Nacos8# 集群中节点之间健康检查
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引言
当新的节点加入集群或者集群中有节点下线了，集群之间可以通过健康检查发现。健康检查的频率是怎么样的？节点的状态又是如何变动的？状态的变动又会触发什么动作。带着这些问题本文捋一捋。
内容提要
健康检查
-
Nacos节点会向集群其他节点发送健康检查心跳，每一轮频率为2秒 -
当健康检查异常时设置为不信任「SUSPICIOUS」状态，超过失败最大次数3次设置为下线「DOWN」状态 -
健康检查成功设置该节点为科通信「UP」状态 -
无论成功还是失败当节点状态变更时均发布MembersChangeEvent事件
成员变更事件
-
当集群节点成员变更时，MemberChangeListener会收到该事件 -
例如回调ClusterRpcClientProxy#onEvent触发refresh -
刷新本节点与集群中其他节点的RPC状态，关闭无效的或者增加新的RPC连接
代码翻到ServerMemberManager#onApplicationEvent，在Nacos启动的时候会启动一个定时任务，第一次延迟5秒执行，该定时任务即负责节点之间的心跳。
@Override
public void onApplicationEvent(WebServerInitializedEvent event) {
getSelf().setState(NodeState.UP);
if (!EnvUtil.getStandaloneMode()) { // 注解@1
GlobalExecutor.scheduleByCommon(this.infoReportTask, 5_000L);
}
EnvUtil.setPort(event.getWebServer().getPort());
EnvUtil.setLocalAddress(this.localAddress);
Loggers.CLUSTER.info("This node is ready to provide external services");
}
注解@1 非单机模式延迟5秒执行，执行的infoReportTask为MemberInfoReportTask。
public abstract class Task implements Runnable {
protected volatile boolean shutdown = false;
@Override
public void run() { // 注解@2
if (shutdown) {
return;
}
try {
executeBody();
} catch (Throwable t) {
Loggers.CORE.error("this task execute has error : {}", ExceptionUtil.getStackTrace(t));
} finally {
if (!shutdown) {
after();
}
}
}
}
注解@2 看下这个Task执行逻辑，先执行 executeBody()，执行结束后执行after()。
class MemberInfoReportTask extends Task {
private final GenericType<RestResult<String>> reference = new GenericType<RestResult<String>>() {
};
private int cursor = 0;
@Override
protected void executeBody() {
// ----------注解@1 start---------------
// 获取集群中除了自身以外的其他节点列表
List<Member> members = ServerMemberManager.this.allMembersWithoutSelf();
if (members.isEmpty()) {
return;
}
// 定义一个游标
this.cursor = (this.cursor + 1) % members.size();
// 获取每个节信息
Member target = members.get(cursor);
//-----------注解@1 end-----------------
Loggers.CLUSTER.debug("report the metadata to the node : {}", target.getAddress());
// 注解@2
final String url = HttpUtils
.buildUrl(false, target.getAddress(), EnvUtil.getContextPath(), Commons.NACOS_CORE_CONTEXT,
"/cluster/report");
try {
// 注解@3
asyncRestTemplate
.post(url, Header.newInstance().addParam(Constants.NACOS_SERVER_HEADER, VersionUtils.version),
Query.EMPTY, getSelf(), reference.getType(), new Callback<String>() {
@Override
public void onReceive(RestResult<String> result) { // 注解@4
// 注解@5 返回版本不一致
if (result.getCode() == HttpStatus.NOT_IMPLEMENTED.value()
|| result.getCode() == HttpStatus.NOT_FOUND.value()) {
// ...
Member memberNew = target.copy();
if (memberNew.getAbilities() != null
&& memberNew.getAbilities().getRemoteAbility() != null && memberNew
.getAbilities().getRemoteAbility().isSupportRemoteConnection()) {
memberNew.getAbilities().getRemoteAbility()
.setSupportRemoteConnection(false);
update(memberNew); // 更新节点属性
}
return;
}
// 注解@6
if (result.ok()) {
MemberUtil.onSuccess(ServerMemberManager.this, target);
} else {
// 注解@7 处理失败上报
MemberUtil.onFail(ServerMemberManager.this, target);
}
}
@Override
public void onError(Throwable throwable) {
// 注解@8 处理失败上报
MemberUtil.onFail(ServerMemberManager.this, target, throwable);
}
@Override
public void onCancel() {
}
});
} catch (Throwable ex) {
// ...
}
}
@Override
protected void after() {
GlobalExecutor.scheduleByCommon(this, 2_000L); // 注解@9
}
}
注解@1 获取集群中除了自身以外的其他节点列表，通过游标循环每个节点。
注解@2 构造每个节点的上报url请求路径为「/cluster/report」
注解@3 发起Post健康检查请求，请求内容为自身信息Member
注解@4 处理健康检查返回结果，有以下三种类型
注解@5 版本过低错误，这个可能在集群中版本不一致出现
注解@6 处理成功上报，更新该节点member的状态为UP表示科通信，设置失败次数为0，并发布成员变更事件
public static void onSuccess(final ServerMemberManager manager, final Member member) {
final NodeState old = member.getState();
manager.getMemberAddressInfos().add(member.getAddress());
member.setState(NodeState.UP); // 状态为UP可通信状态
member.setFailAccessCnt(0); // 失败次数为0
if (!Objects.equals(old, member.getState())) {
manager.notifyMemberChange(); // 发布成员变更事件
}
}
注解@7&注解@8 均为处理失败的上报，例如：集群中一个节点被kill -9 杀掉后。在nacos-cluster.log日志文件中会打印如下日志，并发布成员变更事件
2021-07-0x 16:30:24,994 ERROR failed to report new info to target node : x.x.x.x:8848, error : caused: Connection refused;
:2021-07-0x 16:30:30,995 ERROR failed to report new info to target node : x.x.x.x:8848, error : caused: Connection refused;
public static void onFail(final ServerMemberManager manager, final Member member, Throwable ex) {
manager.getMemberAddressInfos().remove(member.getAddress());
final NodeState old = member.getState();
// 设置该节点为「不信任」
member.setState(NodeState.SUSPICIOUS);
// 失败次数递增+1
member.setFailAccessCnt(member.getFailAccessCnt() + 1);
// 默认最大失败重试次数为3
int maxFailAccessCnt = EnvUtil.getProperty("nacos.core.member.fail-access-cnt", Integer.class, 3);
// If the number of consecutive failures to access the target node reaches
// a maximum, or the link request is rejected, the state is directly down
// 超过重试次数设置节点状态为「下线」
if (member.getFailAccessCnt() > maxFailAccessCnt || StringUtils
.containsIgnoreCase(ex.getMessage(), TARGET_MEMBER_CONNECT_REFUSE_ERRMSG)) {
member.setState(NodeState.DOWN);
}
if (!Objects.equals(old, member.getState())) {
manager.notifyMemberChange(); // 发布成员变更事件
}
}
被kill -9 杀掉的节点显示状态为下线DOWN
注解@9 执行完executeBody后延迟2秒继续执行executeBody，也就是检查健康检查的心跳频率为2秒，一轮全部节点检查结束后延迟2秒接着下一轮
无论检查成功还是失败，当节点状态变更时，发布成员变更事件。
if (!Objects.equals(old, member.getState())) {
manager.notifyMemberChange();
}
void notifyMemberChange() {
NotifyCenter.publishEvent(MembersChangeEvent.builder().members(allMembers()).build());
}
小结： Nacos节点会向集群其他节点发送健康检查心跳，每一轮频率为2秒；当健康检查异常时设置为不信任「SUSPICIOUS」状态，超过失败最大次数3次设置为下线「DOWN」状态；健康检查成功设置该节点为科通信「UP」状态；无论成功还是失败当节点状态变更时均发布MembersChangeEvent事件。
ClusterRpcClientProxy继承了MemberChangeListener，当有MembersChangeEvent事件时会回调其onEvent方法。
@Override
public void onEvent(MembersChangeEvent event) {
try {
List<Member> members = serverMemberManager.allMembersWithoutSelf();
refresh(members);
} catch (NacosException e) {
// ...
}
}
那接着看refresh方法。
private void refresh(List<Member> members) throws NacosException {
for (Member member : members) {
if (MemberUtil.isSupportedLongCon(member)) {
// 注解@10
createRpcClientAndStart(member, ConnectionType.GRPC);
}
}
Set<Map.Entry<String, RpcClient>> allClientEntrys = RpcClientFactory.getAllClientEntries();
Iterator<Map.Entry<String, RpcClient>> iterator = allClientEntrys.iterator();
List<String> newMemberKeys = members.stream().filter(a -> MemberUtil.isSupportedLongCon(a))
.map(a -> memberClientKey(a)).collect(Collectors.toList());
// 关闭旧的grpc连接
while (iterator.hasNext()) {
Map.Entry<String, RpcClient> next1 = iterator.next();
if (next1.getKey().startsWith("Cluster-") && !newMemberKeys.contains(next1.getKey())) {
Loggers.CLUSTER.info("member leave,destroy client of member - > : {}", next1.getKey());
RpcClientFactory.getClient(next1.getKey()).shutdown();
iterator.remove();
}
}
}
注解@10 为集群中每个节点member创建rcp client，在client启动时会先目标节点发送HealthCheckRequest，如果非健康节点将会被移除。见RpcClient类部分代码。
boolean isHealthy = healthCheck();
// 非健康节点
if (!isHealthy) {
if (currentConnection == null) {
continue;
}
LoggerUtils.printIfInfoEnabled(LOGGER,
"[{}]Server healthy check fail,currentConnection={}", name,
currentConnection.getConnectionId());
// 标记客户端状态为unhealthy
rpcClientStatus.set(RpcClientStatus.UNHEALTHY);
// 重置ReconnectContext移除serverInfo
reconnectContext = new ReconnectContext(null, false);
这个意味着如果集群中有节点下线，与下线节点的rpc将会失效；同样如果集群中有新节点加入将会建立新的rpc通道。
小结： 当集群节点成员变更时，MemberChangeListener会收到该事件。例如回调ClusterRpcClientProxy#onEvent触发refresh。刷新本节点与集群中其他节点的RPC状态，关闭无效的或者增加新的RPC连接。
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