Dubbo+Zookeeper框架总结

一、背景介绍

随着互联网的发展，网站应用或者企业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。

• 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。

本人所参与的项目也是类似于此（【SSM集成Dubbo+Zookeeper实现服务化），由dubbo-service提供服务，提供数据增删改查服务，无页面及Controller。dubbo_client提供页面访问，具体的增删改查条用dubbo-service远程服务。

【Dubbo介绍】

服务架构的演进

二、Dubbo的设计角色与架构

角色与关系

1.系统角色

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。

2.调用关系

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架构与底层实现

3.Dubbo的10层架构

总体架构图

服务接口层（Service）：该层是与实际业务逻辑相关的，根据服务提供方和服务消费方的业务设计对应的接口和实现。
配置层（Config）：对外配置接口，以ServiceConfig和ReferenceConfig为中心，可以直接new配置类，也可以通过spring解析配置生成配置类。
服务代理层（Proxy）：服务接口透明代理，生成服务的客户端Stub和服务器端Skeleton，以ServiceProxy为中心，扩展接口为ProxyFactory。
服务注册层（Registry）：封装服务地址的注册与发现，以服务URL为中心，扩展接口为RegistryFactory、Registry和RegistryService。可能没有服务注册中心，此时服务提供方直接暴露服务。
集群层（Cluster）：封装多个提供者的路由及负载均衡，并桥接注册中心，以Invoker为中心，扩展接口为Cluster、Directory、Router和LoadBalance。将多个服务提供方组合为一个服务提供方，实现对服务消费方来透明，只需要与一个服务提供方进行交互。
监控层（Monitor）：RPC调用次数和调用时间监控，以Statistics为中心，扩展接口为MonitorFactory、Monitor和MonitorService。
远程调用层（Protocol）：封将RPC调用，以Invocation和Result为中心，扩展接口为Protocol、Invoker和Exporter。Protocol是服务域，它是Invoker暴露和引用的主功能入口，它负责Invoker的生命周期管理。Invoker是实体域，它是Dubbo的核心模型，其它模型都向它靠扰，或转换成它，它代表一个可执行体，可向它发起invoke调用，它有可能是一个本地的实现，也可能是一个远程的实现，也可能一个集群实现。
信息交换层（Exchange）：封装请求响应模式，同步转异步，以Request和Response为中心，扩展接口为Exchanger、ExchangeChannel、ExchangeClient和ExchangeServer。
网络传输层（Transport）：抽象mina和netty为统一接口，以Message为中心，扩展接口为Channel、Transporter、Client、Server和Codec。
数据序列化层（Serialize）：可复用的一些工具，扩展接口为Serialization、 ObjectInput、ObjectOutput和ThreadPool。

三、Dubbo的底层实现

1.协议支持

Dubbo支持多种协议，如下所示：
Dubbo协议 Hessian协议
HTTP协议 RMI协议
WebService协议 Thrift协议
Memcached协议 Redis协议
在通信过程中，不同的服务等级一般对应着不同的服务质量，那么选择合适的协议便是一件非常重要的事情。你可以根据你应用的创建来选择。例如，使用RMI协议，一般会受到防火墙的限制，所以对于外部与内部进行通信的场景，就不要使用RMI协议，而是基于HTTP协议或者Hessian协议。

2.默认使用Dubbo协议

连接个数：单连接
连接方式：长连接
传输协议：TCP
传输方式：NIO异步传输
序列化：Hessian二进制序列化（推荐默认）
适用范围：传入传出参数数据包较小（建议小于100K），消费者比提供者个数多，单一消费者无法压满提供者，尽量不要使用dubbo协议传输大文件或超大字符串
使用场景：常规远程服务方法调用
从上面的适用范围总结，dubbo适合小数据量大并发的服务调用，以及消费者机器远大于生产者机器数的情况，不适合传输大数据量的服务比如文件、视频等，除非请求量很低。

扩展出来的一些问题，了解即可：
1. dubbo通信协议dubbo协议为什么要消费者比提供者个数多：
因dubbo协议采用单一长连接，假设网络为千兆网卡(1024Mbit=128MByte)，根据测试经验数据每条连接最多只能压满7MByte(不同的环境可能不一样，供参考)，理论上1个服务提供者需要20个服务消费者才能压满网卡。

2. dubbo通信协议dubbo协议为什么不能传大包：
因dubbo协议采用单一长连接，如果每次请求的数据包大小为500KByte，假设网络为千兆网卡(1024Mbit=128MByte)，每条连接最大7MByte(不同的环境可能不一样，供参考)，单个服务提供者的TPS(每秒处理事务数)最大为：128MByte / 500KByte = 262。单个消费者调用单个服务提供者的TPS(每秒处理事务数)最大为：7MByte / 500KByte = 14。如果能接受，可以考虑使用，否则网络将成为瓶颈。

3. dubbo通信协议dubbo协议为什么采用异步单一长连接：
因为服务的现状大都是服务提供者少，通常只有几台机器，而服务的消费者多，可能整个网站都在访问该服务，比如Morgan的提供者只有6台提供者，却有上百台消费者，每天有1.5亿次调用，如果采用常规的hessian服务，服务提供者很容易就被压跨，通过单一连接，保证单一消费者不会压死提供者，长连接，减少连接握手验证等，并使用异步IO，复用线程池，防止C10K问题。

【上海校区】整理的Dubbo面试题

四、dubbo的核心问题

1.服务定义

服务是围绕服务提供方和服务消费方的，服务提供方实现服务，而服务消费方调用服务。

2.服务注册

对于服务提供方，它需要发布服务，而且由于应用系统的复杂性，服务的数量、类型也不断膨胀；对于服务消费方，它最关心如何获取到它所需要的服务，而面对复杂的应用系统，需要管理大量的服务调用。而且，对于服务提供方和服务消费方来说，他们还有可能兼具这两种角色，即既需要提供服务，有需要消费服务。
通过将服务统一管理起来，可以有效地优化内部应用对服务发布/使用的流程和管理。服务注册中心可以通过特定协议来完成服务对外的统一。Dubbo提供的注册中心有如下几种类型可供选择：

• Multicast注册中心
• Zookeeper注册中心（默认推荐）
• Redis注册中心
• Simple注册中心

3.服务监控

无论是服务提供方，还是服务消费方，他们都需要对服务调用的实际状态进行有效的监控，从而改进服务质量。

4.远程通信与信息交换

远程通信需要指定通信双方所约定的协议，在保证通信双方理解协议语义的基础上，还要保证高效、稳定的消息传输。Dubbo继承了当前主流的网络通信框架，主要包括如下几个：

• Mina
• Netty（推荐默认）
• Grizzly

5.服务调用

下面从Dubbo官网直接拿来，看一下基于RPC层，服务提供方和服务消费方之间的调用关系，如图所示：

服务调用图

上图中，蓝色的表示与业务有交互，绿色的表示只对Dubbo内部交互。上述图所描述的调用流程如下：

1. 服务提供方发布服务到服务注册中心；
2. 服务消费方从服务注册中心订阅服务；
3. 服务消费方调用已经注册的可用服务

Dubbo架构设计详解

问：服务调用是阻塞的吗？
默认是阻塞的，可以异步调用，没有返回值的可以这么做。

问：服务提供者能实现失效踢出是什么原理？
服务失效踢出基于zookeeper的临时节点原理。

问：服务上线怎么不影响旧版本？
采用多版本开发，不影响旧版本。

问：如何解决服务调用链过长的问题？
可以结合zipkin实现分布式服务追踪。

问：说说核心的配置有哪些？
核心配置有 dubbo:service/ dubbo:reference/ dubbo:protocol/ dubbo:registry/ dubbo:application/ dubbo:provider/ dubbo:consumer/ dubbo:method/

问：同一个服务多个注册的情况下可以直连某一个服务吗？
可以直连，修改配置即可，也可以通过telnet直接某个服务。

作者：千淘萬漉
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来源：简书
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