Dubbo 分佈式服務框架簡介

一、分佈式服務框架

1.1 Dubbo 簡介

• Dubbo 是一個分佈式服務框架，以及阿里巴巴內部的 SOA 服務化治理方案的核心框架。其功能主要包括：高性能 NIO 通信及多協議集成，服務動態尋址與路由，軟負載均衡與容錯，依賴分析與降級等。

• 說通俗點，就是首先將程序組件化成一個個相對獨立的服務，而後就能夠對服務進行分佈式；並且，它有註冊中心經過監聽，實時發現着新服務，並部署，還能夠推送給客戶端；它還集成了負載均衡的解決方案，利用隨機算法來將各個服務科學地分配到多臺服務器上；固然，它也集成了容錯機制，來提升集羣的穩定性。

• 官網首頁: http://dubbo.io/
• 官方用戶指南: http://dubbo.apache.org/zh-cn/docs/user/quick-start.html

• 官方開發指南: http://dubbo.apache.org/zh-cn/docs/dev/build.html

• 噹噹網的擴展版本 dubbox : https://github.com/dangdangdotcom/dubbox

• 京東的擴展版本 jd-hydra: http://www.oschina.net/p/jd-hydra

1.2 SOA 簡介

• SOA（Service Oriented Architecture）：面向服務的架構。由服務治理、服務註冊和發現、RPC、監控中心、調度中心以及服務路由、負載均衡等功能模塊組成的資源調度和治理中心。

1.3 RPC 簡介

• RPC 是指遠程過程調用，也就是說兩臺服務 A，B，一個應用部署在 A 服務器上，想要調用 B 服務器上應用提供的函數/方法，因爲不在一個內存空間，不能直接調用，須要經過網絡來表達調用的語義和傳達調用的數據。

• RPC 演進

• 框架演進：ORM –> MVC –> RPC –> SOA

• 架構演進：單一應用架構 –> 垂直應用架構 —> 分佈式服務架構 –> 流動計算架構

  • 單一應用架構：網站流量小的時候，將全部功能集中到單一應用以減小成本。
  • 垂直應用架構：網站流量增大，橫向擴展帶來的效益愈來愈低，將應用拆分爲互不相干的幾個應用以提高效率。
  • 分佈式服務架構：當垂直應用愈來愈多，應用之間交互不可避免，將核心業務抽取出來，做爲獨立的服務，逐漸造成穩定的服務中心，使前端應用能更快速的響應多變的市場需求。此時，用於提升業務複用及整合的分佈式服務框架（RPC）是關鍵。
  • 彈性計算架構：當服務愈來愈多，容量的評估，小服務資源的浪費等問題逐漸顯現，此時需增長一個調度中心基於訪問壓力實時管理集羣容量，提升集羣利用率。此時，用於提升機器利用率的資源調度和治理中心（SOA）是關鍵。

二、Dubbo 架構簡介

• Dubbo 架構圖

• 節點角色

  • Provider：服務提供方，在啓動時向註冊中心註冊服務；
  • Consumer：服務消費方，向註冊中心請求服務提供方列表，在本地作負載均衡調用服務；
  • Register：註冊中心，提供服務註冊與發現（通常由 Zookeeper 擔當），經過長鏈接與 Provider 和 Consumer 保持鏈接，負責監控 Provider 的上下線並及時通知 Consumer；
  • Monitor：監控中心，負責統計服務的性能數據；
  • Container：服務運行容器。

• 調用關係

  • 0.start：服務運行容器啓動、加載、運行服務提供方，通常由 Spring 容器啓動 Jar 運行；
  • 1.register: 服務提供方在啓動時，向註冊中心註冊本身的 IP、服務接口等信息；
  • 2.subscribe: 服務消費方向註冊中心訂閱本身感興趣的服務提供方;
  • 3.notify: 註冊中心在服務提供方發生變動時將基於長鏈接向消費方推送消息；
  • 4.invoke: 服務消費方在本地對服務列表作軟負載均衡算法，選擇最優的服務提供方進行 RPC 調用；
  • 5.count: 消費方和提供方向監控中心定時異步推送服務調用次數和時間，消費方的包括網絡耗時，提供方不包括網絡耗時。

• 性能說明

  • 連通性：註冊中心經過長鏈接與 Provider 和 Consumer 進行通訊，Provider 和 Consumer 直接經過 PRC 直接調用，其只在啓動時向註冊中心註冊和訂閱，註冊中心不轉發請求，當註冊中心宕機，Consumer 依然能夠經過本地緩存的 Provider 的地址列表進行調用；Provider 和 Consumer 與監控中心定時地經過異步通訊方式進行服務調用信息上傳；
  • 健壯性：服務提供者無狀態，任意一臺宕掉後，不影響使用，服務提供者所有宕掉後，服務消費者應用將沒法使用，並沒有限次重連等待服務提供者恢復。
  • 伸縮性：註冊中心爲對等集羣，可動態增長機器部署實例，全部客戶端將自動發現新的註冊中心，服務提供者無狀態，可動態增長機器部署實例，註冊中心將推送新的服務提供者信息給消費者。
  • 擴展性：當服務集羣規模進一步擴大，帶動 IT 治理結構進一步升級，須要實現動態部署，進行彈性計算，現有分佈式服務架構不會帶來阻力。

三、Dubbo 使用簡介

• Dubbo 採用全 Spring 配置方式，透明化接入應用，對應用沒有任何 API 侵入，其配置採用 XML 和註解的方式，使用 Spring 的 BeanFactory 加載 Bean，運行在 Spring 容器中。

• 簡易步驟以下

  • 1）搭建 zookeeper 消息中心
  • 2）搭建 dubbo 服務端代碼
  • 3）搭建 dubbo 客戶端代碼

3.1 搭建服務提供方

• 1）定義服務接口

  // DemoService.java
  
  package com.alibaba.dubbo.demo;
  
  public interface DemoService {
      String sayHello(String name);
  }

  • 打包成 Jar 包在服務提供方和消費者處使用，該工程裏除了接口定義之外，還有各類實體類和通用工具類

• 2）實現服務接口

  // DemoServiceImpl.java
  
  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;
      }
  }

  • 採用 Maven 的多項目結構，將接口定義和服務實現定義在同一個父項目下。

• 3）暴露服務

  • XML方式

  <beans>
      <!-- 省略 schema --!>
  
      <!-- 提供方應用信息，用於計算依賴關係 -->
      <dubbo:application name="hello-world-app"  />
  
      <!-- 使用 multicast 廣播註冊中心暴露服務地址 -->
      <dubbo:registry address="multicast://224.5.6.7:1234" />
  
      <!-- 用 dubbo 協議在 20880 端口暴露服務 -->
      <dubbo:protocol name="dubbo" port="20880" />
  
      <!-- 聲明須要暴露的服務接口 -->
      <dubbo:service interface="com.alibaba.dubbo.demo.DemoService" ref="demoService" />
  
      <!-- 和本地 bean 同樣實現服務 -->
      <bean id="demoService" class="com.alibaba.dubbo.demo.provider.DemoServiceImpl" />
  </beans>

  • 註解方式

  // FooServiceImpl.java
  
  import com.alibaba.dubbo.config.annotation.Service;
  
  @Service(version="1.0.0")
  public class FooServiceImpl implements FooService {
  }

  // provider.xml
  
  <!-- 公共信息，也能夠用 dubbo.properties 配置 -->
  <dubbo:application name="annotation-provider" />
  <dubbo:registry address="127.0.0.1:4548" />
  
  <!-- 掃描註解包路徑，多個包用逗號分隔，不填 pacakge 表示掃描當前 ApplicationContext 中全部的類 -->
  <dubbo:annotation package="com.foo.bar.service" />

• 4）啓動

  public static void main(String[] args) throws Exception {
  
      // 加載 xml 配置啓動 Spring 的 BeanFactory
      ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext(
              new String[] {"http://10.20.160.198/wiki/display/dubbo/provider.xml"});
      context.start();
      System.in.read(); // 按任意鍵退出
  }

  • 服務啓動時，將向註冊中心註冊本服務的 IP、接口等信息。

3.2 搭建服務消費方

• 1）引用遠程服務接口

  • xml 方式

  // consumer.xml
  
  <!-- 消費方應用名，用於計算依賴關係，不是匹配條件，不要與提供方同樣 -->
  <dubbo:application name="consumer-of-helloworld-app"  />
  
  <!-- 使用 multicast 廣播註冊中心暴露發現服務地址 -->
  <dubbo:registry address="multicast://224.5.6.7:1234" />
  
  <!-- 生成遠程服務代理，能夠和本地 bean 同樣使用 demoService -->
  <dubbo:reference id="demoService" interface="com.alibaba.dubbo.demo.DemoService" />

  • 註解方式

  @Component
  public class BarAction {
  
      @Reference(version="1.0.0")
      private FooService fooService;
  }

• 2）調用服務

  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"); // 獲取遠程服務代理
  
      String hello = demoService.sayHello("world"); // 執行遠程方法
      System.out.println( hello );                  // 顯示調用結果
  }