Spring Cloud Commons 核心抽象

Spring Cloud 的可插拔能力来自 spring-cloud-commons：它只定义接口，不绑定任何实现。Eureka、Consul、Nacos 都是这套接口的"插件"。理解这三个核心接口，就理解了 Spring Cloud 的服务发现与负载均衡底层。

设计思想：抽象 + SPI

spring-cloud-commons（接口）
   ├─ DiscoveryClient       服务发现接口
   ├─ ServiceInstance       实例模型
   ├─ LoadBalancerClient    负载均衡接口
   └─ LoadBalancer          客户端负载均衡（新）
        │
        ├─ 实现：Nacos（spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery）
        ├─ 实现：Eureka（spring-cloud-starter-netflix-eureka-client）
        ├─ 实现：Consul（spring-cloud-starter-consul-discovery）
        └─ 实现：Zookeeper（spring-cloud-starter-zookeeper-discovery）

Spring Boot 的自动装配 + Spring Factories 机制决定引入哪个 starter 就激活哪个实现；多个实现共存时，可通过配置或 @Primary 指定优先级。

ServiceInstance：实例模型

服务发现返回的"每个实例"长什么样：

public interface ServiceInstance {
    String getServiceId();      // 服务名
    String getHost();           // 主机
    int getPort();              // 端口
    boolean isSecure();         // 是否 HTTPS
    URI getUri();               // 完整地址（scheme://host:port）
    Map<String, String> getMetadata();  // 实例元数据（版本、区域、权重等）
}

// 实现示例（Nacos）
public class NacosServiceInstance implements ServiceInstance {
    private final Instance instance;
    @Override public String getServiceId() { return instance.getServiceName(); }
    @Override public String getHost() { return instance.getIp(); }
    @Override public int getPort() { return instance.getPort(); }
    @Override public Map<String, String> getMetadata() {
        return instance.getMetadata();   // 版本、权重、区域等信息
    }
}

getMetadata() 是扩展点：灰度发布的版本标记、区域路由的 region、加权算法的 weight 都存在这里。

DiscoveryClient：服务发现接口

public interface DiscoveryClient {
    String description();                            // 实现描述
    List<ServiceInstance> getInstances(String serviceId);  // 某服务的全部实例
    List<String> getServices();                      // 已注册的全部服务
}

使用方式

@Autowired
private DiscoveryClient discoveryClient;

List<ServiceInstance> instances = discoveryClient.getInstances("order-service");
for (ServiceInstance instance : instances) {
    System.out.println(instance.getUri());   // http://10.0.0.5:8080
}

实现对比

实现	拉取方式	本地缓存
Nacos	客户端长轮询 + Push	有（HostReactor 缓存）
Eureka	定时拉取（30s）	有
Consul	长连接监听	有
Zookeeper	Watcher 监听	有

getInstances 返回的是缓存中的实例列表（注册中心客户端通常本地维护实例缓存），不是每次实时查询。

负载均衡接口体系

旧体系：LoadBalancerClient（Ribbon 时代）

public interface LoadBalancerClient {
    ServiceInstance choose(String serviceId);          // 选一个实例
    <T> T execute(String serviceId, LoadBalancerRequest<T> request); // 带负载均衡执行
}

新体系：ReactorLoadBalancer（LoadBalancer 时代）

Spring Cloud 2020.0 起主推响应式接口：

public interface ReactorLoadBalancer<T> extends LoadBalancer<T> {
    Mono<Response<T>> choose(Request request);   // 响应式选取
}

两者的桥接

BlockingLoadBalancerClient 实现旧的 LoadBalancerClient 接口，内部调用 ReactorLoadBalancer，让 OpenFeign/RestTemplate 等旧组件无缝使用新负载均衡器。

负载均衡的核心抽象

ServiceInstanceListSupplier：实例列表来源

public interface ServiceInstanceListSupplier {
    Flux<List<ServiceInstance>> get();   // 提供实例列表（流式，可动态更新）

    static ServiceInstanceListSupplierBuilder builder() { ... }
}

默认实现与组合：

实现	作用
DiscoveryClientServiceInstanceListSupplier	从 DiscoveryClient 拉取实例
ZonePreferenceServiceInstanceListSupplier	区域优先（同 zone 优先）
WeightedServiceInstanceListSupplier	按权重过滤
HealthCheckServiceInstanceListSupplier	健康检查过滤
CachingServiceInstanceListSupplier	本地缓存 + 定时刷新

# 组合示例：缓存 + 区域优先 + 权重
spring:
  cloud:
    loadbalancer:
      configurations: zone-preference, weighted

LoadBalancerClient 的实例选择

BlockingLoadBalancerClient#choose 流程：

choose(serviceId)
   ├─ 从 ServiceInstanceListSupplier 拿实例列表
   ├─ LoadBalancer（轮询/随机/权重）从中选一个
   └─ 返回 ServiceInstance

SPI 扩展机制

Spring Factories 自动装配

各注册中心 starter 通过 META-INF/spring.factories 注册自动配置类：

# nacos-discovery starter 的 spring.factories
org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\
com.alibaba.cloud.nacos.NacosDiscoveryAutoConfiguration

自动配置类用 @ConditionalOnMissingBean 注入 DiscoveryClient/LoadBalancer 实现：

@Configuration
@ConditionalOnDiscoveryEnabled
public class NacosDiscoveryAutoConfiguration {
    @Bean
    @ConditionalOnMissingBean
    public DiscoveryClient nacosDiscoveryClient(...) {
        return new NacosDiscoveryClient(namingService);
    }
}

自定义实现（接入自己的注册中心）

只需实现两个接口 + 注册 Bean：

@Component
public class CustomDiscoveryClient implements DiscoveryClient {
    @Override public List<ServiceInstance> getInstances(String serviceId) { ... }
    @Override public List<String> getServices() { ... }
}

@Component
public class CustomServiceInstanceListSupplier implements ServiceInstanceListSupplier {
    @Override public Flux<List<ServiceInstance>> get() { ... }
}

LoadBalancer 的优先级规则

多个 LoadBalancer 实现并存时按以下顺序选择：

1. 标注 @LoadBalancerClient（指定服务名）的配置类
2. 标注 @LoadBalancerClients 的全局配置类
3. LoadBalancerClientFactory 的默认配置
4. 自动配置的默认实现（轮询）

常见问题

1. 引入多个注册中心 starter 会怎样？ 多个 DiscoveryClient 实现共存，getInstances 会聚合并去重；可通过配置排除某实现。
2. 怎么接入自定义注册中心？ 实现 DiscoveryClient + ServiceInstanceListSupplier，注册为 Bean 即可，业务代码零改动。
3. 负载均衡实例列表为什么不是实时的？ 客户端本地缓存 + 定时/推送更新，是为了避免每次请求都访问注册中心。
4. metadata 有什么用？ 灰度（version）、区域路由（zone）、加权（weight）都依赖实例元数据。