Dubbo

相关概念

互联网项目架构

互联网项目架构的特点

  • 用户多
  • 流量大,并发高
  • 海量数据
  • 易受攻击
  • 功能繁琐
  • 变更快

传统项目和互联网项目的不同

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用户体验

  • 美观
  • 功能
  • 速度
  • 稳定性

大型互联网项目架构的目标

  • 高性能:提供快速的访问体验
  • 高并发:能够同时承载大访问量
  • 高可用:能够长时间稳定提供服务
  • 可伸缩:可快速调整服务承载能力
  • 高可扩展:架构耦合性高,可快速方便地更新子系统/模块

衡量网站的性能指标

  • 响应时间:指执行一个请求从开始到最后收到响应数据所花费的总体时间。

  • 并发数:指系统同时能处理的请求数量。

  • 并发连接数:每秒钟服务器连接的总 TCP 数量(客户端向服务器发起请求,并建立了 TCP 连接)。

  • 请求数:也称为 QPS(Query Per Second),即每秒的请求数。

  • 并发用户数:单位时间内有多少用户。

  • 吞吐量:指单位时间内系统能处理的请求数量(通常以 QPS 或 TPS 来衡量)。

    • QPS(Query Per Second):每秒查询(请求)数
    • TPS(Transactions Per Second):每秒事务数
  • 一个事务是指一个客户机向服务器发送请求然后服务器做出反应的过程(即客户机在发送请求时开始计时,收到服务器响应后结束计时,以此来计算使用的时间和完成的事务个数)。

  • 1 个页面的 1 次访问,只会形成 1 个 TPS;但 1 次页面请求,可能产生多次对服务器的请求,就会有多个 QPS 。

  • 通常:QPS >= 并发连接数 >= TPS

集群和分布式

  • 集群:一个业务模块,部署在多台服务器上。(很多“人”一起,干一样的事)
  • 分布式:一个大的业务系统,拆分为各个小的子业务系统,分别部署在不同的服务器上。(很多“人”一起,干不一样的事,合起来干一件大事)

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架构演进

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Dubbo 是 SOA 时代的产物,SpringCloud 是微服务时代的产物。

单体架构

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优点

  • 简单:开发部署都很方便,小型项目首选。

缺点

  • 项目启动慢
  • 可靠性差
  • 可伸缩性差
  • 扩展性和可维护性差
  • 性能低

垂直架构

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垂直架构:垂直架构是指将单体架构中的多个模块拆分为多个独立的项目。形成多个独立的单体架构。

优点

  • 解决了单体架构的众多问题。

缺点

  • 重复功能过多。

分布式架构

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分布式架构:指在垂直架构的基础上,将公共业务模块抽取出来,作为独立的服务供其他调用者消费,以实现服务的共享和重用(底层通过 RPC 实现)。

RPC(Remote Procedure Call):远程过程调用。有非常多的协议和技术来都实现了 RPC,比如:HTTP REST 风格、Java RMI 规范、WebService SOAP 协议、Hession 等等。

优点

  • 解决了垂直架构中重复功能过多的问题。

缺点

  • 服务提供方一旦发生变更,所有消费方都需要对应变更。

SOA 架构

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SOA(Service- Oriented Architecture,面向服务的架构):是一个组件模型(设计理念),它将应用程序拆分成不同的功能单元(称为服务),并通过定义良好的接口和契约将各服务联系起来。

ESB(Enterparise Servce Bus):企业服务总线,服务中介。主要是提供了服务与服务之间的交互。ESB 包含的功能如:负载均衡、流量控制、加密处理、服务监控、异常处理、监控告急等。

微服务架构

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  • 微服务架构:是在 SOA 上做的升华,微服务架构强调的一个重点是“业务需要彻底的组件化和服务化”,即原有的单个业务系统会拆分为多个可以独立开发、设计、运行的小应用,这些小应用之间通过服务完成交互和集成。

  • 微服务架构 = 80% 的 SOA 服务架构思想 + 100% 的组件化架构思想 + 80% 的领域建模思想

特点

  • 服务实现组件化:开发者可以自由选择开发技术,也不需要协调其他团队。
  • 去中心化:每个微服务有自己私有的数据库持久化业务数据。
  • 自动化部署:把应用拆分成为一个个独立的单个服务,方便自动化部署、测试、运维。

Dubbo 介绍

什么是 Dubbo ?

  • Dubbo 是阿里巴巴公司开源的一个高性能、轻量级的 Java RPC 框架。
  • 致力于提供高性能和透明化的 RPC 远程服务调用方案,以及 SOA 服务治理方案。
  • 官网: https://dubbo.apache.org

Dubbo 架构

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节点角色说明

  • Provider:暴露服务的服务提供方。
  • Contahier:服务运行容器。
  • 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。

Dubbo 环境安装

ZooKeeper 安装

参考:《ZooKeeper 下载安装》

Dubbo 入门案例

项目工程地址

案例说明: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。本示例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。

  1. 在服务提供者模块中编写 UserServicelmpl 提供服务;
  2. 在服务消费者模块中编写 UserController 远程调用 UserServicelmpl 提供的服务。

公共接口模块

  • UserService.java:
public interface UserService {      public String sayHello(); } 

服务提供者模块

  • UserServiceImpl.java
package com.service.impl;  import com.service.UserService; import org.apache.dubbo.config.annotation.Service;  // Spring的@Service:将该类的对象创建出来,放到Spring的IOC容器中(bean定义) @Service  // dubbo的@Service:将该类提供的方法(服务)对外发布。将访问的ip、端口、路径等信息注册到注册中心中 public class UserServiceImpl implements UserService {          public String sayHello() {         return "welcome to dubbo ~";     } } 
  • applicationContext.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:dubbo="http://dubbo.apache.org/schema/dubbo"        xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"        xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd        http://dubbo.apache.org/schema/dubbo http://dubbo.apache.org/schema/dubbo/dubbo.xsd        http://www.springframework.org/schema/context https://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">      <!-- 扫描spring相关注解 -->     <!-- <context:component-scan base-package="com.service" />-->      <!-- dubbo的配置 -->     <!-- 1.配置项目的名称(唯一) -->     <dubbo:application name="dubbo_service"/>     <!-- 2.配置注册中心的地址 -->     <dubbo:registry address="zookeeper://192.168.3.244:2181"/>     <!-- 3.扫描dubbo相关注解 -->     <dubbo:annotation package="com.service.impl" /> </beans> 

服务消费者模块

  • UserController.java
package com.controller;  import com.service.UserService; import org.apache.dubbo.config.annotation.Reference; import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping; import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;  @RestController @RequestMapping("/user") public class UserController {      // @Autowired  // spring的本地注入     @Reference  // dubbo的远程注入     /*         1. 从注册中心(zookeeper)获取userService的访问url         2. 进行远程调用RPC         3. 将结果封装为一个代理对象。给变量赋值      */     private UserService userService;      @RequestMapping("/sayHello")     public String sayHello() {         return userService.sayHello();     }  } 
  • springmvc.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:dubbo="http://dubbo.apache.org/schema/dubbo"        xmlns:mvc="http://www.springframework.org/schema/mvc"        xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"        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://dubbo.apache.org/schema/dubbo http://dubbo.apache.org/schema/dubbo/dubbo.xsd          http://www.springframework.org/schema/context https://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">      <mvc:annotation-driven/>     <!-- 扫描spring相关注解 -->     <context:component-scan base-package="com.controller"/>      <!-- dubbo的配置 -->     <!-- 1.配置项目的名称(唯一) -->     <dubbo:application name="dubbo_service">         <!-- qos是dubbo的监听服务,本例的service和controller部署在单机中,因此会出现端口(55555)冲突 -->         <dubbo:parameter key="qos.port" value="33333"/> <!--        <dubbo:parameter key="dubbo.port" value="20881"/>-->     </dubbo:application>     <!-- 2.配置注册中心的地址 -->     <dubbo:registry address="zookeeper://192.168.3.244:2181"/>     <!-- 3.扫描dubbo相关注解 -->     <dubbo:annotation package="com.controller" />  </beans> 

测试

分别启动服务提供者和消费者的服务(Tomcat),访问消费者的地址 http://localhost:8000/user/sayHello ,查看浏览器输出结果:

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dubbo-admin

  • dubbo-admin 是图形化的服务管理页面。
  • 开源的 Dubbo 的服务管理控制台是阿里巴巴内部裁剪版本。
  • 从注册中心中获取到所有的提供者/消费者进行配置管理。
  • 开源部分的功能主要包括:路由规则/动态配置/服务降级/访问控制/权重调整/负载均衡等管理功能。
  • dubbo-admin 是一个前后端分离的项目(前端使用 vue,后端使用 springboot),安装 dubbo-admin 其实就是部署该项目。

安装

1)环境准备

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2)下载 Dubbo-Admin

3)解压并修改配置文件

  • 解压后进入 dubbo-admin-developdubbo-admin-serversrcmainresources 目录,找到 application.properties 配置文件 修改 zookeeper 相关配置:
# 修改zookeeper的实际IP和端口 # 注册中心 admin.registry.address=zookeeper://192.168.149.135:2181 # 配置中心 admin.config-center=zookeeper://192.168.149.135:2181 # 元数据中心 admin.metadata-report.address=zookeeper://192.168.149.135:2181 

4)打包项目

在 dubbo-admin-develop 目录执行打包命令:

# 需等待约5分钟 mvn clean package -Dmaven.test.skip=true 

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5)启动后端服务

# 在 dubbo-Admin-developdubbo-admin-distributiontarget 目录 # 执行以下命令启动 dubbo-admin(dubbo-admin 后台由 SpringBoot 构建) java -jar .dubbo-admin-0.1.jar 

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6)启动前端服务

# 在 dubbo-admin-ui 目录下执行命令 npm run dev 

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7)访问

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简单使用

搜索(服务生产者提供的)服务

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查看服务详情

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注意:

  • 服务需要被访问过后,才会在页面服务信息中展示。
  • 元数据信息需要在服务生产者的 spring 配置文件中增加以下配置,再次打开 dubbo-admin 即可显示:
<!-- 元数据配置 --> <dubbo:metadata-report address="zookeeper://192.168.149.135:2181" /> 

核心功能

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Dubbo 高级特性

序列化

  • Dubbo 内部已经将序列化和反序列化的过程内部封装了,我们只需要在定义 pojo 类时实现 serializable 接口即可。
  • 一般我们会定义一个公共的 pojo 模块,让生产者和消费者都依赖该模块。

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地址缓存

当注册中心挂了,服务是否可以正常访问?**

  1. 可以,因为 Dubbo 服务消费者在第一次调用时,会将服务提供方的地址缓存到本地,之后再调用时无需再访问注册中心。
  2. 当服务提供者地址发生变化时,注册中心会通知服务消费者,以便更新缓存。

超时

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  • 当服务消费者在调用服务提供者的时候发生了阻塞、等待的情形时,服务消费者会直等待下去。
  • 在某个峰值时刻,大量的请求都在同时请求服务消费者时,会造成线程的大量堆积,势必会造成雪崩。
  • Dubbo 利用超时机制来解决这个问题:在设置的时间段内,当无法完成服务访问则自动断开连接。
// 使用 timeout 属性配置超时时间,默认值1000,单位毫秒 @Service(timeout=3000) 

重试

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  • 仅设置超时的问题:如果出现网络抖动,则这一次请求就会失败。
  • 为此,Dubbo 还提供了重试机制来避免类似问题的发生。
// 通过retries属性来设置重试次数。默认为2次 @Service(timeout=3000, retries=3)  // 尝试连接4次(1+3) 

多版本

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  • 灰度发布:当出现新功能时,会让一部分用户先使用新功能,用户反馈没问题时,再将所有用户迁移到新功能。

  • Dubbo 中使用 version 属性来设置和调用同一个接口的不同版本。

// 生产者配置 @Service(version = "v1.0")  // 版本一 public class UserServiceImp11 implements UserService {...}  @Service(version = "v2.0")  // 版本二 public class UserServiceImp12 implements UserService {...}  // 消费者配置 @Reference(version = "v2.0")  // 远程注入版本二 private UserService userService; 

负载均衡

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Dubbo 的 4 种负载均衡策略

  • Random:按权重设置随机概率,默认策略。
  • RoundRobin:按权重轮询。
  • LeastActive:最少活跃调用数,即每次选取上一次调用时长最短的服务(相同活跃数则随机)。
  • ConsistentHash:一致性 Hash,相同参数的请求总是发到同一提供者。
// 生产者 1 配置 @Service(weight = 100) public class UserServiceImp1 implements UserService {...} // 生产者 2 配置 @Service(weight = 200) public class UserServiceImp1 implements UserService {...}  // 消费者配置 // @Reference(loadbalance = "roundrobin") // @Reference(loadbalance = "leastactive") // @Reference(loadbalance = "consistenthash") @Reference(loadbalance = "random")  // 按权重随机(默认) private UserService userService; 

集群容错

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Dubbo 集群容错策略

  • Failover Cluster:失败重试(默认值)。当出现失败,重试其它服务器,(默认重试 2 次,使用的是 retries 配置)。一般用于读操作。
  • Failfast Cluster:快速失败。发起一次调用,失败立即报错。通常用于写操作。
  • Failsafe Cluster:失败安全。出现异常时,直接忽略,返回一个空结果。
  • Failback Cluster:失败自动恢复。后台记录失败请求,定时重发。
  • **Forking Cluster **:并行调用多个服务器,只要一个成功即返回。
  • Broadcast Cluster:广播调用所有提供者,逐个调用,任意一台报错则报错。
// 消费者配置 @Reference(cluster = "failover")  // 远程注入 private UserService userService; 

服务降级

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服务降级:当服务器压力剧增的情况下,根据实际业务情况及流量,对一些不太重要的服务(如上图中的广告服务和日志服务)和页面有策略性地不处理或换种简单的方式处理,从而释放服务器资源以保证核心服务(如上图中的支付服务)正常运作或高效运作。

Dubbo 服务降级方式

  • mock = force:return null:表示消费方对该服务的方法调用都直接返回 null 值,不发起远程调用。用来屏蔽不重要服务在不可用时对调用方的影响。

  • mock = fail:return null:表示消费方对该服务的方法调用在失败后,再返回 null 值且不抛异常。用来容忍不重要服务不稳定时对调用方的影响。

// 消费者配置 @Reference(mock="force :return null")  // 不再调用userService的服务 private UserService userService; 

文章标题:Dubbo
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