今天想跟大家分享下，作為技術Leader，要懂得研究和引入技術，引入的前提一定是要Hold住。怎么才叫Hold住呢？就是能精通使用它，能夠深入了解它的架構、原理，能夠剖析它的核心源代碼。
以研究Nacos為例，這次我分享下研究技術的方法，授之以漁，希望大家有所收獲，當然也歡迎留言共同討論更好的技巧。
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官方文檔，搭建demo使用
很多人喜歡買書看，看別人的博客，其實都是吃剩飯，別人也是看了官方文檔寫的。一名合格的技術人員，盡量從源頭看，看官方的文檔，原汁原味的，耐心點一點點看。
Nacos的官方文檔，怎么看這個過程我就不講了，基本上就是按目錄過一遍，然后根據官方例子搭建起來，知道它的基本功能使用。
重點看看里面的架構設計、模型概念。
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了解功能設計主線，確定研究主線，高維度抽象功能模型
看完官方文檔，基本會用后，要確定深入研究的主線。Nacos不僅僅包含了服務管理功能，還包含了配置管理，元數據管理。看到這里其實也能明白為什么Nacos未來會成為注冊中心的趨勢，因為它同時包含了微服務的兩個套件：注冊中心、配置中心，用了它能少部署一個配置中心。下圖來自官方文檔：
圖片來源：Nacos官方文檔
這篇文章我們研究的主線是注冊中心，所以只研究它如何實現注冊中心的。這個時候，我們要高維度看，注冊中心需要哪些功能？這些功能，是任何注冊中心都需要實現的功能，要把這些掌握清楚。顯然，注冊中心通用的功能模型包含：
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服務注冊
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服務心跳保活
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服務下線（正常下線、異常下線）
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服務發現
基本上實現上面四點，一個單體的注冊中心就實現了。然后如果考慮分布式，還要設計它如何實現CP/AP模式。
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下載源代碼，提取精華
很多人看源碼，學源碼，往往都是看了一個寂寞，為了寂寞而寂寞。到底要看什么？
源碼看什么？
看源碼，要看作者怎么架構、怎么設計、怎么實現，並思考為什么要這么實現，通過源碼看到了它里面的精髓，才算真看了源碼。不然就是看了個西瓜，吃了就沒了，就是個吃瓜群眾。相反，看源代碼，提煉模型、原理、機制、設計模式、並發經驗、網絡經驗、OS存儲機制等，那你才算真看了源碼，吸收了它的營養。
源代碼怎么看呢？
拋開技術積累和經驗因素外，方法也是很重要的一個部分。很多看源代碼都沒有經驗，看到源代碼復雜，代碼又多，一看就懵逼，也不知道從哪里看起。
我先分享3個經驗：
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找源頭，就是啟動的地方。這個一般從腳本里看可以到，大部分中間件都是封裝了啟動腳本的，你就從這個啟動腳本里找啟動類，讓源碼能跑起來，后續可以debug驗證。
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只看主線代碼，就是我們上面提煉的功能模型。那些日志、統計分析、異常分支、非主線分支第一次都不要看。
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先靜態看源碼，不要動態debug，因為debug，很容易陷入細節，陷入各種分支，幾繞幾繞就懵逼了，然后就放棄了。靜態看源代碼，就是不斷鍛煉自己，讓自己只看主線代碼，那種明顯是分支的直接跳過不看，這樣快速的過主線。實在有疑惑了，然后debug驗證下。
我們來看看Nacos的源碼，版本是1.4.2，分析下我是怎么看的。
1、服務注冊如何實現的？如何確保高並發？
客戶端啟動的時候，會通過http請求發送注冊請求，請求鏈接采用RESTful模式。服務端接受到注冊請求后，會把請求參數封裝放到一個阻塞隊列里，然后基於一個線程不斷的獲取這個阻塞隊列的信息，放入到注冊表中。
可以看到高並發設計的一個關鍵點：異步。這里還可以對比延伸，ZooKeeper如何實現的？Eureka如何實現的？這些實現之間有什么優劣？它們能否做到高並發？是否也是異步？這些就留給讀者探索了。
2、服務注冊表是如何設計的？為什么這么設計？以及怎么防止多節點的讀寫並發沖突？
Nacos支持CP和AP模式，如果不懂CP和AP的自己百度了，這種簡單的概念我就不科普了。
①AP模式下，是基於內存存儲的，底層其實是一個雙重的map結構。CP模式下，數據是存儲到文件的。這里我們主要還是研究AP模式。因為大多數場景下，我們注冊中心更適合AP模式。
看到這個map結構，有沒有思考過為什么這么設計？namespace的目的是？group的目的是什么？如果有一定DevOps經驗的同學知道，我們一個項目環境往往可能有多套，比如開發環境、測試環境、預發布環境、線上環境等。如果每一套環境都部署一個注冊中心，是不是很麻煩。所以這里namespace的目的，就是可以用同一套注冊中心，基於namespace來隔離這些不同的環境。
那么group的目的是什么呢？如果我們用過Dubbo就知道這個概念了，對服務進行分組。有時候我們一個服務剛開始是一個大服務，但隨着業務擴展，有時候需要拆成幾個小服務，這樣就可以設置為一個group。
這些都是基於可擴展性來考慮設計的。我們看看官方文檔的數據模型：
圖片來源：Nacos官方文檔
②怎么防止讀寫沖突呢？
核心點：讀寫分離，采用了寫時復制模式，提升了高並發。就是寫的時候，拷貝一份舊的實例，對這份拷貝數據修改，修改完后，再復制過去，讀直接讀舊實例。
讀寫分離這種模式，避免了加鎖沖突，提升了高並發能力。讀過Eureka源碼的了解，它的實現是基於多級緩存來實現的，然后緩存之間同步數據。時效性顯然沒有Nacos的好。
這里還要思考一個點，這里復制，復制的是什么？如果寫時復制，把所有的數據都復制，顯然內存吃不消的。這里研究下官網的服務模型，服務下面封裝的是一個個集群，集群下面是實例。
為什么有集群這個概念呢？如果公司規模大一點的同學會知道，為了容災高可用，一個服務，可能是多機房部署的。比如一個服務可能在亦庄機房部署一個集群，兆維機房下也有一個集群。這里可以看到Nacos模型設計的是非常巧妙的，基本上很多點都考慮到。
我們看源代碼也可以驗證，可以看到Service下面，封裝了一個clusterMap。
而cluster下面又封裝了具體的實例集合，畫橫線的部分。
所以，這里的寫時復制，它復制的是這個實例所屬的集群結構，我把核心代碼截圖出來。
先復制舊的實例，放到一個oldMap里面。
對舊的Map做一系列運算操作，比如下線一個實例，然后把結果放到IPS。
最后把新的服務實例集合賦值回去。
可以看到這里面有很多技巧，這些都可以學習，以后自己設計中間件或者寫代碼的時候，都是可以直接用的。
3、服務心跳是如何保活的？
客戶端每5s發送心跳給服務端，通過http請求調用發送給服務端。服務端開啟健康檢查任務，每隔5s檢查一次，如果發現超過15s沒有收到心跳，設置健康狀態為false，如果超過30s沒有收到心跳，直接剔除實例。
這里我們想一個問題，服務端開啟健康檢查任務，如果集群模式下，每個服務端都要判斷嗎？這個會不會很耗性能？
我們看到健康檢查任務里有這樣一段代碼，它會根據服務名稱通過hash運算后對機器結點數取模，判斷是否要執行健康檢查代碼。也就是說，集群模式下，不管啟動了多個服務實例，任何一個服務，正常情況下只有一個結點來執行健康檢查代碼。但可能以為時效性，如果其他節點多執行一次，也沒什么大影響對吧。當然這里面還有一些細節，都可以深扣，服務發現，時效性是多大？
4、服務是如何下線的？
超過30s未收到心跳，就會剔除，這個上面我們知道了，剔除調用的其實是自己的deregister方法：
跟進去看一下，我們發現刪除方法對Service也是加了鎖的，也就是說對同一個服務的修改，是做了防並發的。
最后刪除，本質也是基於異步的，這個和注冊邏輯類似。
5、戶端如何發現服務的，服務修改是如何感知的？
① 客戶端先從本地緩存獲取服務實例，如果為空，則從服務端拉取。
並啟動一個定時任務，定期更新服務端最新實例信息。
② 服務端修改后，通過UDP協議推送
一方面基於UDP推送提升了實時性，另一方面，UDP雖然可能丟包，但客戶端定時拉取可以作為兜底。這個設計真的很巧妙。
然后Nacos的CP模式，基於Raft協議實現的一致性。還有它的配置中心架構是如何設計的，限於篇幅，就不再展開了。大家按照我的思路，去研究就好。記住看源碼，根據主線看，然后學習它的機制、原理。不要緊緊只是看個代碼。
提取源碼精華
看完源碼后，需要提取總結里面的精華，這里提取了部分用於舉例，大家可以根據自己的邏輯提取精華，不斷提取精華，不斷內化成自己的經驗，技術才能得到質的飛躍。
| 維度 |
核心點 |
描述 |
總結 |
| 接口設計 |
版本設計 |
/nacos/v1/ns/instance |
設計接口的時候考慮版本設計 |
| 設計模式 |
代理模式 |
DelegateConsistencyServiceImplNamingClientProxyDelegate |
基於是否臨時節點選擇一致性協議具體實現，臨時節點是Distro，持久節點是raft客戶端代理。 |
| 代理模式 |
NacosFactory |
該類統一提供了創建ConfigService（配置中心服務）、NamingService（注冊中心服務）和NamingMaintainService（注冊中心實例操作服務）的實例化方法，並且里面使用了反射機制。 |
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| 架構設計 |
可擴展設計 |
數據模型 |
命名空間支持環境隔離； 服務分組； 服務實例支持集群。 |
| 高並發設計 |
異步、讀寫分離、寫時復制、緩存機制。 |
熟悉基本套路，在考慮高並發時都可以套用。 |
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| 高可用設計 |
從客戶端、心跳機制、服務端多個角度確保了高可用機制。 |
客戶端重試機制、客戶端本地緩存文件及故障轉移機制、服務端集群、一致性協議（AP）。 |
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| 分層架構設計 |
架構層次非常清晰。 |
整體架構也好，服務注冊發現也好，架構分層很清晰。比如服務注冊發現：Controller ->ServiceManager->ConsistencyService |
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| 中間件底層源碼機制 |
高並發容器 |
ArrayBlockingQueue、ConcurrentHashMap |
大部分中間底層本質就是高並發容器、線程池、定時任務、網絡，剩下的就是具體業務。 |
| 線程池 |
ThreadPoolManager線程池生命周期管理、ThreadPoolExecutor |
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| 定時任務 |
ScheduledThreadPoolExecutor |
學以致用
學習完源碼，吸取精華不是目的，目的還是要學以致用。常見的路徑有：參加開源社區，自研中間件投入到生產實踐，內部分享經驗，外部演講分享。
學以致用才是本質！
本文源自公眾號八戒技術團隊，分布式實驗室已獲完整授權。
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