Dubbo 学习笔记

分布式基础理论

1. 什么是分布式系统?

分布式系统是若干独立计算机的集合,这些计算机对于用户来说就像单个系统

2. 应用架构演变

《Dubbo 学习笔记》

  1. 单一应用架构

    当网站流量很小时,只需一个应用,将所有功能都部署在一起,以减少部署节点和成本,适用于小型网站,小型管理系统

    《Dubbo 学习笔记》

  2. 垂直应用架构

    当访问量逐渐增大,单一应用增加机器带来的加速度越来越小,将应用拆成互不相干的几个应用,以提升效率。通过切分业务来实现各个模块独立部署,降低了维护和部署的难度,团队各司其职更易管理,性能扩展也更方便,更有针对性

    《Dubbo 学习笔记》

  3. 分布式服务架构

    当垂直应用越来越多,应用之间交互不可避免,将核心业务抽取出来,作为独立的服务,逐渐形成稳定的服务中心,使前端应用能更快速的响应多变的市场需求

    《Dubbo 学习笔记》

  4. 流动计算架构

    当服务越来越多,容量的评估,小服务资源的浪费等问题逐渐显现,此时需增加一个调度中心基于访问压力实时管理集群容量,提高集群利用率

    《Dubbo 学习笔记》

3. RPC

RPC(Remote Procedure Call)是指远程过程调用,是一种进程间通信方式,它是一种技术的思想,而不是规范。它允许程序调用另一个地址空间(通常是共享网络的另一台机器上)的过程或函数,而不用程序员显式编码这个远程调用的细节。即程序员无论是调用本地的还是远程的函数,本质上编写的调用代码基本相同

一次完整的 RPC 调用流程如下:

《Dubbo 学习笔记》

  1. 服务消费方(client)调用以本地调用方式调用服务

  2. client stub接收到调用后负责将方法、参数等组装成能够进行网络传输的消息体

  3. client stub找到服务地址,并将消息发送到服务端

  4. server stub收到消息后进行解码

  5. server stub根据解码结果调用本地的服务

  6. 本地服务执行并将结果返回给server stub

  7. server stub将返回结果打包成消息并发送至消费方

  8. client stub接收到消息,并进行解码

  9. 服务消费方得到最终结果

RPC框架的目标就是把 2~8 这些步骤都封装起来,这些细节对用户来说是透明的,不可见的

Dubbo 核心概念

1. 简介

Apache Dubbo 是一款高性能、轻量级的开源Java RPC框架,它提供了三大核心能力:面向接口的远程方法调用,智能容错和负载均衡,以及服务自动注册和发现

2. 设计架构

《Dubbo 学习笔记》

相关组件说明如下:

  • 服务提供者(Provider):暴露服务的服务提供方,服务提供者在启动时,向注册中心注册自己提供的服务
  • 服务消费者(Consumer): 调用远程服务的服务消费方,服务消费者在启动时,向注册中心订阅自己所需的服务,服务消费者,从提供者地址列表中,基于软负载均衡算法,选一台提供者进行调用,如果调用失败,再选另一台调用
  • 注册中心(Registry):注册中心返回服务提供者地址列表给消费者,如果有变更,注册中心将基于长连接推送变更数据给消费者
  • 监控中心(Monitor):服务消费者和提供者,在内存中累计调用次数和调用时间,定时每分钟发送一次统计数据到监控中心

调用关系说明如下:

  • 服务容器负责启动,加载,运行服务提供者
  • 服务提供者在启动时,向注册中心注册自己提供的服务
  • 服务消费者在启动时,向注册中心订阅自己所需的服务
  • 注册中心返回服务提供者地址列表给消费者,如果有变更,注册中心将基于长连接推送变更数据给消费者
  • 服务消费者,从提供者地址列表中,基于软负载均衡算法,选一台提供者进行调用,如果调用失败,再选另一台调用
  • 服务消费者和提供者,在内存中累计调用次数和调用时间,定时每分钟发送一次统计数据到监控中心

Dubbo 环境搭建

1. 安装 Zookeeper

下载 zookeeper,网址:https://archive.apache.org/dist/zookeeper/

解压,将 conf 下的 zoo_sample.cfg 复制一份改名为 zoo.cfg,注意如下配置

dataDir=./   临时数据存储的目录(可写相对路径)
clientPort=2181   zookeeper的端口号

运行 zkServer.cmd 启动 zookeeper,使用 zkCli.cmd 测试

2. 安装管理控制台

下载 dubbo-admin,网址:https://github.com/apache/incubator-dubbo-ops

进入目录,修改 src\main\resources\application.properties 指定 zookeeper 地址

打包 dubbo-admin,以 Jar 包形式运行,默认使用 root/root 登陆

3. 安装监控中心

下载 dubbo-monitor,网址:https://github.com/apache/incubator-dubbo-ops

进入目录,修改 src\main\resources\conf\dubbo.properties

dubbo.registry.address=zookeeper://127.0.0.1:2181 # 注册中心地址
dubbo.jetty.port=8080 # http访问端口号

打包 dubbo-monitor,找到解压后的 assembly.bin 文件,start.bat 启动

在服务提供者和消费者的 xml 中配置以下内容,再次启动服务提供和消费者启动类

<!-- dubbo-monitor-simple 监控中心发现的配置-->
<dubbo:monitor protocol="registry"></dubbo:monitor>

监控中心即可捕获到服务提供方和消费方信息

Dubbo 开发

1. 创建服务提供和服务消费工程

假设有如下需求场景:订单服务作为服务消费者,用户服务作为服务提供者,订单服务需要从用户服务查询用户的所有收货地址

基于上述要求,用户服务作为服务提供方,要提供一个对应的接口,具体的实现和实体这里不详细列出

/**
 * 用户服务
 */ 
public interface UserService {
	/**
	 * 按照用户id返回所有的收货地址
	 */
	public List<UserAddress> getUserAddressList(String userId);
}

订单服务作为服务消费方,直接使用服务提供方的接口

public class OrderServiceImpl implements OrderService {
    
    public UserService userService;
    
    public void initOrder(String userID) {
        // 查询用户的收货地址
        List<UserAddress> userAddressList = userService.getUserAddressList(userID);
    }
}

因为服务提供方和消费方用到了同样的接口和实体,所以可以将服务接口,服务实体等单独放在一个公共项目中,方便调用

2. 服务提供方配置

引入依赖

<!-- dubbo -->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba</groupId>
    <artifactId>dubbo</artifactId>
    <version>2.6.2</version>
</dependency>
<!-- 注册中心是 zookeeper,引入 zookeeper 客户端 -->
<dependency>
    <groupId>org.apache.curator</groupId>
    <artifactId>curator-framework</artifactId>
    <version>2.12.0</version>
</dependency>

在 resource 文件夹中创建 provider.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns:dubbo="http://code.alibabatech.com/schema/dubbo"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
		http://dubbo.apache.org/schema/dubbo http://dubbo.apache.org/schema/dubbo/dubbo.xsd
		http://code.alibabatech.com/schema/dubbo http://code.alibabatech.com/schema/dubbo/dubbo.xsd">
    
    <!-- 1.指定当前服务/应用的名字(同样的服务名字相同,不要和别的服务同名) -->
   <dubbo:application name="user-service-provider"></dubbo:application>
    <!-- 2.指定注册中心的位置 -->
    <dubbo:registry protocol="zookeeper" address="127.0.0.1:2181"></dubbo:registry>
    <!-- 3.指定通信规则 -->
    <dubbo:protocol name="dubbo" port="20880"></dubbo:protocol>
    <!-- 4.暴露服务,让别人调用ref指向服务的真正实现对象-->
    <dubbo:service interface="com.lemon.gmail.service.UserService" ref="userServiceImpl"></dubbo:service>
    <!-- 5.服务的实现-->
    <bean id="userServiceImpl" class="com.lemon.gmail.service.impl.UserServiceImpl"></bean>
</beans>

3. 服务消费方配置

引入依赖

<!-- dubbo -->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba</groupId>
    <artifactId>dubbo</artifactId>
    <version>2.6.2</version>
</dependency>
<!-- 注册中心是 zookeeper,引入 zookeeper 客户端 -->
<dependency>
    <groupId>org.apache.curator</groupId>
    <artifactId>curator-framework</artifactId>
    <version>2.12.0</version>
</dependency>

在 resource 文件夹中创建 consumer.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns:dubbo="http://dubbo.apache.org/schema/dubbo"
       xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
		http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-4.3.xsd
		http://dubbo.apache.org/schema/dubbo http://dubbo.apache.org/schema/dubbo/dubbo.xsd
		http://code.alibabatech.com/schema/dubbo http://code.alibabatech.com/schema/dubbo/dubbo.xsd">

    <!-- 1.指定当前服务/应用的名字(同样的服务名字相同,不要和别的服务同名) -->
    <dubbo:application name="order-service-consumer"></dubbo:application>
    <!-- 2.指定注册中心的位置 -->
    <dubbo:registry address="zookeeper://127.0.0.1:2181"></dubbo:registry>
    <!-- 3.调用远程暴露的服务,生成远程服务代理 -->
    <dubbo:reference interface="com.yeeq.service.UserService" id="userService"></dubbo:reference>
</beans>

在当前 OrderServiceImpl 实现类中加上注解

@Service
public class OrderServiceImpl implements OrderService {
    
    @Autowired
    public UserService userService;
    
    public void initOrder(String userID) {
        // 查询用户的收货地址
        List<UserAddress> userAddressList = userService.getUserAddressList(userID);
    }
}

Dubbo 整合 SpringBoot

1. 服务提供方

引入依赖

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.boot</groupId>
    <artifactId>dubbo-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>0.2.0</version>
</dependency>

接口和实体和之前一样,配置 application.properties

dubbo.application.name=boot-user-service-provider
dubbo.registry.address=127.0.0.1:2181
dubbo.registry.protocol=zookeeper

dubbo.protocol.name=dubbo
dubbo.protocol.port=20880

# 连接监控中心
dubbo.monitor.protocol=registry

在启动类加上注解

@EnableDubbo // 开启基于注解的dubbo功能
@SpringBootApplication
public class BootProviderApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(BootProviderApplication.class, args);
    }
}

2. 服务消费方

引入依赖

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.boot</groupId>
    <artifactId>dubbo-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>0.2.0</version>
</dependency>

接口和实体和之前一样,配置 application.properties

server.port=8081
dubbo.application.name=boot-order-service-consumer
dubbo.registry.address=zookeeper://127.0.0.1:2181

# 连接监控中心 注册中心协议
dubbo.monitor.protocol=registry

在启动类加上注解

@EnableDubbo // 开启基于注解的dubbo功能
@SpringBootApplication
public class BootConsumerApplication {
    public static void main(String[] args){
        SpringApplication.run(BootConsumerApplication.class,args);
    }
}

Dubbo 配置

1. 配置原则

《Dubbo 学习笔记》

  • JVM 启动 -D 参数优先,这样可以使用户在部署和启动时进行参数重写,比如在启动时需改变协议的端口
  • XML 次之,如果在 XML 中有配置,则 dubbo.properties 中的相应配置项无效
  • Properties 最后,相当于缺省值,只有 XML 没有配置时,dubbo.properties 的相应配置项才会生效,通常用于共享公共配置,比如应用名

2. 启动检查

Dubbo 会在启动时检查依赖的服务是否可用,不可用时会抛出异常,阻止 Spring 初始化完成,以便上线时能及早发现问题

以消费者为例,在 consumer.xml 中添加配置

<!-- 配置当前消费者的统一规则,开启启动检查,默认true -->
<dubbo:consumer check="true"></dubbo:consumer>

3. 超时时间

由于网络或服务端不可靠,会导致调用出现一种不确定的中间状态(超时)。为了避免超时导致客户端资源(线程)挂起耗尽,必须设置超时时间

<!-- 全局超时配置 -->
<dubbo:consumer timeout="5000" />

<!-- 指定接口以及特定方法超时配置 -->
<dubbo:reference interface="com.foo.BarService" timeout="2000">
    <dubbo:method name="sayHello" timeout="3000" />
</dubbo:reference>

Dubbo 消费端和服务端都可以设置,推荐在 Provider 上尽量多配置 Consumer 端属性,原因如下:

  • 一般来说,服务提供者比服务使用方更清楚服务性能参数,如调用的超时时间,合理的重试次数等等
  • 在 Provider 配置后,Consumer 不配置则会使用 Provider 的配置值,即 Provider 配置可以作为 Consumer 的缺省值。否则,Consumer 会使用 Consumer 端的全局设置,这对于 Provider 是不可控的,并且往往是不合理的

4. 重试次数

当出现调用失败,一般会进行重试。但重试会带来更长延迟,可通过 retries="2" 来设置重试次数(不含第一次)

<!-- 有三种方式配置 -->
<dubbo:service retries="2" />
<dubbo:reference retries="2" />
<dubbo:reference>
    <dubbo:method name="findFoo" retries="2" />
</dubbo:reference>

5. 多版本

当一个接口实现,出现不兼容升级时,可以用版本号过渡,版本号不同的服务相互间不引用

服务端配置

<!-- 老版本服务提供者配置 -->
<bean id="BarServiceImpl01" class="com.foo.BarService.impl.BarServiceImpl01" />
<dubbo:service interface="com.foo.BarService" ref="BarServiceImpl01" version="1.0.0" />

<!-- 新版本服务提供者配置 -->
<bean id="BarServiceImpl02" class="com.foo.BarService.impl.BarServiceImpl02" />
<dubbo:service interface="com.foo.BarService" ref="BarServiceImpl02" version="2.0.0" />

消费端配置

<!-- 使用老版本 -->
<dubbo:reference id="barService" interface="com.foo.BarService" version="1.0.0" />
<!-- 使用新版本 -->
<dubbo:reference id="barService" interface="com.foo.BarService" version="2.0.0" />
<!-- 如果不需要区分版本,可以按照以下的方式配置 -->
<dubbo:reference id="barService" interface="com.foo.BarService" version="*" />

6. 本地存根

远程服务中,客户端通常只剩下接口,实现全在服务端,但服务方有时候也想在客户端执行部分逻辑,比如:做 ThreadLocal 缓存,提前验证参数,调用失败后伪造容错数据等等,此时就需要在 API 中带上 Stub,客户端生成 Proxy 实例,通过构造函数把 Proxy 传给 Stub,然后把 Stub 暴露给用户,Stub 可以决定要不要去调 Proxy

消费端开发对应服务的本地存根

public class UserServiceStub implements UserService {
 
    private final IUserService userService;
 
    // 构造函数传入真正的远程代理对象
    public UserServiceStub(IUserService userService){
        this.userService = userService;
    }
 
    @Override
    public String hello(String name) {
        if(name == null || "".equals(name)){
            return "validate param";
        }
        return userService.hello(name);
    }
}

设置存根配置

@Reference(version = "*",stub = "com.yeeq.stub.UserServiceStub")
private UserService userService;

Dubbo 高可用

1. Dubbo 的健壮性

  • 监控中心宕掉不影响使用,只是丢失部分采样数据
  • 数据库宕掉后,注册中心仍能通过缓存提供服务列表查询,但不能注册新服务
  • 注册中心对等集群,任意一台宕掉后,将自动切换到另一台
  • 注册中心全部宕掉后,服务提供者和服务消费者仍能通过本地缓存通讯
  • 服务提供者无状态,任意一台宕掉后,不影响使用
  • 服务提供者全部宕掉后,服务消费者应用将无法使用,并无限次重连等待服务提供者恢复

2. Dubbo 集群下负载均衡

在集群负载均衡时,Dubbo 提供了多种均衡策略,缺省为 random 随机调用:

  • Random LoadBalance:随机,按权重设置随机概率
  • RoundRobin LoadBalance:轮循,按公约后的权重设置轮循比率
  • LeastActive LoadBalance:最少活跃调用数,相同活跃数的随机,活跃数指调用前后计数差
  • ConsistentHash LoadBalance:一致性 Hash,相同参数的请求总是发到同一提供者

服务端和客户端均可以设置

<!-- 服务级别 -->
<dubbo:service interface="..." loadbalance="roundrobin" />
<!-- 方法级别 -->
<dubbo:service interface="...">
    <dubbo:method name="..." loadbalance="roundrobin" />
</dubbo:service>

3. 服务降级

当服务器压力剧增的情况下,根据实际业务情况及流量,对一些服务和页面有策略的不处理或换种简单的方式处理,从而释放服务器资源以保证核心交易正常运作或高效运作。可以通过服务降级功能临时屏蔽某个出错的非关键服务,并定义降级后的返回策略

向注册中心写入动态配置覆盖规则:

RegistryFactory registryFactory = ExtensionLoader.getExtensionLoader(RegistryFactory.class).getAdaptiveExtension();
Registry registry = registryFactory.getRegistry(URL.valueOf("zookeeper://10.20.153.10:2181"));
registry.register(URL.valueOf("override://0.0.0.0/com.foo.BarService?category=configurators&dynamic=false&application=foo&mock=force:return+null"));

其中:

  • mock=force:return+null 表示消费方对该服务的方法调用都直接返回 null 值,不发起远程调用,用来屏蔽不重要服务不可用时对调用方的影响
  • mock=fail:return+null 表示消费方对该服务的方法调用在失败后,再返回 null 值,不抛异常,用来容忍不重要服务不稳定时对调用方的影响

4. 集群容错

在集群调用失败时,Dubbo 提供了多种容错方案,默认为 failover 重试:

  • Failover Cluster:失败自动切换,当出现失败,重试其它服务器,通常用于读操作,但重试会带来更长延迟,可通过 retries="2" 来设置重试次数(不含第一次)
  • Failfast Cluste:快速失败,只发起一次调用,失败立即报错,通常用于非幂等性的写操作,比如新增记录
  • Failsafe Cluster:失败安全,出现异常时,直接忽略。通常用于写入审计日志等操作
  • Failback Cluster:失败自动恢复,后台记录失败请求,定时重发。通常用于消息通知操作
  • Forking Cluster:并行调用多个服务器,只要一个成功即返回,通常用于实时性要求较高的读操作,但需要浪费更多服务资源。可通过 forks="2" 来设置最大并行数
  • Broadcast Cluster:广播调用所有提供者,逐个调用,任意一台报错则报错,通常用于通知所有提供者更新缓存或日志等本地资源信息

按照以下示例在服务提供方和消费方配置集群模式

<!-- 两种方式配置 -->
<dubbo:service cluster="failsafe" />
<dubbo:reference cluster="failsafe" />

    原文作者:低吟不作语
    原文地址: https://www.cnblogs.com/Yee-Q/p/16156951.html
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