目录
1.3 SOA(Service-Oriented Architecture) 架构
1、软件架构的演进过程
软件架构的发展经历了单体架构、垂直架构、SOA架构到微服务架构的演进过程。
1.1 单体架构
架构说明:全部功能集中在一个项目内(All in one)。
架构优点:架构简单,前期开发成本低,开发周期短,适合小型项目。
架构缺点:全部功能集成在一个工程中,对于大型项目不易开发、扩展和维护;技术栈受限,只能使用一种语言开发;系统性能扩展只能通过扩展集群节点,成本高。
1.2 垂直架构
架构说明:按照业务进行切割,形成小的单体项目。
架构优点:技术栈可扩展(不同的系统可以用不同的编辑语言编写)。
架构缺点:功能集中在一个项目中,不利于开发、扩展、维护;系统扩张只能通过集群的方式;项目之间功能冗余、数据冗余、耦合性强。
1.3 SOA(Service-Oriented Architecture) 架构
SOA架构,即面向服务的架构。可以根据需求通过网络对松散耦合的粗粒度应用组件(服务)进行分布式部署、组合和使用。一个服务通常以独立的形式存在于操作系统进程中。
站在功能角度,把业务逻辑抽象成可复用的服务,通过服务的编排实现业务的快速再生,目的:把原先固有的业务功能转变为通用的业务服务,实现业务逻辑的快速复用。
架构说明:将重复功能或模块抽取成组件的形式,对外提供服务,在项目与服务之间使用ESB(企业服务总线)的形式作为通信的桥梁。
架构优点:重复功能或模块抽取为服务,提高开发效率;可重用性高;可维护性高。
架构缺点:各系统之间业务不同,很难确认功能或模块是重复的;抽取服务的粒度大;系统和服务之间耦合度高。
1.4 微服务架构
分为UI层,服务层,数据层。
架构说明:将系统服务层完全独立出来,抽取为一个一个的微服务,抽取的粒度更细,遵循单一原则,采取轻量级框架协议传输。
架构优点:服务拆分粒度更细,有利于提高开发效率;可以针对不同服务制定对应的优化方案;适用于互联网时代,产品迭代周期更短。
架构缺点:粒度太细导致服务太多,维护成本高;分布式系统开发的技术成本高,对团队的挑战大。
2、Apache Dubbo 概述
2.1 简介
Apache Dubbo是一款高性能的Java RPC框架,其前身是阿里巴巴公司开源的、轻量级的Java RPC框架,可以和Spring无缝集成,2018年阿里巴巴把这个框架捐献给了apache基金会。
什么是RPC?
RPC全称为remote procedure call,即远程过程调用。比如两台服务器A和B,A服务器上部署一个应用,B服务器上部署一个应用,A服务器上的应用想调用B服务器上的应用提供的方法,由于两个应用不在一个内存空间,不能直接调用,所以需要通过网络来表达调用的语义和传达调用的数据。
需要注意的是RPC并不是一个具体的技术,而是指整个网络远程调用过程。
RPC是一个泛化的概念,严格来说一切远程过程调用手段都属于RPC范畴。各种开发语言都有自己的RPC框架。Java中的RPC框架比较多,广泛使用的有RMI、Hessian、Dubbo等。
Dubbo提供了三大核心能力:面向接口的远程方法调用,智能容错和负载均衡,以及服务自动注册和发现。
2.2 Dubbo架构
架构图:
节点角色说明:
节点 |
角色名称 |
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 |
虚线都是异步访问,实线都是同步访问 蓝色虚线:在启动时完成的功能 红色虚线(实线)都是程序运行过程中执行的功能。
调用关系说明:
- 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。
3、服务注册中心Zookeeper
通过前面的Dubbo架构图可以看到,Registry(服务注册中心)在其中起着至关重要的作用。Dubbo官方推荐使用Zookeeper作为服务注册中心。
3.1 Zookeeper介绍
Zookeeper 是 Apache Hadoop 的子项目,是一个树型的目录服务,支持变更推送,适合作为Dubbo服务的注册中心,工业强度较高,可用于生产环境,并推荐使用 。
为了便于理解Zookeeper的树型目录服务,我们先来看一下我们电脑的文件系统(也是一个树型目录结构):
我的电脑可以分为多个盘符(例如C、D、E等),每个盘符下可以创建多个目录,每个目录下面可以创建文件,也可以创建子目录,最终构成了一个树型结构。通过这种树型结构的目录,我们可以将文件分门别类的进行存放,方便我们后期查找。而且磁盘上的每个文件都有一个唯一的访问路径,例如:C:\Windows\kkb\hello.txt。
Zookeeper树型目录服务:
流程说明:
- 服务提供者(Provider)启动时: 向 /dubbo/com.foo.BarService/providers 目录下写入自己的
URL 地址 - 服务消费者(Consumer)启动时: 订阅 /dubbo/com.foo.BarService/providers 目录下的提供者
URL 地址。并向 /dubbo/com.foo.BarService/consumers 目录下写入自己的 URL 地址 - 监控中心(Monitor)启动时: 订阅 /dubbo/com.foo.BarService 目录下的所有提供者和消费者
URL 地址
3.2 安装Zookeeper
下载地址:http://archive.apache.org/dist/zookeeper/
本课程使用的Zookeeper版本为3.4.6,下载完成后可以获得名称为zookeeper-3.4.6.tar.gz的压缩文件。
安装步骤:
第一步:安装 jdk(略)
第二步:把 zookeeper 的压缩包(zookeeper-3.4.6.tar.gz)上传到 linux 系统
第三步:解压缩压缩包 tar -zxvf zookeeper-3.4.6.tar.gz -C /usr
第四步:进入zookeeper-3.4.6目录,创建data目录 mkdir data
第五步:进入conf目录 ,把zoo_sample.cfg 改名为zoo.cfg cd confmv zoo_sample.cfg zoo.cfg
第六步:打开zoo.cfg文件, 修改data属性:dataDir=/usr/zookeeper-3.4.6/data
3.3 启动、停止Zookeeper
进入Zookeeper的bin目录,
启动服务命令: ./zkServer.sh start
停止服务命令: ./zkServer.sh stop
查看服务状态: ./zkServer.sh status
客户端连接: ./zkCli.sh
4、Dubbo快速入门
Dubbo作为一个RPC框架,其最核心的功能就是要实现跨网络的远程调用。本小节就是要创建两个应用,一个作为服务的提供方,一个作为服务的消费方。通过Dubbo来实现服务消费方远程调用服务提供方的方法。
4.1 服务提供方开发
开发步骤:
(1)创建maven工程(打包方式为war)dubbodemo_provider,在pom.xml文件中导入如下坐标
<properties>
<project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
<maven.compiler.source>1.8</maven.compiler.source>
<maven.compiler.target>1.8</maven.compiler.target>
<spring.version>5.0.5.RELEASE</spring.version>
</properties>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework</groupId>
<artifactId>spring-context</artifactId>
<version>${spring.version}</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework</groupId>
<artifactId>spring-beans</artifactId>
<version>${spring.version}</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework</groupId>
<artifactId>spring-webmvc</artifactId>
<version>${spring.version}</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework</groupId>
<artifactId>spring-jdbc</artifactId>
<version>${spring.version}</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework</groupId>
<artifactId>spring-aspects</artifactId>
<version>${spring.version}</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework</groupId>
<artifactId>spring-jms</artifactId>
<version>${spring.version}</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework</groupId>
<artifactId>spring-context-support</artifactId>
<version>${spring.version}</version>
</dependency>
<!-- dubbo相关 -->
<dependency>
<groupId>com.alibaba</groupId>
<artifactId>dubbo</artifactId>
<version>2.6.0</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
<artifactId>zookeeper</artifactId>
<version>3.4.7</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>com.github.sgroschupf</groupId>
<artifactId>zkclient</artifactId>
<version>0.1</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>javassist</groupId>
<artifactId>javassist</artifactId>
<version>3.12.1.GA</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>com.alibaba</groupId>
<artifactId>fastjson</artifactId>
<version>1.2.47</version>
</dependency>
</dependencies>
<build>
<plugins>
<plugin>
<groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
<artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
<version>2.3.2</version>
<configuration>
<source>1.8</source>
<target>1.8</target>
</configuration>
</plugin>
<plugin>
<groupId>org.apache.tomcat.maven</groupId>
<artifactId>tomcat7-maven-plugin</artifactId>
<configuration>
<!-- 指定端口 -->
<port>8081</port>
<!-- 请求路径 -->
<path>/</path>
</configuration>
</plugin>
</plugins>
</build>
(2)配置web.xml文件
<!DOCTYPE web-app PUBLIC
"-//Sun Microsystems, Inc.//DTD Web Application 2.3//EN"
"http://java.sun.com/dtd/web-app_2_3.dtd" >
<web-app>
<display-name>Archetype Created Web Application</display-name>
<context-param>
<param-name>contextConfigLocation</param-name>
<param-value>classpath:applicationContext*.xml</param-value>
</context-param>
<listener>
<listener-
class>org.springframework.web.context.ContextLoaderListener</listener-class>
</listener>
</web-app>
(3)创建服务接口
package com.lxs.service;
public interface HelloService {
public String sayHello(String name);
}
(4)创建服务实现类
package com.lxs.service.impl;
import com.alibaba.dubbo.config.annotation.Service;
import com.lxs.service.HelloService;
@Service
public class HelloServiceImpl implements HelloService {
public String sayHello(String name) {
return "hello " + name;
}
}
注意:服务实现类上使用的Service注解是Dubbo提供的,用于对外发布服务
(5)在src/main/resources下创建applicationContext-service.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:p="http://www.springframework.org/schema/p"
xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
xmlns:dubbo="http://code.alibabatech.com/schema/dubbo"
xmlns:mvc="http://www.springframework.org/schema/mvc"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
http://www.springframework.org/schema/mvc
http://www.springframework.org/schema/mvc/spring-mvc.xsd
http://code.alibabatech.com/schema/dubbo
http://code.alibabatech.com/schema/dubbo/dubbo.xsd
http://www.springframework.org/schema/context
http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">
<!-- 当前应用名称,用于注册中心计算应用间依赖关系,注意:消费者和提供者应用名不要一样 -->
<dubbo:application name="dubbodemo_provider" />
<!-- 连接服务注册中心zookeeper ip为zookeeper所在服务器的ip地址-->
<dubbo:registry address="zookeeper://192.168.134.129:2181"/>
<!-- 注册 协议和port -->
<dubbo:protocol name="dubbo" port="20881"></dubbo:protocol>
<!-- 扫描指定包,加入@Service注解的类会被发布为服务 -->
<dubbo:annotation package="com.lxs.service.impl" />
</beans>
(6) 启动服务
tomcat7:run
4.2 服务消费方开发
开发步骤:
(1)创建maven工程(打包方式为war)dubbodemo_consumer,pom.xml配置和上面服务提供者相同,只需要将Tomcat插件的端口号改为8082即可;
(2)配置web.xml文件
<!DOCTYPE web-app PUBLIC
"-//Sun Microsystems, Inc.//DTD Web Application 2.3//EN"
"http://java.sun.com/dtd/web-app_2_3.dtd" >
<web-app>
<display-name>Archetype Created Web Application</display-name>
<servlet>
<servlet-name>springmvc</servlet-name>
<servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet-
class>
<!-- 指定加载的配置文件 ,通过参数contextConfigLocation加载 -->
<init-param>
<param-name>contextConfigLocation</param-name>
<param-value>classpath:applicationContext-web.xml</param-value>
</init-param>
<load-on-startup>1</load-on-startup>
</servlet>
<servlet-mapping>
<servlet-name>springmvc</servlet-name>
<url-pattern>*.do</url-pattern>
</servlet-mapping>
</web-app>
(3)将服务提供者工程中的HelloService接口复制到当前工程
(4)编写Controller
package com.lxs.controller;
import com.alibaba.dubbo.config.annotation.Reference;
import com.lxs.service.HelloService;
import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;
@Controller
@RequestMapping("/demo")
public class HelloController {
@Reference
private HelloService helloService;
@RequestMapping("/hello")
@ResponseBody
public String getName(String name){
//远程调用
String result = helloService.sayHello(name);
System.out.println(result);
return result;
}
}
注意:Controller中注入HelloService使用的是Dubbo提供的@Reference注解
(5)在src/main/resources下创建applicationContext-web.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:p="http://www.springframework.org/schema/p"
xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
xmlns:dubbo="http://code.alibabatech.com/schema/dubbo"
xmlns:mvc="http://www.springframework.org/schema/mvc"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
http://www.springframework.org/schema/mvc
http://www.springframework.org/schema/mvc/spring-mvc.xsd
http://code.alibabatech.com/schema/dubbo
http://code.alibabatech.com/schema/dubbo/dubbo.xsd
http://www.springframework.org/schema/context
http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">
<!-- 当前应用名称,用于注册中心计算应用间依赖关系,注意:消费者和提供者应用名不要一样 -->
<dubbo:application name="dubbodemo-consumer" />
<!-- 连接服务注册中心zookeeper ip为zookeeper所在服务器的ip地址-->
<dubbo:registry address="zookeeper://192.168.134.129:2181"/>
<!-- 扫描的方式暴露接口 -->
<dubbo:annotation package="com.lxs.controller" />
</beans>
(6)运行测试 tomcat7:run启动
在浏览器输入http://localhost:8082/demo/hello.do?name=Jack,查看浏览器输出结果。
思考一:上面的Dubbo入门案例中我们是将HelloService接口从服务提供者工程(dubbodemo_provider)复制到服务消费者工程(dubbodemo_consumer)中,这种做法是否合适?还有没有更好的方式?
答:这种做法显然是不好的,同一个接口被复制了两份,不利于后期维护。更好的方式是单独创建一个maven工程,将此接口创建在这个maven工程中。需要依赖此接口的工程只需要在自己工程的
pom.xml文件中引入maven坐标即可。
思考二:在服务消费者工程(dubbodemo_consumer)中只是引用了HelloService接口,并没有提供实现类,Dubbo是如何做到远程调用的?
答:Dubbo底层是基于代理技术为HelloService接口创建代理对象,远程调用是通过此代理对象完成的。可以通过开发工具的debug功能查看此代理对象的内部结构。另外,Dubbo实现网络传输底层是基于Netty框架完成的。
思考三:上面的Dubbo入门案例中我们使用Zookeeper作为服务注册中心,服务提供者需要将自己的服务信息注册到Zookeeper,服务消费者需要从Zookeeper订阅自己所需要的服务,此时Zookeeper服务就变得非常重要了,那如何防止Zookeeper单点故障呢?
答:Zookeeper其实是支持集群模式的,可以配置Zookeeper集群来达到Zookeeper服务的高可用,防止出现单点故障。