深度学习Dubbo系列(入门开篇)一、背景二、架构三、需求四、用法五、快速启动

此文档为系列学习文档

这系列文档详细讲解了dubbo的使用,基本涵盖dubbo的所有功能特性。在接下来的文章里会详细介绍。

如果你正依赖dubbo作为你业务工程的RPC通信框架,这里可以作为你的参考手册

一、背景

随着互联网的发展,网站应用的规模不断扩大,常规的垂直应用架构已无法应对,分布式服务架构以及流动计算架构势在必行,亟需一个治理系统确保架构有条不紊的演进。

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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。此时,用于简化增删改查工作量的数据访问框架(ORM)是关键。

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。此时,用于加速前端页面开发的Web框架(MVC)是关键。

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。此时,用于提高业务复用及整合的分布式服务框架(RPC)是关键。

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。此时,用于提高机器利用率的资源调度和治理中心(SOA)是关键。

二、架构

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节点角色说明

节点

角色说明

Provider

暴露服务的服务提供方

Consumer

调用远程服务的服务消费方

Registry

服务注册与发现的注册中心

Monitor

统计服务的调用次数和调用时间的监控中心

Container

服务运行容器

调用关系说明
  1. 服务容器负责启动,加载,运行服务提供者。
  2. 服务提供者在启动时,向注册中心注册自己提供的服务。
  3. 服务消费者在启动时,向注册中心订阅自己所需的服务。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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 架构具有以下几个特点,分别是连通性、健壮性、伸缩性、以及向未来架构的升级性。

连通性

  • 注册中心负责服务地址的注册与查找,相当于目录服务,服务提供者和消费者只在启动时与注册中心交互,注册中心不转发请求,压力较小
  • 监控中心负责统计各服务调用次数,调用时间等,统计先在内存汇总后每分钟一次发送到监控中心服务器,并以报表展示
  • 服务提供者向注册中心注册其提供的服务,并汇报调用时间到监控中心,此时间不包含网络开销
  • 服务消费者向注册中心获取服务提供者地址列表,并根据负载算法直接调用提供者,同时汇报调用时间到监控中心,此时间包含网络开销
  • 注册中心,服务提供者,服务消费者三者之间均为长连接,监控中心除外
  • 注册中心通过长连接感知服务提供者的存在,服务提供者宕机,注册中心将立即推送事件通知消费者
  • 注册中心和监控中心全部宕机,不影响已运行的提供者和消费者,消费者在本地缓存了提供者列表
  • 注册中心和监控中心都是可选的,服务消费者可以直连服务提供者

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

伸缩性

  • 注册中心为对等集群,可动态增加机器部署实例,所有客户端将自动发现新的注册中心
  • 服务提供者无状态,可动态增加机器部署实例,注册中心将推送新的服务提供者信息给消费者

升级性

当服务集群规模进一步扩大,带动IT治理结构进一步升级,需要实现动态部署,进行流动计算,现有分布式服务架构不会带来阻力。下图是未来可能的一种架构:

image.gif

节点角色说明

节点

角色说明

Deployer

自动部署服务的本地代理

Repository

仓库用于存储服务应用发布包

Scheduler

调度中心基于访问压力自动增减服务提供者

Admin

统一管理控制台

Registry

服务注册与发现的注册中心

Monitor

统计服务的调用次数和调用时间的监控中心

三、需求

image

在大规模服务化之前,应用可能只是通过 RMI 或 Hessian 等工具,简单的暴露和引用远程服务,通过配置服务的URL地址进行调用,通过 F5 等硬件进行负载均衡。

当服务越来越多时,服务 URL 配置管理变得非常困难,F5 硬件负载均衡器的单点压力也越来越大。此时需要一个服务注册中心,动态的注册和发现服务,使服务的位置透明。并通过在消费方获取服务提供方地址列表,实现软负载均衡和 Failover,降低对 F5 硬件负载均衡器的依赖,也能减少部分成本。

当进一步发展,服务间依赖关系变得错踪复杂,甚至分不清哪个应用要在哪个应用之前启动,架构师都不能完整的描述应用的架构关系。 这时,需要自动画出应用间的依赖关系图,以帮助架构师理清理关系。

接着,服务的调用量越来越大,服务的容量问题就暴露出来,这个服务需要多少机器支撑?什么时候该加机器? 为了解决这些问题,第一步,要将服务现在每天的调用量,响应时间,都统计出来,作为容量规划的参考指标。其次,要可以动态调整权重,在线上,将某台机器的权重一直加大,并在加大的过程中记录响应时间的变化,直到响应时间到达阀值,记录此时的访问量,再以此访问量乘以机器数反推总容量。

以上是 Dubbo 最基本的几个需求。

四、用法

本地服务 Spring 配置

local.xml:

<bean id=“xxxService” class=“com.xxx.XxxServiceImpl” /><bean id=“xxxAction” class=“com.xxx.XxxAction”>
    <property name=“xxxService” ref=“xxxService” /></bean>

远程服务 Spring 配置

在本地服务的基础上,只需做简单配置,即可完成远程化:

  • 将上面的 local.xml 配置拆分成两份,将服务定义部分放在服务提供方 remote-provider.xml,将服务引用部分放在服务消费方 remote-consumer.xml
  • 并在提供方增加暴露服务配置 <dubbo:service>,在消费方增加引用服务配置<dubbo:reference>

remote-provider.xml:

<!-- 和本地服务一样实现远程服务 --><bean id=“xxxService” class=“com.xxx.XxxServiceImpl” /> <!-- 增加暴露远程服务配置 --><dubbo:service interface=“com.xxx.XxxService” ref=“xxxService” />

remote-consumer.xml:

<!-- 增加引用远程服务配置 --><dubbo:reference id=“xxxService” interface=“com.xxx.XxxService” /><!-- 和本地服务一样使用远程服务 --><bean id=“xxxAction” class=“com.xxx.XxxAction”> 
    <property name=“xxxService” ref=“xxxService” /></bean>

五、快速启动

Dubbo 采用全 Spring 配置方式,透明化接入应用,对应用没有任何 API 侵入,只需用 Spring 加载 Dubbo 的配置即可,Dubbo 基于 Spring 的 Schema 扩展进行加载。

如果不想使用 Spring 配置,可以通过 API 的方式 进行调用。

服务提供者

完整安装步骤,请参见:示例提供者安装

定义服务接口

DemoService.java 1:

package com.alibaba.dubbo.demo;public interface DemoService {    String sayHello(String name);
}

在服务提供方实现接口

DemoServiceImpl.java 2:

package com.alibaba.dubbo.demo.provider;import com.alibaba.dubbo.demo.DemoService;public class DemoServiceImpl implements DemoService {    public String sayHello(String name) {            return "Hello " + name;
    }
}

用 Spring 配置声明暴露服务

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://dubbo.apache.org/schema/dubbo"
    xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans        http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-4.3.xsd        http://dubbo.apache.org/schema/dubbo        http://dubbo.apache.org/schema/dubbo/dubbo.xsd">

    <!-- 提供方应用信息,用于计算依赖关系 -->
    <dubbo:application name="hello-world-app"  />

    <!-- 使用multicast广播注册中心暴露服务地址 -->
    <dubbo:registry address="multicast://224.5.6.7:1234" />

    <!-- 用dubbo协议在20880端口暴露服务 -->
    <dubbo:protocol name="dubbo" port="20880" />

    <!-- 声明需要暴露的服务接口 -->
    <dubbo:service interface="com.alibaba.dubbo.demo.DemoService" ref="demoService" />

    <!-- 和本地bean一样实现服务 -->
    <bean id="demoService" class="com.alibaba.dubbo.demo.provider.DemoServiceImpl" /></beans>

加载 Spring 配置

Provider.java:

import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;public class Provider {    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext(new String[] {"http://10.20.160.198/wiki/display/dubbo/provider.xml"});
        context.start();
        System.in.read(); // 按任意键退出
    }
}

服务消费者

完整安装步骤,请参见:示例消费者安装

通过 Spring 配置引用远程服务

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"
    xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans        http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-4.3.xsd        http://dubbo.apache.org/schema/dubbo        http://dubbo.apache.org/schema/dubbo/dubbo.xsd">

    <!-- 消费方应用名,用于计算依赖关系,不是匹配条件,不要与提供方一样 -->
    <dubbo:application name="consumer-of-helloworld-app"  />

    <!-- 使用multicast广播注册中心暴露发现服务地址 -->
    <dubbo:registry address="multicast://224.5.6.7:1234" />

    <!-- 生成远程服务代理,可以和本地bean一样使用demoService -->
    <dubbo:reference id="demoService" interface="com.alibaba.dubbo.demo.DemoService" /></beans>

加载Spring配置,并调用远程服务

Consumer.java 3:

import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;import com.alibaba.dubbo.demo.DemoService;public class Consumer {    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext(new String[] {"http://10.20.160.198/wiki/display/dubbo/consumer.xml"});
        context.start();
        DemoService demoService = (DemoService)context.getBean("demoService"); // 获取远程服务代理
        String hello = demoService.sayHello("world"); // 执行远程方法
        System.out.println( hello ); // 显示调用结果
    }
}

  1. 该接口需单独打包,在服务提供方和消费方共享 ↩

  1. 对服务消费方隐藏实现 ↩

  1. 也可以使用 IoC 注入 ↩

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