviceInfoMap.size()); if (changed) NAMING_LOGGER.info("current ips:() service:-> ", serviceInfo.ipCount(), serviceInfo.getKey(), JacksonUtils.toJson(serviceInfo.getHosts())); //添加实例变更事件，被订阅者执行 NotifyCenter.publishEvent(new InstancesChangeEvent(serviceInfo.getName(), serviceInfo.getGroupName(), serviceInfo.getClusters(), serviceInfo.getHosts())); //写入本地文件 DiskCache.write(serviceInfo, cacheDir); return serviceInfo;

这里就是Nacos获取注册信息的缓存，之前我们有讲过，当服务信息变更的时候会第一时间更新ServiceInfoMap中的信息，通过isChangedServiceInfo进行判断，当发生变动时，serviceInfoMap.put最新数据，当我们需要使用的时候，通过key进行get操作，ServiceInfoMap默认创建空的对象，但如果配置启动从缓存文件中获取，则会从缓存中获取信息。而且当我们服务实例发生变更的时候，会通过DiskCache.write()向对应的目录文件中写入ServiceInfo信息
本地缓存地址
本地缓存的地址通过cacheDir进行执行本地缓存和故障处理的根目录，在ServiceInfoHolder构造方法中，会默认生成缓存目录，默认路径为$user/nacos/naming/public，我们也可以需要通过System.setProperty("JM.SNAPSHOT.PATH")指定。

public class ServiceInfoHolder implements Closeable private String cacheDir; public ServiceInfoHolder(String namespace, Properties properties) //初始化生成缓存目录 initCacheDir(namespace, properties); ......private void initCacheDir(String namespace, Properties properties) String jmSnapshotPath = System.getProperty(JM_SNAPSHOT_PATH_PROPERTY); String namingCacheRegistryDir = ""; if (properties.getProperty(PropertyKeyConst.NAMING_CACHE_REGISTRY_DIR) != null) namingCacheRegistryDir = File.separator + properties.getProperty(PropertyKeyConst.NAMING_CACHE_REGISTRY_DIR); if (!StringUtils.isBlank(jmSnapshotPath)) cacheDir = jmSnapshotPath + File.separator + FILE_PATH_NACOS + namingCacheRegistryDir + File.separator + FILE_PATH_NAMING + File.separator + namespace; else cacheDir = System.getProperty(USER_HOME_PROPERTY) + File.separator + FILE_PATH_NACOS + namingCacheRegistryDir + File.separator + FILE_PATH_NAMING + File.separator + namespace;

故障处理
在ServiceInfoHolder构造方法中，还会初始化一个FailoverReactor的类，这个类主要是用来故障处理。

public class ServiceInfoHolder implements Closeable private final FailoverReactor failoverReactor; public ServiceInfoHolder(String namespace, Properties properties) .... //为两者相互持有对方的引用 this.failoverReactor = new FailoverReactor(this, cacheDir); .....public FailoverReactor(ServiceInfoHolder serviceInfoHolder, String cacheDir) //获取serviceInfoHolder引用对象 this.serviceInfoHolder = serviceInfoHolder; //故障目录$user/nacos/naming/public/failover this.failoverDir = cacheDir + FAILOVER_DIR; //初始化executorService this.executorService = new ScheduledThreadPoolExecutor(1, new ThreadFactory() @Override public Thread newThread(Runnable r) Thread thread = new Thread(r); //开启守护线程 thread.setDaemon(true); thread.setName("com.alibaba.nacos.naming.failover"); return thread; ); //其他信息初始化 this.init(); public void init() //执行初始化操作，间隔5秒，执行SwitchRefresher()任务 executorService.scheduleWithFixedDelay(new SwitchRefresher(), 0L, 5000L, TimeUnit.MILLISECONDS); //初始化操作，延迟30分钟执行，间隔24小时，执行DiskFileWriter()任务 executorService.scheduleWithFixedDelay(new DiskFileWriter(), 30, DAY_PERIOD_MINUTES, TimeUnit.MINUTES); //初始化操作，间隔10秒，核心方法为DiskFileWriter executorService.schedule(new Runnable() @Override public void run() try File cacheDir = new File(failoverDir); if (!cacheDir.exists() & & !cacheDir.mkdirs()) throw new IllegalStateException("failed to create cache dir: " + failoverDir); File[] files = cacheDir.listFiles(); //如果故障目录为空，启动立即执行，备份文件 if (files == null || files.length < = 0) new DiskFileWriter().run(); catch (Throwable e) NAMING_LOGGER.error("[NA] failed to backup file on startup.", e); , 10000L, TimeUnit.MILLISECONDS);

在init()代码中，开启了三个定时任务，三个任务都是FailoverReactor内部类，

执行初始化操作，间隔5秒，执行SwitchRefresher()任务
初始化操作，延迟30分钟执行，间隔24小时，执行DiskFileWriter()任务
初始化操作，间隔10秒，核心方法为DiskFileWriter

我们这里先来看一下核心方法DiskFileWriter,这里主要是获取服务信息，判断是否能够写入磁盘，条件满足，写入拼接的故障目录中，因为第一个和第二个初始化操作，都会用到DiskFileWriter，当我们第三个定时判断如果文件不存在，则会将文件写入本地磁盘中

class DiskFileWriter extends TimerTask @Override public void run() Map< String, ServiceInfo> map = serviceInfoHolder.getServiceInfoMap(); for (Map.Entry< String, ServiceInfo> entry : map.entrySet()) ServiceInfo serviceInfo = entry.getValue(); //主要是判断服务信息是否完整 if (StringUtils.equals(serviceInfo.getKey(), UtilAndComs.ALL_IPS) || StringUtils .equals(serviceInfo.getName(), UtilAndComs.ENV_LIST_KEY) || StringUtils .equals(serviceInfo.getName(), UtilAndComs.ENV_CONFIGS) || StringUtils .equals(serviceInfo.getName(), UtilAndComs.VIP_CLIENT_FILE) || StringUtils .equals(serviceInfo.getName(), UtilAndComs.ALL_HOSTS)) continue; //将文件写入磁盘中 DiskCache.write(serviceInfo, failoverDir);

接下来我们再看一下，第一个定时任务SwitchRefresher的业务逻辑，

class SwitchRefresher implements Runnable long lastModifiedMillis = 0L; @Override public void run() try File switchFile = new File(failoverDir + UtilAndComs.FAILOVER_SWITCH); //如果文件不存在返回 if (!switchFile.exists()) switchParams.put(FAILOVER_MODE_PARAM, Boolean.FALSE.toString()); NAMING_LOGGER.debug("failover switch is not found, ", switchFile.getName()); return; long modified = switchFile.lastModified(); //判断文件修改时间 if (lastModifiedMillis < modified) lastModifiedMillis = modified; //获取故障处理文件内容 String failover = ConcurrentDiskUtil.getFileContent(failoverDir + UtilAndComs.FAILOVER_SWITCH, Charset.defaultCharset().toString()); if (!StringUtils.isEmpty(failover)) String[] lines = failover.split(DiskCache.getLineSeparator()); for (String line : lines) String line1 = line.trim(); //"1" 开启故障处理 if (IS_FAILOVER_MODE.equals(line1)) switchParams.put(FAILOVER_MODE_PARAM, Boolean.TRUE.toString()); NAMING_LOGGER.info("failover-mode is on"); new FailoverFileReader().run(); //"0" 关闭故障处理 else if (NO_FAILOVER_MODE.equals(line1)) switchParams.put(FAILOVER_MODE_PARAM, Boolean.FALSE.toString()); NAMING_LOGGER.info("failover-mode is off"); else switchParams.put(FAILOVER_MODE_PARAM, Boolean.FALSE.toString()); catch (Throwable e) NAMING_LOGGER.error("[NA] failed to read failover switch.", e);

这里面主要是判断故障处理文件是否存在，不存在直接返回，再去比较文件的修改时间，如果已经修改，则获取文件中的内容，继续进行判断，当我们开启故障处理时，执行线程FailoverFileReader().run()

class FailoverFileReader implements Runnable @Override public void run() Map< String, ServiceInfo> domMap = new HashMap< String, ServiceInfo> (16); BufferedReader reader = null; try //读取failoverDir目录下的文件 File cacheDir = new File(failoverDir); //不存在返回错误 if (!cacheDir.exists() & & !cacheDir.mkdirs()) throw new IllegalStateException("failed to create cache dir: " + failoverDir); //获取文件 File[] files = cacheDir.listFiles(); //文件不存在返回 if (files == null) return; //遍历处理 for (File file : files) //文件不存在跳过 if (!file.isFile()) continue; //如果是故障处理标志文件，跳过这一步 if (file.getName().equals(UtilAndComs.FAILOVER_SWITCH)) continue; ServiceInfo dom = new ServiceInfo(file.getName()); //读取备份中的内容，转换为ServiceInfo对象 try String dataString = ConcurrentDiskUtil .getFileContent(file, Charset.defaultCharset().toString()); reader = new BufferedReader(new StringReader(dataString)); String json; if ((json = reader.readLine()) != null) try dom = JacksonUtils.toObj(json, ServiceInfo.class); catch (Exception e) NAMING_LOGGER.error("[NA] error while parsing cached dom : ", json, e); catch (Exception e) NAMING_LOGGER.error("[NA] failed to read cache for dom: ", file.getName(), e); finally try if (reader != null) reader.close(); catch (Exception e) //ignoreif (!CollectionUtils.isEmpty(dom.getHosts())) //将ServiceInfo对象放入domMap中 domMap.put(dom.getKey(), dom); catch (Exception e) NAMING_LOGGER.error("[NA] failed to read cache file", e); //如果不为空，赋值serviceMap if (domMap.size() > 0) serviceMap = domMap;

FailoverFileReader主要是操作读取failover目录存储的备份服务信息文件内容，然后装换成ServiceInfo信息，并将所有的ServiceInfo储存在FailoverReactor的ServiceMap属性中。
总结到这里我们Nacos订阅机制核心流程就讲完了，整体订阅机制的流程还是比较复杂的，因为还涉及到之前将的逻辑，会有点绕，并且用到了保证线程Map、守护线程、阻塞队列、线程的使用等等，我们需要重点掌握的主要是事件发布者、订阅者之间的关系，这里还是推荐大家有机会的话可以自己跟着源码走一遍，会有更深的体验。
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