Dubbo 分布式服务框架简介

1、分布式服务框架

1.1 Dubbo 简介

• Dubbo 是一个分布式服务框架，以及阿里巴巴内部的 SOA 服务化治理方案的核心框架。其功能主要包括：高性能 NIO 通讯及多协议集成，服务动态寻址与路由，软负载均衡与容错，依赖分析与降级等。

• 说通俗点，就是首先将程序组件化成一个个相对独立的服务，然后就可以对服务进行分布式；而且，它有注册中心通过监听，实时发现着新服务，并部署，还可以推送给客户端；它还集成了负载均衡的解决方案，利用随机算法来将各个服务科学地分配到多台服务器上；当然，它也集成了容错机制，来提高集群的稳定性。
• 官网首页: http://dubbo.io/
• 官方用户指南: http://dubbo.apache.org/zh-cn/docs/user/quick-start.html

• 官方开发指南: http://dubbo.apache.org/zh-cn/docs/dev/build.html

• 当当网的扩展版本 dubbox : https://github.com/dangdangdotcom/dubbox

• 京东的扩展版本 jd-hydra: http://www.oschina.net/p/jd-hydra

1.2 SOA 简介

• SOA（Service Oriented Architecture）：面向服务的架构。由服务治理、服务注册和发现、RPC、监控中心、调度中心以及服务路由、负载均衡等功能模块组成的资源调度和治理中心。

1.3 RPC 简介

• RPC 是指远程过程调用，也就是说两台服务 A，B，一个应用部署在 A 服务器上，想要调用 B 服务器上应用提供的函数/方法，由于不在一个内存空间，不能直接调用，需要通过网络来表达调用的语义和传达调用的数据。

• RPC 演进

  

• 框架演进：ORM –> MVC –> RPC –> SOA

• 架构演进：单一应用架构 –> 垂直应用架构 —> 分布式服务架构 –> 流动计算架构

  • 单一应用架构：网站流量小的时候，将所有功能集中到单一应用以减少成本。
  • 垂直应用架构：网站流量增大，横向扩展带来的效益越来越低，将应用拆分为互不相干的几个应用以提升效率。
  • 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。
  • 弹性计算架构：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。

2、Dubbo 架构简介

• Dubbo 架构图

  

• 节点角色

  • Provider：服务提供方，在启动时向注册中心注册服务；
  • Consumer：服务消费方，向注册中心请求服务提供方列表，在本地做负载均衡调用服务；
  • Register：注册中心，提供服务注册与发现（一般由 Zookeeper 担当），通过长连接与 Provider 和 Consumer 保持连接，负责监控 Provider 的上下线并及时通知 Consumer；
  • Monitor：监控中心，负责统计服务的性能数据；
  • Container：服务运行容器。

• 调用关系

  • 0.start：服务运行容器启动、加载、运行服务提供方，一般由 Spring 容器启动 Jar 运行；
  • 1.register: 服务提供方在启动时，向注册中心注册自己的 IP、服务接口等信息；
  • 2.subscribe: 服务消费方向注册中心订阅自己感兴趣的服务提供方;
  • 3.notify: 注册中心在服务提供方发生变更时将基于长连接向消费方推送消息；
  • 4.invoke: 服务消费方在本地对服务列表做软负载均衡算法，选择最优的服务提供方进行 RPC 调用；
  • 5.count: 消费方和提供方向监控中心定时异步推送服务调用次数和时间，消费方的包括网络耗时，提供方不包括网络耗时。

• 性能说明

  • 连通性：注册中心通过长连接与 Provider 和 Consumer 进行通信，Provider 和 Consumer 直接通过 PRC 直接调用，其只在启动时向注册中心注册和订阅，注册中心不转发请求，当注册中心宕机，Consumer 依然可以通过本地缓存的 Provider 的地址列表进行调用；Provider 和 Consumer 与监控中心定时地通过异步通信方式进行服务调用信息上传；
  • 健壮性：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。
  • 扩展性：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，进行弹性计算，现有分布式服务架构不会带来阻力。

3、Dubbo 使用简介

• 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，其配置采用 XML 和注解的方式，使用 Spring 的 BeanFactory 加载 Bean，运行在 Spring 容器中。

• 简易步骤如下

  • 1）搭建 zookeeper 消息中心
  • 2）搭建 dubbo 服务端代码
  • 3）搭建 dubbo 客户端代码

3.1 搭建服务提供方

• 1）定义服务接口

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

  • 打包成 Jar 包在服务提供方和消费者处使用，该工程里除了接口定义以外，还有各种实体类和通用工具类

• 2）实现服务接口

  // 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;
      }
  }

  • 采用 Maven 的多项目结构，将接口定义和服务实现定义在同一个父项目下。

• 3）暴露服务

  • XML方式

  <beans>
      <!-- 省略 schema --!>
  
      <!-- 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>

  • 注解方式

  // 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，也可以用 dubbo.properties 配置 -->
  <dubbo:application name="annotation-provider" />
  <dubbo:registry address="127.0.0.1:4548" />
  
  <!-- 扫描注解包路径，多个包用逗号分隔，不填 pacakge 表示扫描当前 ApplicationContext 中所有的类 -->
  <dubbo:annotation package="com.foo.bar.service" />

• 4）启动

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

  • 服务启动时，将向注册中心注册本服务的 IP、接口等信息。

3.2 搭建服务消费方

• 1）引用远程服务接口

  • xml 方式

  // consumer.xml
  
  <!-- 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" />

  • 注解方式

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

• 2）调用服务

  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
  }