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  • Java集群优化——使用Dubbo对单一应用服务化改造

    之前,我们讨论过Nginx+tomcat组成的集群,这已经是非常灵活的集群技术,但是当我们的系统遇到更大的瓶颈,全部应用的单点服务器已经不能满足我们的需求,这时,我们要考虑另外一种,我们熟悉的内容,就是分布式,而当下流行的Dubbo框架,不容我们忽视,这里,咱们一起来探讨一下这个框架的使用。

    一:背景

    以前我们需要远程调用他人的接口,我们是这么做的:

    我们遇到的问题:

    (1) 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。 
    (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。 

    为解决这些问题,Dubbo为我们做了什么呢:

    负载均衡:

    这就是所谓的软负载均衡!

    现在让我们一起来接触下这个优秀的框架:

     二:简介 

    架构如图:

    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.  服务容器负责启动,加载,运行服务提供者。

    1.  服务提供者在启动时,向注册中心注册自己提供的服务。

    2.  服务消费者在启动时,向注册中心订阅自己所需的服务。

    3.  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.  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.  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 提供了很多协议, Dubbo 协 议、RMI 协议 、 Hessian 协议, 我们查看 Dubbo 源代码,有各种协议的实现,如图所示:

    我们之前没用 Dubbo 之前时,大部分都使用 Hessian来使用我们服务的暴露和调用,利用 HessianProxyFactory 调用远程接口。

             上面是参考了 Dubbo 官方网介绍,接下来我们来介绍 SpringMVC 、 Dubbo 、 Zookeeper 整合使用。 

    三:Dubbo与 Zookeeper、SpringMVC 整合使用

    第一步:在 Linux 上安装 Zookeeper

    Zookeeper 作为 Dubbo 服务的注册中心, Dubbo 原先基于数据库的注册中心,没采用 Zookeeper , Zookeeper 一个分布式的服务框架,是树型的目录服务 的数据存储,能做到集群管理数据 ,这里能很好的作为 Dubbo 服务的注册中心, Dubbo 能与 Zookeeper 做到集群部署,当提供者出现断电等异常停机时, Zookeeper 注册中心能自动删除提供者信息,当提供者重启时,能自动恢复注册数据,以及订阅请求。我们先在 linux 上安装 Zookeeper ,我们安装最简单的单点,集群比较麻烦。

    先需要安装JdK,从Oracle的Java网站下载,安装很简单,就不再详述。

    单机模式

    单机安装非常简单,只要获取到 Zookeeper 的压缩包并解压到某个目录如:C:zookeeper-3.4.5下,Zookeeper 的启动脚本在 bin 目录下,Windows 下的启动脚本是 zkServer.cmd。

    在你执行启动脚本之前,还有几个基本的配置项需要配置一下,Zookeeper 的配置文件在 conf 目录下,这个目录下有 zoo_sample.cfg 和 log4j.properties,你需要做的就是将 zoo_sample.cfg 改名为 zoo.cfg,因为 Zookeeper 在启动时会找这个文件作为默认配置文件。下面详细介绍一下,这个配置文件中各个配置项的意义。

     1 <span style="font-size:18px;"># The number of milliseconds of each tick
     2 tickTime=2000
     3 # The number of ticks that the initial 
     4 # synchronization phase can take
     5 initLimit=10
     6 # The number of ticks that can pass between 
     7 # sending a request and getting an acknowledgement
     8 syncLimit=5
     9 # the directory where the snapshot is stored.
    10 # do not use /tmp for storage, /tmp here is just 
    11 # example sakes.
    12 dataDir=C:\zookeeper-3.4.5\data
    13 dataLogDir=C:\zookeeper-3.4.5\log
    14 # the port at which the clients will connect
    15 clientPort=2181
    16 #
    17 # Be sure to read the maintenance section of the 
    18 # administrator guide before turning on autopurge.
    19 #
    20 # http://zookeeper.apache.org/doc/current/zookeeperAdmin.html#sc_maintenance
    21 #
    22 # The number of snapshots to retain in dataDir
    23 #autopurge.snapRetainCount=3
    24 # Purge task interval in hours
    25 # Set to "0" to disable auto purge feature
    26 #autopurge.purgeInterval=1</span>
    • tickTime:这个时间是作为 Zookeeper 服务器之间或客户端与服务器之间维持心跳的时间间隔,也就是每个 tickTime 时间就会发送一个心跳。
    • dataDir:顾名思义就是 Zookeeper 保存数据的目录,默认情况下,Zookeeper 将写数据的日志文件也保存在这个目录里。
    • dataLogDir:顾名思义就是 Zookeeper 保存日志文件的目录
    • clientPort:这个端口就是客户端连接 Zookeeper 服务器的端口,Zookeeper 会监听这个端口,接受客户端的访问请求。

    当这些配置项配置好后,你现在就可以启动 Zookeeper 了,启动后要检查 Zookeeper 是否已经在服务,可以通过 netstat – ano 命令查看是否有你配置的 clientPort 端口号在监听服务。

    第二步:配置dubbo-admin 的管理页面,方便我们管理页面

    (1)下载 dubbo-admin-2.4.1.war 包,在 windows 的 tomcat 部署,先把 dubbo-admin-2.4.1 放在 tomcat 的 webapps/ROOT 下,然后进行解压

    (2)然后到 webapps/ROOT/WEB-INF 下,有一个 dubbo.properties 文件,里面指向Zookeeper ,使用的是Zookeeper 的注册中心,如图所示:

    1 <span style="font-size:18px;">dubbo.registry.address=zookeeper://127.0.0.1:2181
    2 dubbo.admin.root.password=root
    3 dubbo.admin.guest.password=guest</span>

    (3)然后启动 tomcat 服务,用户名和密码: root,并访问服务,显示登陆页面,说明dubbo-admin部署成功, 如图所示:

      第三步:SpringMVC与 Dubbo 的整合,这边使用的 Maven 的管理项目

             第一: 我们先开发服务注册的,就是提供服务,项目结构如图所示:

    (1)test-maven-api项目加入了一个服务接口,代码如下:

    1 public interface TestRegistryService {
    2    public String hello(String name);
    3 }

            (2)test-maven-console在pom .xml 加入 Dubbo 和Zookeeper的 jar 包、引用 test-maven-api 的 jar 包,代码如下:

     1 <span style="font-size:18px;"><dependency>
     2           <groupId>cn.test</groupId>
     3           <artifactId>test-maven-api</artifactId>
     4           <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
     5       </dependency>
     6     <dependency>
     7         <groupId>com.alibaba</groupId>
     8         <artifactId>dubbo</artifactId>
     9         <version>2.5.3</version>
    10       </dependency>
    11        <dependency>
    12         <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
    13             <artifactId>zookeeper</artifactId>
    14             <version>3.4.6</version>
    15       </dependency>
    16     <dependency>
    17           <groupId>com.github.sgroschupf</groupId>
    18          <artifactId>zkclient</artifactId>
    19          <version>0.1</version>
    20 </dependency></span>

    (3)test-maven-console实现具体的服务,代码如下:

    1 @Service("testRegistryService")
    2 public class TestRegistryServiceImpl implements TestRegistryService {
    3     public String hello(String name) {    
    4         return "hello"+name;
    5     }
    6 }

    (4)我们服务以及实现好了,这时要暴露服务,代码如下:

     1 <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
     2 <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
     3      xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" 
     4      xmlns:jee="http://www.springframework.org/schema/jee"
     5     xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"
     6     <span style="color:#cc0000;">xmlns:dubbo="http://code.alibabatech.com/schema/dubbo"</span>
     7     xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
     8     xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.1.xsd
     9     http://www.springframework.org/schema/tx http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx-3.1.xsd
    10     http://www.springframework.org/schema/jee http://www.springframework.org/schema/jee/spring-jee-3.1.xsd
    11     <span style="color:#990000;">http://code.alibabatech.com/schema/dubbo http://code.alibabatech.com/schema/dubbo/dubbo.xsd</span>
    12     http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-3.1.xsd"
    13     default-lazy-init="false" >
    14    <!-- 提供方应用名称信息,这个相当于起一个名字,我们dubbo管理页面比较清晰是哪个应用暴露出来的 -->
    15    <dubbo:application name="dubbo_provider"></dubbo:application>
    16    <!-- 使用zookeeper注册中心暴露服务地址 -->  
    17    <dubbo:registry address="zookeeper://127.0.0.1:2181" check="false" subscribe="false" register=""></dubbo:registry>
    18   <!-- 要暴露的服务接口 -->  
    19   <dubbo:service interface="cn.test.dubbo.registry.service.TestRegistryService" ref="testRegistryService" />      
    20 </beans>

    说明:

    dubbo:registry  标签一些属性的说明:

    1 ) register 是否向此注册中心注册服务,如果设为 false ,将只订阅,不注册 。

    2 ) check 注册中心不存在时,是否报错。

    3 ) subscribe 是否向此注册中心订阅服务,如果设为 false ,将只注册,不订阅 。

    4 ) timeout 注册中心请求超时时间 ( 毫秒 ) 。

    5 ) address 可以 Zookeeper 集群配置 ,地址可以多个以逗号隔开等。

    dubbo:service 标签的一些属性说明:

    1 ) interface服务接口的路径

    2 ) ref引用对应的实现类的 Bean 的 ID

    3 ) registry向指定注册中心注册,在多个注册中心时使用,值为 <dubbo:registry> 的 id 属性,多个注册中心 ID 用逗号分隔,如果不想将该服务注册到任何 registry ,可将值设为 N/A

    4 ) register 默认true ,该协议的服务是否注册到注册中心。

    (5)启动项目,然后我们在 Dubbo 管理页面上显示,已经暴露的服务,但显示还没有消费者,因为我们还没实现消费者服务,如图所示:

      

    第二:我们在开发服务消费者,就是调用服务,我们在新建一个新的消费者项目: 

    (1)test-maven-server-console的 pom.xml 引入 Dubbo 和Zookeeper的 jar 包、 test-maven-api 的 jar 包,因为引入 test-maven-api 的 jar 包,我们在项目中调用像在本地调用一样。代码如下:

     1 <span style="font-size:18px;"><dependency>
     2           <groupId>cn.test</groupId>
     3           <artifactId>test-maven-api</artifactId>
     4           <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
     5       </dependency>
     6     <dependency>
     7         <groupId>com.alibaba</groupId>
     8         <artifactId>dubbo</artifactId>
     9         <version>2.5.3</version>
    10       </dependency>
    11        <dependency>
    12         <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
    13             <artifactId>zookeeper</artifactId>
    14             <version>3.4.6</version>
    15       </dependency>
    16     <dependency>
    17           <groupId>com.github.sgroschupf</groupId>
    18          <artifactId>zkclient</artifactId>
    19          <version>0.1</version>
    20 </dependency></span>

             (2)test-maven-server-console项目的具体实现,代码如下:

     1 @Controller
     2 public class IndexController {
     3     
     4     @Autowired
     5     private TestRegistryService testRegistryService;
     6     
     7     @RequestMapping("/hello")
     8     public String index(Model model){
     9          String name=testRegistryService.hello("zz");
    10          System.out.println("xx=="+name);
    11         return "";
    12     }
    13 
    14 }

             (3)我们要引用的地址,代码如下:

     1 <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
     2 <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
     3      xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" 
     4      xmlns:jee="http://www.springframework.org/schema/jee"
     5     xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"
     6     <span style="background-color: rgb(255, 255, 255);"><span style="color:#990000;">xmlns:dubbo="http://code.alibabatech.com/schema/dubbo"</span></span>
     7     xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
     8     xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.1.xsd
     9     http://www.springframework.org/schema/tx http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx-3.1.xsd
    10     http://www.springframework.org/schema/jee http://www.springframework.org/schema/jee/spring-jee-3.1.xsd
    11     <span style="color:#990000;">http://code.alibabatech.com/schema/dubbo http://code.alibabatech.com/schema/dubbo/dubbo.xsd</span>
    12     http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-3.1.xsd"
    13     default-lazy-init="false" >
    14 
    15    <dubbo:application name="dubbo_consumer"></dubbo:application>
    16    <!-- 使用zookeeper注册中心暴露服务地址 -->  
    17    <dubbo:registry address="zookeeper://192.168.74.129:2181" check="false"></dubbo:registry> 
    18      <!-- 要引用的服务 -->  
    19    <dubbo:reference interface="cn.test.dubbo.registry.service.TestRegistryService" id="testRegistryService"></dubbo:reference>
    20 </beans>

    说明:

    dubbo:reference  的一些属性的说明:

    1 ) interface调用的服务接口

    2 ) check 启动时检查提供者是否存在, true 报错, false 忽略

    3 ) registry  从指定注册中心注册获取服务列表,在多个注册中心时使用,值为 <dubbo:registry> 的 id 属性,多个注册中心 ID 用逗号分隔

    4 ) loadbalance 负载均衡策略,可选值: random,roundrobin,leastactive ,分别表示:随机,轮循,最少活跃调用

    (4)项目启动, Dubbo 管理页面,能看到消费者,如图所示:

    (5)然后访问消费者项目, Controller 层能像调用本地一样调用服务的具体实现,如图所示:

    总结:

    经过一系列的操作之后,我们感觉,的确很简单,dubbo给我们封装了很多操作,让我们不需要过多考虑具体的实现细节,配置化生成咱们的应用,这样的思想,现在在IT行业正在盛行!

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