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  • 深度学习Dubbo系列（入门开篇）

    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。

    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

    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：

    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

    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 ↩
    2. 对服务消费方隐藏实现 ↩
    3. 也可以使用 IoC 注入 ↩
    4.如果对此类文档感兴趣的可以加群619881427一起交流学习架构技术，群内已经有小伙伴整理好了学习资料可以免费获取。

    下章预告：依赖---》成熟度

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