Motan框架初體驗

一、什麼是Motan？

Motan是一套基於java開發的RPC框架，除了常規的點對點調用外，motan還提供服務治理功能，包括服務節點的自動發現、摘除、高可用和負載均衡等。Motan具備良好的擴展性，主要模塊都提供了多種不一樣的實現，例如支持多種註冊中心，支持多種rpc協議等。

二、微博開源框架Motan介紹

微博的Motan RPC服務，底層通信引擎採用了Netty網絡框架，序列化協議支持Hessian和Java序列化，通信協議支持Motan、http、tcp、mc等，Motan框架在內部大量使用，在系統的健壯性和服務治理方面，有較爲成熟的技術解決方案，健壯性上，基於Config配置管理服務實現了High Availability與Load Balance策略（支持靈活的FailOver和FailFast HA策略，以及Round Robin、LRU、Consistent Hash等Load Balance策略），服務治理方面，生成完整的服務調用鏈數據，服務請求性能數據，響應時間（Response Time）、QPS以及標準化Error、Exception日誌信息。

三、Motan提供的主要功能

服務發現 ：服務發佈、訂閱、通知
高可用策略 ：失敗重試（Failover）、快速失敗（Failfast）、異常隔離（Server 連續失敗超過指定次數置爲不可用，而後按期進行心跳探測）
負載均衡 ：支持低併發優先、一致性 Hash、隨機請求、輪詢等
擴展性 ：支持 SPI 擴展（service provider interface）
其餘 ：調用統計、訪問日誌等

架構概述

Motan中分爲服務提供方(RPC Server)，服務調用方(RPC Client)和服務註冊中心(Registry)三個角色。

• Server提供服務，向Registry註冊自身服務，並向註冊中心按期發送心跳彙報狀態；
• Client使用服務，須要向註冊中心訂閱RPC服務，Client根據Registry返回的服務列表，與具體的Sever創建鏈接，並進行RPC調用。
• 當Server發生變動時，Registry會同步變動，Client感知後會對本地的服務列表做相應調整。

模塊概述

Motan框架中主要有register、transport、serialize、protocol幾個功能模塊，各個功能模塊都支持經過SPI進行擴展。

register

用來和註冊中心進行交互，包括註冊服務、訂閱服務、服務變動通知、服務心跳發送等功能；Server端會在系統初始化時經過register模塊註冊服務，Client端在系統初始化時會經過register模塊訂閱到具體提供服務的Server列表，當Server 列表發生變動時也由register模塊通知Client。

protocol

用來進行RPC服務的描述和RPC服務的配置管理，這一層還能夠添加不一樣功能的filter用來完成統計、併發限制等功能。

serialize

將RPC請求中的參數、結果等對象進行序列化與反序列化，即進行對象與字節流的互相轉換；默認使用對java更友好的hessian2進行序列化。

transport

用來進行遠程通訊，默認使用Netty nio的TCP長連接方式。

cluster

Client端使用的模塊，cluster是一組可用的Server在邏輯上的封裝，包含若干能夠提供RPC服務的Server，實際請求時會根據不一樣的高可用與負載均衡策略選擇一個可用的Server發起遠程調用。

在進行RPC請求時，Client經過代理機制調用cluster模塊，cluster根據配置的HA和LoadBalance選出一個可用的Server，經過serialize模塊把RPC請求轉換爲字節流，而後經過transport模塊發送到Server端。

配置概述

Motan框架中將功能模塊抽象爲四個可配置的元素，分別爲：

• protocol：服務通訊協議。服務提供方與消費方進行遠程調用的協議，默認爲motan協議，使用hessian2進行序列化，netty做爲Endpoint以及使用motan自定義的協議編碼方式。

• registry：註冊中心。服務提供方將服務信息（包含ip、端口、服務策略等信息）註冊到註冊中心，服務消費方經過註冊中心發現服務。當服務發生變動，註冊中心負責通知各個消費方。

• service：服務提供方提供的服務。使用方將核心業務抽取出來,做爲獨立的服務。經過暴露服務並將服務註冊至註冊中心,從而使調用方調用。

• referer：服務消費方對服務的引用，即服務調用方。

Motan推薦使用spring配置rpc服務，目前Motan擴展了6個自定義Spring xml標籤：

• motan:protocol
• motan:registry
• motan:basicService
• motan:service
• motan:basicReferer
• motan:referer

每種標籤的詳細含義請參考後文配置說明部分。所有參數清單請參考配置清單。

使用Motan

Motan主要使用Spring進行配置，業務代碼無需修改。關於在項目中使用Motan框架的具體步驟，請參考：快速入門。

在使用Motan框架時，除了配置以外還須要注意工程依賴及Motan框架自己的異常處理。

工程依賴

Motan框架採用模塊化設計，使用時能夠按需依賴。目前的模塊有：

1. motan-core
   Motan核心框架
2. motan-transport-netty
   基於Netty協議的長鏈接傳輸協議
3. motan-registry-consul
   Consul服務發現組件
4. motan-registry-zookeeper
   Zookeeper服務發現組件
5. motan-springsupport
   Spring標籤解析相關功能

處理調用異常

• 業務代碼異常
  當調用的遠程服務出現異常時，Motan會把Server業務中的異常對象拋出到Client代碼中，與本地調用邏輯一致。

  注意:若是業務代碼中拋出的異常類型爲Error而非Exception（如OutOfMemoryError），Motan框架不會直接拋出Error，而是拋出包裝了Error的MotanServiceException異常。

• MotanServiceException
  使用Motan框架將一個本地調用改成RPC調用後，若是出現網絡問題或服務端集羣異常等狀況，Motan會在Client調用遠程服務時拋出MotanServiceException異常，業務方須要自行決定後續處理邏輯。

• MotanFrameworkException
  框架異常，好比系統啓動、關閉、服務暴露、服務註冊等非請求狀況下出現問題，Motan會拋出此類異常。

協議與鏈接（motan:protocol)

介紹

Protocol用來配置Motan服務的協議。不一樣的服務適用不一樣的協議進行傳輸，能夠自行擴展協議。

motan協議

Motan默認的rpc協議爲motan協議，使用tcp長鏈接模式，基於netty通訊。

負載均衡

Motan 在集羣負載均衡時，提供了多種方案，缺省爲 ActiveWeight，並支持自定義擴展。 負載均衡策略在Client端生效，所以需在Client端添加配置

目前支持的負載均衡策略有：

• ActiveWeight(缺省)

  低併發度優先： referer 的某時刻的 call 數越小優先級越高
  因爲 Referer List 可能不少，好比上百臺，若是每次都要從這上百個 Referer 或者最低併發的幾個，性能有些損耗，所以 random.nextInt(list.size()) 獲取一個起始的 index，而後獲取最多不超過 MAX_REFERER_COUNT 的狀態是 isAvailable 的 referer 進行判斷 activeCount.

• Random

  隨機，按權重設置隨機機率。
  在一個截面上碰撞的機率高，但調用量越大分佈越均勻，並且按機率使用權重後也比較均勻，有利於動態調整提供者權重。

• RoundRobin

  輪循，按公約後的權重設置輪循比率

• LocalFirst

  本地服務優先獲取策略，對referers根據ip順序查找本地服務，多存在多個本地服務，獲取Active最小的本地服務進行服務。
  當不存在本地服務，可是存在遠程RPC服務，則根據ActivWeight獲取遠程RPC服務
  當二者都存在，全部本地服務都應優先於遠程服務，本地RPC服務與遠程RPC服務內部則根據ActiveWeight進行

• Consistent

  一致性 Hash，相同參數的請求老是發到同一提供者

• ConfigurableWeight

  權重可配置的負載均衡策略

容錯策略

Motan 在集羣調用失敗時，提供了兩種容錯方案，並支持自定義擴展。 高可用集羣容錯策略在Client端生效，所以需在Client端添加配置 目前支持的集羣容錯策略有：

• Failover 失效切換（缺省）

  失敗自動切換，當出現失敗，重試其它服務器。

• Failfast 快速失敗

  快速失敗，只發起一次調用，失敗當即報錯。

鏈接控制

• 限制服務端鏈接池工做線程數

• 限制客戶端對每一個服務創建的鏈接數

本地調用

Injvm 協議是一個僞協議，它不開啓端口，不發起遠程調用，只在 JVM 內直接關聯，但執行 Motan 的 Filter 鏈。