Dubbo Spring Cloud 重塑微服務治理

時間 2019-11-06

標籤 dubbo spring cloud 重塑微服治理欄目 Dubbo 简体版

原文原文鏈接

原文連接： Dubbo Spring Cloud 重塑微服務治理，來自於微信公衆號： 次靈均閣

摘要

在 Java 微服務生態中，Spring Cloud¹ 成爲了開發人員的首選技術棧，然而隨着實踐的深刻和運用規模的擴大，你們逐漸意識到 Spring Cloud 的侷限性。在服務治理方面，相較於 Dubbo² 而言，Spring Cloud 並不成熟。遺憾的是，Dubbo 每每被部分開發者片面地視做服務治理的 RPC 框架，而非微服務基礎設施。即便是那些有意將 Spring Cloud 遷移至 Dubbo 的小夥伴，當面對其中遷移和改造的成本時，不免望而卻步。慶幸的是，Dubbo 生態體系已發生巨大變化，Dubbo Spring Cloud 做爲 Spring Cloud Alibaba³ 的最核心組件，徹底地擁抱 Spring Cloud 技術棧，不但無縫地整合 Spring Cloud 註冊中心，包括 Nacos⁴、Eureka⁵、Zookeeper⁶ 以及 Consul⁷，並且徹底地兼容 Spring Cloud Open Feign⁸ 以及 @LoadBalanced RestTemplate，本文將討論 Dubbo Spring Cloud 對 Spring Cloud 技術棧所帶來的革命性變化。html

注：因爲 Spring Cloud 技術棧涵蓋的特性衆多，所以本文討論的範圍僅限於服務治理部分。

簡介

Dubbo Spring Cloud 基於 Dubbo Spring Boot 2.7.1⁹ 和 Spring Cloud 2.x 開發，不管開發人員是 Dubbo 用戶仍是 Spring Cloud 用戶，都能輕鬆地駕馭，並以接近「零」成本的代價使應用向上遷移。Dubbo Spring Cloud 致力於簡化 Cloud Native 開發成本，提升研發效能以及提高應用性能等目的。java

2019年4月19日，Dubbo Spring Cloud 首個 Preview Release，隨同 Spring Cloud Alibaba 0.2.2.RELEASE 和 0.9.0.RELEASE 一同發佈¹⁰，分別對應 Spring Cloud Finchley¹¹ 與 Greenwich¹² (下文分別簡稱爲「F」版和「G」版) 。git

版本支持

因爲 Spring 官方宣佈 Spring Cloud Edgware(下文簡稱爲「E」版) 將在 2019 年 8 月 1 號後中止維護13，所以，目前 Dubbo Spring Cloud 發佈版本並未對「E」版提供支持，僅爲「F」版和「G」版開發，同時也建議和鼓勵 Spring Cloud 用戶更新至「F」版或「G」版。github

同時，Dubbo Spring Cloud 基於 Apache Dubbo Spring Boot 2.7.1 開發（最低 Java 版本爲 1.8），提供完整的 Dubbo 註解驅動、外部化配置以及 Production-Ready 的特性，詳情請參考：https://github.com/apache/inc...web

如下表格將說明 Dubbo Spring Cloud 版本關係映射關係：算法

Spring Cloud	Spring Cloud Alibaba	Spring Boot	Dubbo Spring Boot
Finchley	`0.2.2.RELEASE`	`2.0.x`	`2.7.1`
Greenwich	`0.9.0.RELEASE`	`2.1.x`	`2.7.1`
Edgware	`0.1.2.RELEASE`	`1.5.x`	Dubbo Spring Cloud 不支持該版本

功能特性

因爲 Dubbo Spring Cloud 構建在原生的 Spring Cloud 之上，其服務治理方面的能力可認爲是 Spring Cloud Plus，不只徹底覆蓋 Spring Cloud 原生特性¹³，並且提供更爲穩定和成熟的實現，特性比對以下表所示：spring

功能組件	Spring Cloud	Dubbo Spring Cloud
分佈式配置（Distributed configuration）	Git、Zookeeper、Consul、JDBC	Spring Cloud 分佈式配置 + Dubbo 配置中心¹⁴
服務註冊與發現（Service registration and discovery）	Eureka、Zookeeper、Consul	Spring Cloud 原生註冊中心¹⁵ + Dubbo 原生註冊中心¹⁶
負載均衡（Load balancing）	Ribbon（隨機、輪詢等算法）	Dubbo 內建實現（隨機、輪詢等算法 + 權重等特性）
服務熔斷（Circuit Breakers）	Spring Cloud Hystrix	Spring Cloud Hystrix + Alibaba Sentinel¹⁷ 等
服務調用（Service-to-service calls）	Open Feign、`RestTemplate`	Spring Cloud 服務調用 + Dubbo `@Reference`
鏈路跟蹤（Tracing）	Spring Cloud Sleuth¹⁸ + Zipkin¹⁹	Zipkin、opentracing 等

高亮特性

1. Dubbo 使用 Spring Cloud 服務註冊與發現

Dubbo Spring Cloud 基於 Spring Cloud Commons 抽象實現 Dubbo 服務註冊與發現，應用只需增添外部化配置屬性「dubbo.registry.address = spring-cloud://localhost」，就能輕鬆地橋接到全部原生 Spring Cloud 註冊中心，包括：apache

Nacos
Eureka
Zookeeper
Consul

Dubbo Spring Cloud 將在下個版本支持 Spring Cloud 註冊中心與 Dubbo 註冊中心並存，提供雙註冊機制，實現無縫遷移。

2. Dubbo 做爲 Spring Cloud 服務調用

默認狀況，Spring Cloud Open Feign 以及 @LoadBalanced RestTemplate 做爲 Spring Cloud 的兩種服務調用方式。Dubbo Spring Cloud 爲其提供了第三種選擇，即 Dubbo 服務將做爲 Spring Cloud 服務調用的同等公民出現，應用可經過 Apache Dubbo 註解 @Service和 @Reference 暴露和引用 Dubbo 服務，實現服務間多種協議的通信。同時，也能夠利用 Dubbo 泛化接口輕鬆實現服務網關。編程

3. Dubbo 服務自省

Dubbo Spring Cloud 引入了全新的服務治理特性 - 服務自省（Service Introspection），其設計目的在於最大化減輕註冊中心負載，去 Dubbo 註冊元信息中心化。假設一個 Spring Cloud 應用引入 Dubbo Spring Boot Starter，並暴露 N 個 Dubbo 服務，以 Dubbo Nacos 註冊中心爲例，當前應用將註冊 N+1 個 Nacos 應用，除 Spring Cloud 應用自己以前，其他 N 個應用均來自於 Dubbo 服務，當 N 越大時，註冊中心負載越重。所以，Dubbo Spring Cloud 應用對註冊中心的負載至關於傳統 Dubbo 的 N 分之一，在不增長基礎設施投入的前提下，理論上，使其集羣規模擴大 N 倍。固然，將來的 Dubbo 也將提供服務自省的能力。bootstrap

4. Dubbo 遷移 Spring Cloud 服務調用

儘管 Dubbo Spring Cloud 徹底地保留了原生 Spring Cloud 服務調用特性，不過 Dubbo 服務治理的能力是 Spring Cloud Open Feign 所不及的，如高性能、高可用以及負載均衡穩定性等方面。所以，建議開發人員將 Spring Cloud Open Feign 或者 @LoadBalanced RestTemplate 遷移爲 Dubbo 服務。考慮到遷移過程並不是一蹴而就，所以，Dubbo Spring Cloud 提供了方案，即 @DubboTransported 註解。該註解可以幫助服務消費端的 Spring Cloud Open Feign 接口以及 @LoadBalanced RestTemplate Bean 底層走 Dubbo 調用（可切換 Dubbo 支持的協議），而服務提供方則只需在原有 @RestController 類上追加 Dubbo @Servce 註解（須要抽取接口）便可，換言之，在不調整 Feign 接口以及 RestTemplate URL 的前提下，實現無縫遷移。若是遷移時間充分的話，建議使用 Dubbo 服務重構系統中的原生 Spring Cloud 服務的定義。

簡單示例

開發 Dubbo Spring Cloud 應用的方法與傳統 Dubbo 或 Spring Cloud 應用相似，按照如下步驟就能完整地實現Dubbo 服務提供方和消費方的應用，完整的示例代碼請訪問一下資源：

Dubbo 服務提供方應用 - https://github.com/spring-clo...
Dubbo 服務消費方應用 - https://github.com/spring-clo...

定義 Dubbo 服務接口

Dubbo 服務接口是服務提供方與消費方的遠程通信契約，一般由普通的 Java 接口（interface）來聲明，如 EchoService 接口：

public interface EchoService {

    String echo(String message);
}

爲了確保契約的一致性，推薦的作法是將 Dubbo 服務接口打包在第二方或者第三方的 artifact（jar）中，如以上接口就存放在 artifact spring-cloud-dubbo-sample-api 之中。

對於服務提供方而言，不只經過依賴 artifact 的形式引入 Dubbo 服務接口，並且須要將其實現。對應的服務消費端，一樣地須要依賴該 artifact，並以接口調用的方式執行遠程方法。接下來進一步討論怎樣實現 Dubbo 服務提供方和消費方。

實現 Dubbo 服務提供方

初始化 `spring-cloud-dubbo-server-sample` Maven 工程

首先，建立 artifactId 名爲 spring-cloud-dubbo-server-sample 的 Maven 工程，並在其 pom.xml 文件中增添
Dubbo Spring Cloud 必要的依賴：

<dependencies>
    <!-- Sample API -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-dubbo-sample-api</artifactId>
        <version>${project.version}</version>
    </dependency>

    <!-- Spring Boot dependencies -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-actuator</artifactId>
    </dependency>

    <!-- Dubbo Spring Cloud Starter -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-dubbo</artifactId>
    </dependency>

    <!-- Spring Cloud Nacos Service Discovery -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

以上依賴 artifact 說明以下：

spring-cloud-dubbo-sample-api : 提供 EchoService 接口的 artifact
spring-boot-actuator : Spring Boot Production-Ready artifact，間接引入 spring-boot artifact
spring-cloud-starter-dubbo : Dubbo Spring Cloud Starter artifact，間接引入 dubbo-spring-boot-starter 等 artifact
spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery : Nacos Spring Cloud 服務註冊與發現 artifact

值得注意的是，以上 artifact 未指定版本(version)，所以，還需顯示地聲明 <dependencyManagement> :

<dependencyManagement>
    <dependencies>
        <!-- Spring Cloud Alibaba dependencies -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
            <version>0.9.0.RELEASE</version>
            <type>pom</type>
            <scope>import</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
</dependencyManagement>

以上完整的 Maven 依賴配置，請參考 spring-cloud-dubbo-server-sample pom.xml 文件

完成以上步驟以後，下一步則是實現 Dubbo 服務

實現 Dubbo 服務

EchoService 做爲暴露的 Dubbo 服務接口，服務提供方 spring-cloud-dubbo-server-sample 須要將其實現：

@org.apache.dubbo.config.annotation.Service
class EchoServiceImpl implements EchoService {

    @Override
    public String echo(String message) {
        return "[echo] Hello, " + message;
    }
}

其中，@org.apache.dubbo.config.annotation.Service 是 Dubbo 服務註解，僅聲明該 Java 服務（本地）實現爲 Dubbo 服務。
所以，下一步須要將其配置 Dubbo 服務（遠程）。

配置 Dubbo 服務提供方

在暴露 Dubbo 服務方面，推薦開發人員外部化配置的方式，即指定 Java 服務實現類的掃描基準包。

Dubbo Spring Cloud 繼承了 Dubbo Spring Boot 的外部化配置特性，也能夠經過標註 @DubboComponentScan 來實現基準包掃描。

同時，Dubbo 遠程服務須要暴露網絡端口，並設定通信協議，完整的 YAML 配置以下所示：

dubbo:
  scan:
    # dubbo 服務掃描基準包
    base-packages: org.springframework.cloud.alibaba.dubbo.bootstrap
  protocol:
    # dubbo 協議
    name: dubbo
    # dubbo 協議端口（ -1 表示自增端口，從 20880 開始）
    port: -1
  registry:
    # 掛載到 Spring Cloud 註冊中心
    address: spring-cloud://localhost
    
spring:
  application:
    # Dubbo 應用名稱
    name: spring-cloud-alibaba-dubbo-server
  main:
    # Spring Boot 2.1 須要設定
    allow-bean-definition-overriding: true
  cloud:
    nacos:
      # Nacos 服務發現與註冊配置
      discovery:
        server-addr: 127.0.0.1:8848

以上 YAML 內容，上半部分爲 Dubbo 的配置：

dubbo.scan.base-packages : 指定 Dubbo 服務實現類的掃描基準包
dubbo.protocol : Dubbo 服務暴露的協議配置，其中子屬性 name 爲協議名稱，port 爲協議端口（ -1 表示自增端口，從 20880 開始）
dubbo.registry : Dubbo 服務註冊中心配置，其中子屬性 address 的值 "spring-cloud://localhost"，說明掛載到 Spring Cloud 註冊中心

當前 Dubbo Spring Cloud 實現必須配置 dubbo.registry.address = spring-cloud://localhost，下一個版本將其配置變爲可選
（參考 issue #592），
而且支持傳統 Dubbo 協議的支持（參考 issue #588）

下半部分則是 Spring Cloud 相關配置：

spring.application.name : Spring 應用名稱，用於 Spring Cloud 服務註冊和發現。

該值在 Dubbo Spring Cloud 加持下被視做 dubbo.application.name，所以，無需再顯示地配置 dubbo.application.name

spring.main.allow-bean-definition-overriding : 在 Spring Boot 2.1 以及更高的版本增長該設定，

由於 Spring Boot 默認調整了 Bean 定義覆蓋行爲。（推薦一個好的 Dubbo 討論 issue #3193）

spring.cloud.nacos.discovery : Nacos 服務發現與註冊配置，其中子屬性 server-addr 指定 Nacos 服務器主機和端口

以上完整的 YAML 配置文件，請參考 spring-cloud-dubbo-server-sample bootstrap.yaml 文件

完成以上步驟後，還需編寫一個 Dubbo Spring Cloud 引導類。

引導 Dubbo Spring Cloud 服務提供方應用

Dubbo Spring Cloud 引導類與普通 Spring Cloud 應用並沒有差異，以下所示：

@EnableDiscoveryClient
@EnableAutoConfiguration
public class DubboSpringCloudServerBootstrap {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(DubboSpringCloudServerBootstrap.class);
    }
}

在引導 DubboSpringCloudServerBootstrap 以前，請提早啓動 Nacos 服務器。
當 DubboSpringCloudServerBootstrap 啓動後，將應用 spring-cloud-dubbo-server-sample 將出如今 Nacos 控制檯界面。

當 Dubbo 服務提供方啓動後，下一步實現一個 Dubbo 服務消費方。

實現 Dubbo 服務消費方

因爲 Java 服務就 EchoService、服務提供方應用 spring-cloud-dubbo-server-sample 以及 Nacos 服務器均已準備完畢。Dubbo 服務消費方
只需初始化服務消費方 Maven 工程 spring-cloud-dubbo-client-sample 以及消費 Dubbo 服務。

初始化 `spring-cloud-dubbo-client-sample` Maven 工程

與服務提供方 Maven 工程類，需添加相關 Maven 依賴：

<dependencyManagement>
    <dependencies>
        <!-- Spring Cloud Alibaba dependencies -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
            <version>0.9.0.RELEASE</version>
            <type>pom</type>
            <scope>import</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
</dependencyManagement>

<dependencies>
    <!-- Sample API -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-dubbo-sample-api</artifactId>
        <version>${project.version}</version>
    </dependency>

    <!-- Spring Boot dependencies -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>

    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-actuator</artifactId>
    </dependency>

    <!-- Dubbo Spring Cloud Starter -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-dubbo</artifactId>
    </dependency>

    <!-- Spring Cloud Nacos Service Discovery -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

與應用 spring-cloud-dubbo-server-sample 不一樣的是，當前應用依賴 spring-boot-starter-web，代表它屬於 Web Servlet 應用。

以上完整的 Maven 依賴配置，請參考 spring-cloud-dubbo-client-sample pom.xml 文件

配置 Dubbo 服務消費方

Dubbo 服務消費方配置與服務提供方相似，當前應用 spring-cloud-dubbo-client-sample 屬於純服務消費方，所以，所需的外部化配置更精簡：

dubbo:
  registry:
    # 掛載到 Spring Cloud 註冊中心
    address: spring-cloud://localhost
  cloud:
    subscribed-services: spring-cloud-alibaba-dubbo-server
    
spring:
  application:
    # Dubbo 應用名稱
    name: spring-cloud-alibaba-dubbo-client
  main:
    # Spring Boot 2.1 須要設定
    allow-bean-definition-overriding: true
  cloud:
    nacos:
      # Nacos 服務發現與註冊配置
      discovery:
        server-addr: 127.0.0.1:8848

對比應用 spring-cloud-dubbo-server-sample，除應用名稱 spring.application.name 存在差別外，spring-cloud-dubbo-client-sample
新增了屬性 dubbo.cloud.subscribed-services 的設置。而且該值爲服務提供方應用 "spring-cloud-dubbo-server-sample"。

dubbo.cloud.subscribed-services : 用於服務消費方訂閱服務提供方的應用名稱的列表，若需訂閱多應用，使用 "," 分割。

不推薦使用默認值爲 "*"，它將訂閱全部應用。

當應用使用屬性 dubbo.cloud.subscribed-services 默認值時，日誌中將會輸出一行警告：

Current application will subscribe all services(size:x) in registry, a lot of memory and CPU cycles may be used,
thus it's strongly recommend you using the externalized property 'dubbo.cloud.subscribed-services' to specify the services

因爲當前應用屬於 Web 應用，它會默認地使用 8080 做爲 Web 服務端口，若是須要自定義，可經過屬性 server.port 調整。

以上完整的 YAML 配置文件，請參考 spring-cloud-dubbo-client-sample bootstrap.yaml 文件

引導 Dubbo Spring Cloud 服務消費方應用

爲了減小實現步驟，如下引導類將 Dubbo 服務消費以及引導功能合二爲一：

@EnableDiscoveryClient
@EnableAutoConfiguration
@RestController
public class DubboSpringCloudClientBootstrap {

    @Reference
    private EchoService echoService;

    @GetMapping("/echo")
    public String echo(String message) {
        return echoService.echo(message);
    }

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(DubboSpringCloudClientBootstrap.class);
    }
}

不只如此，DubboSpringCloudClientBootstrap 也做爲 REST Endpoint，經過暴露 /echo Web 服務，消費 Dubbo EchoService 服務。所以，
可經過 curl 命令執行 HTTP GET 方法：

$ curl http://127.0.0.1:8080/echo?message=%E5%B0%8F%E9%A9%AC%E5%93%A5%EF%BC%88mercyblitz%EF%BC%89

HTTP 響應爲：

[echo] Hello, 小馬哥（mercyblitz）

以上結果說明應用 spring-cloud-dubbo-client-sample 經過消費 Dubbo 服務，返回服務提供方 spring-cloud-dubbo-server-sample 運算後的內容。

高階示例

若是您須要進一步瞭解 Dubbo Spring Cloud 使用細節，可參考官方 Samples：https://github.com/spring-clo...

其子模塊說明以下：

spring-cloud-dubbo-sample-api：API 模塊，存放 Dubbo 服務接口和模型定義
spring-cloud-dubbo-provider-web-sample：Dubbo Spring Cloud 服務提供方示例（Web 應用）
spring-cloud-dubbo-provider-sample：Dubbo Spring Cloud 服務提供方示例（非 Web 應用）
spring-cloud-dubbo-consumer-sample：Dubbo Spring Cloud 服務消費方示例
spring-cloud-dubbo-servlet-gateway-sample：Dubbo Spring Cloud Servlet 網關簡易實現示例

問題反饋

若是您在使用 Dubbo Spring Cloud 的過程當中遇到任何問題，請內容反饋至 https://github.com/spring-clo...

進階閱讀

關於更多的 Dubbo Spring Cloud 特性以及設計細節，請關注

Spring Cloud Alibaba wiki - https://github.com/spring-clo...
Dubbo 的博客：http://dubbo.apache.org/zh-cn...

下篇預告

接下的文章將會介紹 Dubbo Spring Cloud 高階示例的運用和實現，敬請關注小馬哥微信公衆號：次靈均閣

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關於做者

小馬哥，Java 勸退師，Apache 和 Spring Cloud 等知名開源架構成員，點擊查看詳情。

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Apache Dubbo (incubating) |ˈdʌbəʊ| is a high-performance, light weight, java based RPC framework. - https://dubbo.apache.org ↩
Spring Cloud Alibaba provides a one-stop solution for distributed application development. - https://github.com/spring-clo... ↩
Nacos is an easy-to-use dynamic service discovery, configuration and service management platform for building cloud native applications - https://nacos.io/ ↩
Eureka is a REST (Representational State Transfer) based service that is primarily used in the AWS cloud for locating services for the purpose of load balancing and failover of middle-tier servers. - https://github.com/Netflix/eu... ↩
ZooKeeper is a centralized service for maintaining configuration information, naming, providing distributed synchronization, and providing group services. - https://zookeeper.apache.org ↩
Consul is a distributed service mesh to connect, secure, and configure services across any runtime platform and public or private cloud - https://www.consul.io/ ↩
Spring Cloud Open Feign - https://github.com/spring-clo... ↩
從 2.7.0 開始，Dubbo Spring Boot 與 Dubbo 在版本上保持一致 ↩
Preview releases of Spring Cloud Alibaba are available: 0.9.0, 0.2.2, and 0.1.2 - https://spring.io/blog/2019/0...
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當前Spring Cloud 「G」版爲 Greenwich.RELEASE ↩
Spring Cloud 特性列表 - https://cloud.spring.io/sprin...
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Spring Cloud 原生註冊中心，除 Eureka、Zookeeper、Consul 以外，還包括 Spring Cloud Alibaba 中的 Nacos ↩
Dubbo 原生註冊中心 - http://dubbo.apache.org/zh-cn...
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