Spring Cloud 组件

微服务

微服务 把一个大型单体应用按照业务领域拆分成多个”单一职责”的小服务，每个服务独立开发、独立部署、独立扩缩容。

优点：

• 微服务架构中，修改”服务1”不会影响”服务2”，团队可以并行开发。且在分布式系统中，某个服务的故障不会导致整个系统雪崩。
• 外部调用方不需要知道后端有多少个微服务，只需要一个统一入口。同时在入口处进行身份认证、权限校验、限流等安全操作。
• 将所有服务的配置集中存储，支持多环境隔离、灰度发布，且大部分配置修改后可实时生效，无需重启服务。

客户端层：Web、移动端、第三方系统都只与 API 网关交互，不直接访问内部服务。

网关层（API Gateway）：统一入口，负责路由分发、身份认证、限流熔断和负载均衡，是整个系统对外的”门面”。

服务层：每个微服务围绕单一业务职责构建（用户、商品、订单、支付、通知）。服务间既有同步调用（如订单调用支付），也有异步通信（通过消息队列）。

消息层（事件总线）：Kafka/RabbitMQ 实现服务间异步解耦。订单创建后发布事件，通知服务订阅并发送短信/邮件，两者互不依赖。

数据层：每个服务拥有独立数据库（Database per Service 模式），技术栈可自由选择。高频读取数据通过 Redis 缓存加速。

基础设施层：服务注册中心负责服务发现，链路追踪（Jaeger）记录跨服务调用，Prometheus + Grafana 做监控，配置中心统一管理配置，Kubernetes 负责容器编排与弹性伸缩。

Spring Cloud

Java中常用的微服务框架是Spring Cloud（基于SpringBoot）。

服务注册中心（Nacos）

服务启动后要主动向系统注册自身，让系统中其他服务能够发现自己，自己也可以调用其他服务。（每个服务的地址是不能写死的，方便新增或卸载服务）

目前常用的服务注册框架是 Nacos，微服务启动时向 Nacos 注册自己的元数据（IP、端口、权重、健康状态等），调用方通过服务名获取实例列表并进行负载均衡。

Nacos（Dynamic Naming and Configuration Service）是阿里巴巴开源的一个用于动态服务发现、配置管理和服务管理平台。在 Spring Cloud Alibaba 生态中，它取代了 Eureka + Config + Bus 的组合，成为注册中心与配置中心的“二合一”核心组件。

特性	Nacos	Eureka	Consul	Apollo
注册中心	✅	✅	✅	❌
配置中心	✅	❌	✅ (弱)	✅
健康检查	TCP/HTTP/MySQL/自定义	客户端心跳	TCP/HTTP/gRPC/TTL	客户端心跳
动态推送	✅ (gRPC/长轮询)	❌ (轮询)	✅ (全量)	✅ (长轮询)
多环境隔离	Namespace+Group	❌	Datacenter	Cluster+Namespace
社区活跃度	✅ 活跃	⚠️ 停更	✅ 活跃	✅ 活跃
适用场景	Spring Cloud Alibaba 首选	老项目维护	多语言/Service Mesh	纯配置中心需求

graph LR
    A[Service A] -->|1. 注册| B(Nacos Server)
    C[Service B] -->|1. 注册| B
    C -->|2. 订阅 ServiceA| B
    B -->|3. 推送实例列表| C
    C -->|4. 本地缓存+负载均衡调用| A

• 客户端启动后通过 OpenAPI 向 Server 注册。
• 调用方订阅目标服务，Server 维护订阅关系。
• 当实例上下线或健康状态变化时，Server 通过 UDP/gRPC 推送变更到订阅者。
• 客户端本地维护服务缓存，即使 Nacos Server 宕机，短时间内仍可正常调用。

graph TD
    A[服务提供者启动] --> B[向 Nacos 注册实例]
    B --> C[Nacos 加入注册表]
    C --> D{发送心跳?}
    D -- 是 --> E[更新最后心跳时间]
    E --> D
    D -- 否 --> F{超15秒?}
    F -- 是 --> G[标记为不健康]
    F -- 否 --> D
    G --> H{超30秒?}
    H -- 是 --> I[删除实例]
    H -- 否 --> D
    I --> J[推送变更通知]
    J --> K[消费者更新缓存]

配置

Nacos Client （Springboot开发项目）

build.gradle

// nacos 服务发现
implementation 'com.alibaba.cloud:spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery'
// nacos 配置中心
implementation 'com.alibaba.cloud:spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config'

application.yml

server:
  port: 8085

spring:
  application:
    name: service1

  config:
    import: optional:nacos:${spring.application.name}.${spring.cloud.nacos.config.file-extension}?group=${spring.cloud.nacos.config.group}&namespace=

  cloud:
    nacos:
      server-addr: 127.0.0.1:8848
      username: nacos
      password: nacos

      discovery:
        namespace: public
        group: DEFAULT_GROUP

      config:
        namespace: public
        group: DEFAULT_GROUP
        file-extension: yaml
        # 默认 DataId: service1.yaml
        refresh-enabled: true

Nacos Server （本质是一个Spring Boot Web 应用）

功能：

• HTTP API
• 配置中心

• 注册中心

• 控制台

为了方便，使用Docker启动Nacos Server

创建 docker-compose.yml （测试使用）

services:
  nacos:
    image: nacos/nacos-server:v3.2.2
    container_name: nacos
    environment:
      MODE: standalone
      NACOS_AUTH_TOKEN: 'SecretKey012345678901234567890123456789012345678901234567890123456789'
      NACOS_AUTH_IDENTITY_KEY: "serverIdentity"
      NACOS_AUTH_IDENTITY_VALUE: "security"
    ports:
      - "8848:8848"   # HTTP API 
      - "9848:9848"   # gRPC client → server (服务注册、心跳)
      - "9849:9849"   # gRPC server → client (配置/服务推送)
      - "8080:8080"   # Web 控制台

启动：docker compose up -d

docker-compose.yml （生产使用）

services:
  mysql:
    image: mysql:10
    container_name: nacos-mysql
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: 123456
      MYSQL_DATABASE: nacos_config
    ports:
      - "3306:3306"

  nacos:
    image: nacos/nacos-server:v3.2.2
    container_name: nacos
    environment:
      MODE: standalone
      NACOS_AUTH_TOKEN: 'SecretKey012345678901234567890123456789012345678901234567890123456789'
      NACOS_AUTH_IDENTITY_KEY: "serverIdentity"
      NACOS_AUTH_IDENTITY_VALUE: "security"
    ports:
      - "8848:8848"
      - "8080:8080"
      - "9848:9848" # 客户端 gRPC（可选，但推荐）
  	  - "9849:9849" # 集群通信（单机模式不需要）
    volumes:
     # 配置文件（需提前创建）
      - ./conf/application.properties:/home/nacos/conf/application.properties 
      - ./logs:/home/nacos/logs
      - ./data:/home/nacos/data
    depends_on:
      - mysql

Docker Compose 命令

• 启动：docker compose -f xxx.yml up -d
• 停止：docker compose -f xxx.yml down
• 查看：docker compose -f xxx.yml ps
• 重启：docker compose -f xxx.yml restart

Nacos端口

端口	作用
8848	HTTP API （如配置管理、服务注册等 OpenAPI）
8080	Web控制台
9848	客户端 gRPC（用于 Nacos 客户端与服务端之间的 高性能 gRPC 连接）
9849	集群通信（用于 Nacos 集群节点之间的 内部通信，单机模式（standalone）下通常不使用）

nacos-discovery提供了服务发现功能，可以将自身服务注册到nacos server,也可以获取已经注册的服务。

nacos-config提供配置文件，注册的服务可以从nacos server中动态获取最新的配置文件。

Spring Cloud Alibaba Nacos Discovery

核心功能：

功能	说明
服务注册	服务启动时自动将 IP + 端口注册到 Nacos
服务发现	调用方通过服务名查询可用实例列表
健康检查	Nacos 定期心跳检测，自动剔除下线实例

客户端部分配置，具体配置查询官网

spring:
  application:
    name: service1          # 注册到 Nacos 的服务名（重要）

  cloud:
    nacos:
      # 公共配置（config 和 discovery 共用）
      server-addr: 127.0.0.1:8848
      username: nacos
      password: nacos

      discovery:
        # ---- 基础配置 ----
        server-addr: 127.0.0.1:8848   # 可单独指定，覆盖上面的公共配置
        namespace:                     # 命名空间 ID，public 留空
        group: DEFAULT_GROUP           # 分组

        # ---- 实例配置 ----
        ip: 192.168.1.100             # 指定注册的 IP（多网卡时使用）
        port: 8085                    # 默认取 server.port
        weight: 1                     # 负载均衡权重，越大被调用概率越高

        # ---- 实例类型 ----
        ephemeral: true               # true=临时实例(默认)  false=永久实例
        
        # ---- 元数据（自定义标签） ----
        metadata:
          version: v1
          zone: shanghai

        # ---- 心跳配置 ----
        heart-beat-interval: 5000     # 心跳发送间隔（ms），默认 5000
        heart-beat-timeout: 15000     # 心跳超时时间（ms），默认 15000
        
        # ---- 其他 ----
        enabled: true                 # 是否开启注册，false 则不注册
        register-enabled: true        # 是否注册自身（false=只订阅不注册）

注：namespace和group用于多环境隔离：

• Namespace（命名空间）→ 隔离环境，如 dev 命名空间ID: xxx-dev。
• Group（分组）→ 隔离业务模块，如 ORDER_GROUP。

Spring Cloud Alibaba Nacos Config

核心功能：

1. 集中化配置管理 将应用配置统一存储在 Nacos 服务器，而非分散在各个服务的本地文件中，实现”一处修改，全局生效”。

2. 动态刷新（热更新） 配置修改后，无需重启应用即可实时生效。配合 @RefreshScope 注解，Bean 会自动重新加载新配置，或者通过@ConfigurationProperties 只更新具体属性。

3. 多环境配置隔离 通过 namespace + group + Data ID 三级隔离，轻松管理 dev / test / prod 等不同环境的配置。

4. 配置版本管理与回滚 Nacos 保存历史版本，支持一键回滚到任意历史配置。

客户端部分配置，具体配置查询官网

server:
  port: 8085
      
spring:
  application:
    name: user-service          # 服务名，也是 Nacos 中 Data ID 的前缀

  cloud:
    nacos:
      # ============ 配置中心 (Config) ============
      config:
        server-addr: 127.0.0.1:8848   # Nacos 服务器地址
        namespace: public                 # 命名空间 ID（对应环境隔离）
        group: DEFAULT_GROUP           # 分组，默认 DEFAULT_GROUP
        file-extension: yaml           # 配置文件格式：yaml 或 properties
        refresh-enabled: true
        
        # 共享配置（多服务复用的公共配置）
        shared-configs:
          - data-id: common.yaml
            group: DEFAULT_GROUP
            refresh: true              # 是否支持动态刷新
        
        # 扩展配置（优先级高于 shared-configs）
        extension-configs:
          - data-id: datasource.yaml
            group: DEFAULT_GROUP
            refresh: true

      # ============ 注册中心 (Discovery) ============
      discovery:
        server-addr: 127.0.0.1:8848
        namespace: dev
        group: DEFAULT_GROUP

  # 激活环境（影响 Data ID 拼接规则）
  profiles:
    active: dev

客户端配置需要动态修改，需要使用@ConfigurationProperties 或 @RefreshScope

//  @RefreshScope 配置动态更新示例
@RestController
@RefreshScope  // 👈 关键：添加此注解，使该 Bean 支持配置动态刷新
public class TestController {

    @Value("${app.user.name}")
    private String name;

    @RequestMapping("/username")
    public String getName() {
        return name;
    }
}

// @ConfigurationProperties 配置动态更新示例
// UserProperties.java
@Component
@ConfigurationProperties(prefix = "app.user")
@Data
public class UserProperties {
    private String name;  // 自动绑定 app.user.name，天然支持动态刷新，无需 @RefreshScope
}
// TestController.java
@RestController
public class TestController {
    @Autowired
    private UserProperties userProperties;

    @RequestMapping("/username")
    public String getName() {
        return userProperties.getName();
    }
}

Spring Cloud Alibaba Nacos AI Registry

Nacos AI Registry 是 Spring AI Alibaba 提供的 AI 资产注册中心，用于统一管理企业内部的 Skill、Agent、Prompt 等 AI 资源。开发者可以将 AI 资产发布到 Nacos Registry 中，实现版本管理、注册发现、下载分发和变更订阅。应用运行时可以从 Nacos 获取这些 AI 资产，并动态组装到 Spring AI Agent、ChatClient 或 MCP 工具链中，实现 AI 能力的集中治理与热更新。它本身不负责执行 Agent 或调用大模型，而是充当 AI 资产仓库和注册中心的角色。

• 通过Nacos控制台上传，下载 AI 资产
• 应用服务可在代码中获取Nacos server发布的 AI 资产

dependencies {
    // Spring AI Alibaba Nacos Skill Registry Starter
    implementation 'com.alibaba.cloud.ai:spring-ai-alibaba-starter-nacos-skill-registry'
}

spring:
  ai:
    nacos:
      skill:
        server-addr: 127.0.0.1:8848
        namespace: public
        group: DEFAULT_GROUP
        # 可选：如果 Nacos 开启了鉴权
        username: nacos
        password: nacos

// 配置类
@Configuration
public class NacosSkillConfig {

    @Bean
    public SkillMaintainerService skillMaintainerService(NacosSkillRegistryProperties properties) {
        AiMaintainerService aiService = AiMaintainerFactory.createAiMaintainerService(properties);
        return aiService.skill();
    }
}

// 业务类
@Service
public class OrderAgentService {

    @Resource
    private SkillMaintainerService skillService;

    private volatile Skill currentSkill;

    @PostConstruct
    public void init() {

        currentSkill = skillService.load("order-query");

        skillService.subscribe("order-query", event -> {
            currentSkill = skillService.load("order-query");
        });
    }

    public void handleOrderQuery(String userId) {

        Skill skill = currentSkill;

        // agentExecutor.execute(skill, Map.of("userId", userId));
    }
}

资源类型	作用	类比理解
MCP	模型上下文协议，标准化工具接入	API 网关
Agent	AI 智能体，承载任务与工作流	微服务实例
Prompt	驱动 Agent 的指令模板	配置文件
Skill	可复用的能力包，封装具体动作	公共组件