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  • Dubbo系列(一)dubbo的产生背景与原理概述

    一、Dubbo框架的产生背景
            大规模服务化之前,应用只是通过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。

           (1) 当服务越来越多,服务的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,从而实现软负载均衡和Failover,来降低对F5硬件负载均衡器的依赖,也能减少部分成本。

      (2) 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。
      (3) 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。

    二、Dubbo的是什么,又能做什么

    1. Dubbo是什么?
    Dubbo是一个分布式服务框架,提供高性能和透明化的RPC远程服务调用方案,以及SOA服务治理方案。简单的说,dubbo就是个服务框架,如果没有分布式的需求,其实是不需要用的,只有在分布式的时候,才有dubbo这样的分布式服务框架的需求,并且本质上是个服务调用的东东,说白了就是个远程服务调用的分布式框架。

    其核心部分包含:
    1. 远程通讯: 提供对多种基于长连接的NIO框架抽象封装,包括多种线程模型,序列化,以及“请求-响应”模式的信息交换方式。
    2. 集群容错: 提供基于接口方法的透明远程过程调用,包括多协议支持,以及软负载均衡,失败容错,地址路由,动态配置等集群支持。
    3. 自动发现: 基于注册中心目录服务,使服务消费方能动态的查找服务提供方,使地址透明,使服务提供方可以平滑增加或减少机器。

    2. Dubbo能做什么?
    1.透明化的远程方法调用,就像调用本地方法一样调用远程方法,只需简单配置,没有任何API侵入。
    2.软负载均衡及容错机制,可在内网替代F5等硬件负载均衡器,降低成本,减少单点。
    3. 服务自动注册与发现,不再需要写死服务提供方地址,注册中心基于接口名查询服务提供者的IP地址,并且能够平滑添加或删除服务提供者。
    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。

    三、dubbo的实现原理

     

    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: 统计服务的调用次调和调用时间的监控中心。
    Container: 服务运行容器。
    调用关系说明:
    0 .(start)服务容器负责启动,加载,运行服务提供者。
    1. (register)服务提供者在启动时,向注册中心注册自己提供的服务。
    2. (subscribe)服务消费者在启动时,向注册中心订阅自己所需的服务。
    3. (notify)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。
    4. (invoke) 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。
    5. (count)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。

    Doubbox 特性:
    (1) 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;

    (2) 健状性:
    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;

    (3) 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;

    (4) 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。

     总结:综上所述,可以得知注册中心是dubbo的核心;

    服务提供者将服务器的地址列表提供给注册中心,服务消费者去注册中心订阅需要的地址列表,从而实现了服务地址透明;

    当服务提供的集群有部分机器宕机时,注册中心能够及时感知,并且通知给服务消费者,从而实现动态获取服务地址,平滑增减服务器;

    服务消费者可以通过注册中心提供的服务地址列表,根据软负载均衡算法来实现服务器端的负载均衡,替代昂贵的F5硬负载;

    dubbo可以让我们的分布式环境变得更加坚挺,当部分机器宕机时,尽可能的降低对服务的影响,增强服务的抗击打能力;

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