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初识Dubbo

作者:互联网

一、基础知识

1、分布式基础理论

1.1、什么是分布式系统?

《分布式系统原理与范型》定义:“分布式系统是若干独立计算机的集合,这些计算机对于用户来说就像单个相关系统”,分布式系统(distributed system)是建立在网络之上的软件系统。随着互联网的发展,网站应用的规模不断扩大,常规的垂直应用架构已无法应对,分布式服务架构以及流动计算架构势在必行,亟需****一个治理系统****确保架构有条不紊的演进。

1.2、发展演变

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

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1.2.1、流动计算架构

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)[ Service Oriented Architecture]是关键***。

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1.3、RPC

1.3.1、什么叫RPC

RPC【Remote Procedure Call】是指远程过程调用,是一种进程间通信方式,他是一种技术的思想,而不是规范。它允许程序调用另一个地址空间(通常是共享网络的另一台机器上)的过程或函数,而不用程序员显式编码这个远程调用的细节。即程序员无论是调用本地的还是远程的函数,本质上编写的调用代码基本相同。

1.3.2、RPC基本原理

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RPC两个核心模块:通讯,序列化。

2、dubbo核心概念

2.1、简介

Apache Dubbo 是一款高性能、轻量级的开源Java RPC框架,它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。

官网:http://dubbo.apache.org/

2.2、基本概念

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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、dubbo环境搭建

3.1、安装zookeeper

https://blog.csdn.net/cdnight/article/details/81018560

3.2、安装dubbo-admin管理控制台

新版本(参考):https://blog.csdn.net/muriyue6/article/details/109304584

旧版本(参考):https://blog.csdn.net/qq_28988969/article/details/79866111

ps:从Dubbo 2.6.1开始,Dubbo Admin就没有跟dubbo工程放在一起了。新版本是前后端分离的

4、dubbo-helloworld

参考:https://www.cnblogs.com/mengd/p/14213879.html

4.1、工程架构

image-20210909221222928

4.2、创建模块

4.2.1、springboot-dubbo-interface:公共接口层(model,service,exception…)

Service接口

package com.lu.service;

public interface StudentService {
    /**
     * 获取学生总人数
     * @return
     */
    Integer queryAllStudentCount();
}

架构图

image-20210909221512907

打包

image-20210909221731681

4.2.2、springboot-dubbo-provider:服务提供者模块

pom.xml

<!--Dubbo 集成 SpringBoot 框架起步依赖-->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.spring.boot</groupId>
    <artifactId>dubbo-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>2.0.0</version>
</dependency>
<!--Zookeeper 客户端依赖-->
<dependency>
    <groupId>com.101tec</groupId>
    <artifactId>zkclient</artifactId>
    <version>0.10</version>
</dependency>
<!--引入自定义的interface依赖-->
<dependency>
    <groupId>com.lu</groupId>
    <artifactId>springboot-dubbo-interface</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
</dependency>

Service实现

package com.lu.service.impl;

import com.alibaba.dubbo.config.annotation.Service;
import com.lu.service.StudentService;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
// 也可以这样写,写接口的权限定类名
//@Service(interfaceName ="com.md.springboot.service.StudentService",version = "1.0.0",timeout= 15000)
//暴露出接口的类名.class,版本号,
@Service(interfaceClass = StudentService.class,version = "1.0.0",timeout = 15000)
public class StudentServiceImpl implements StudentService {

    @Override
    public Integer queryAllStudentCount() {
        System.out.println("我的服务被调用了!");
        //调用数据持久层,经过一系列操之后得到学生总人数
        return 200;
    }
}

application.properties

server.port=8001

#配置 dubbo 的服务提供者信息
#服务提供者应用名称(必须写,且不能重复)
spring.application.name=springboot-dubbo-provider
#设置当前工程为服务提供者
spring.dubbo.server=true
#设置注册中心
spring.dubbo.registry=zookeeper://localhost:2181
#通信规则(通信协议和接口,不写就为默认)
spring.dubbo.protocol.name=dubbo
spring.dubbo.protocol.port=20880

4.2.3、springboot-dubbo-consumer:服务消费者模块

pom.xml

<!--Dubbo 集成 SpringBoot 框架起步依赖-->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.spring.boot</groupId>
    <artifactId>dubbo-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>2.0.0</version>
</dependency>
<!--Zookeeper 客户端依赖-->
<dependency>
    <groupId>com.101tec</groupId>
    <artifactId>zkclient</artifactId>
    <version>0.10</version>
</dependency>
<!--引入自定义的interface依赖-->
<dependency>
    <groupId>com.lu</groupId>
    <artifactId>springboot-dubbo-interface</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
</dependency>

controller类

package com.lu.controller;

import com.alibaba.dubbo.config.annotation.Reference;
import com.lu.service.StudentService;
import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;

@Controller
public class StudentController {

    @Reference(interfaceClass = StudentService.class,version = "1.0.0",check = false)
    private StudentService studentService;

    @RequestMapping("/student/count")
    @ResponseBody
    public Object studentCount(){
        int count = studentService.queryAllStudentCount();
        return "学生的总数是:" + count;
    }

}

application.properties

#配置 dubbo 的服务提供者信息
#服务提供者应用名称(必须写,且不能重复)
spring.application.name=springboot-dubbo-provider
#设置当前工程为服务提供者
spring.dubbo.server=true
#设置注册中心
spring.dubbo.registry=zookeeper://localhost:2181
server.port=8002

#配置 dubbo 的服务提供者信息
#服务提供者应用名称(必须写,且不能重复)
spring.application.name=springboot-dubbo-consumer
#设置注册中心
spring.dubbo.registry=zookeeper://localhost:2181

4.2.4、注意

//消费者
import com.alibaba.dubbo.config.annotation.Reference;
@Reference
//服务提供者使用的@Service
import com.alibaba.dubbo.config.annotation.Service;
@Service

4.3、测试

先启动zookeeper

# 如果没有配置环境变量,先到对应的目录进行下面的操作
# windows 双击 zkServer.cmd
zkServer.sh start 

访问测试

image-20210909221731681

image-20210909222856851

启动多个服务测试

image-20210911143108581

image-20210911143213702

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4.4、其他配置方式

简单介绍下,具体的可以看:二、dubbo配置

4.4.1、用xml配置

配置提供者

<!--当前应用的名字  -->
<dubbo:application name="gmall-user"></dubbo:application>
<!--指定注册中心的地址  -->
<dubbo:registry address="zookeeper://118.24.44.169:2181" />
<!--使用dubbo协议,将服务暴露在20880端口  -->
<dubbo:protocol name="dubbo" port="20880" />
<!-- 指定需要暴露的服务 -->
<dubbo:service interface="com.atguigu.gmall.service.UserService" ref="userServiceImpl" />

启动服务

public static void main(String[] args) throws IOException {
    ClassPathXmlApplicationContext context = 
        new ClassPathXmlApplicationContext("classpath:spring-beans.xml");

    System.in.read(); 
}

消费者信息配置

<!-- 应用名 -->
<dubbo:application name="gmall-order-web"></dubbo:application>
<!-- 指定注册中心地址 -->
<dubbo:registry address="zookeeper://118.24.44.169:2181" />
<!-- 生成远程服务代理,可以和本地bean一样使用demoService -->
<dubbo:reference id="userService" interface="com.atguigu.gmall.service.UserService"></dubbo:reference>

4.4.2、注解+xml配置

服务提供方

<dubbo:application name="gmall-user"></dubbo:application>
<dubbo:registry address="zookeeper://118.24.44.169:2181" />
<dubbo:protocol name="dubbo" port="20880" />
<dubbo:annotation package="com.atguigu.gmall.user.impl"/>
import com.alibaba.dubbo.config.annotation.Service;
import com.atguigu.gmall.bean.UserAddress;
import com.atguigu.gmall.service.UserService;
import com.atguigu.gmall.user.mapper.UserAddressMapper;

@Service //使用dubbo提供的service注解,注册暴露服务
public class UserServiceImpl implements UserService {

	@Autowired
	UserAddressMapper userAddressMapper;

服务消费放

<dubbo:application name="gmall-order-web"></dubbo:application>
<dubbo:registry address="zookeeper://118.24.44.169:2181" />
<dubbo:annotation package="com.atguigu.gmall.order.controller"/>
@Controller
public class OrderController {
	
	@Reference  //使用dubbo提供的reference注解引用远程服务
	UserService userService;

5、监控中心

5.1、dubbo-admin

图形化的服务管理页面;安装时需要指定注册中心地址,即可从注册中心中获取到所有的提供者/消费者进行配置管理

5.2、dubbo-monitor-simple

简单的监控中心;

5.2.1、安装

1、下载 dubbo-ops:https://github.com/apache/incubator-dubbo-ops

2、修改配置指定注册中心地址进入 dubbo-monitor-simple\src\main\resources\conf修改 dubbo.properties文件img

3、打包dubbo-monitor-simplemvn clean package -Dmaven.test.skip=true

4、解压 tar.gz 文件,并运行start.bat

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如果缺少servlet-api,自行导入servlet-api再访问监控中心

5、启动访问8080

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5.2.2、监控中心配置

所有服务配置连接监控中心,进行监控统计

<!-- 监控中心协议,如果为protocol="registry",表示从注册中心发现监控中心地址,否则直连监控中心 -->
<dubbo:monitor protocol="registry"></dubbo:monitor>

Simple Monitor 挂掉不会影响到 Consumer 和 Provider 之间的调用,所以用于生产环境不会有风险。

Simple Monitor 采用磁盘存储统计信息,请注意安装机器的磁盘限制,如果要集群,建议用mount共享磁盘。

6、整合SpringBoot

1、引入spring-boot-starter以及dubbo和curator的依赖

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.boot</groupId>
    <artifactId>dubbo-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>0.2.0</version>
</dependency>

注意starter版本适配:

image-20210911145433483

2、配置application.properties

提供者配置:

dubbo.application.name=gmall-user #服务名
dubbo.registry.protocol=zookeeper #指定注册中心协议
dubbo.registry.address=192.168.67.159:2181 #注册中心的地址加端口号
dubbo.scan.base-package=com.atguigu.gmall #注解方式要扫描的包
dubbo.protocol.name=dubbo #分布式固定是dubbo,不要改

消费者配置:

dubbo.application.name=gmall-order-web
dubbo.registry.protocol=zookeeper
dubbo.registry.address=192.168.67.159:2181
dubbo.scan.base-package=com.atguigu.gmall
dubbo.protocol.name=dubbo

3、dubbo注解

@Service、@Reference

二、dubbo配置

1、配置原则

image-20210908200704046

JVM 启动 -D 参数优先,这样可以使用户在部署和启动时进行参数重写,比如在启动时需改变协议的端口。

XML 次之,如果在 XML 中有配置,则 dubbo.properties 中的相应配置项无效。

Properties 最后,相当于缺省值,只有 XML 没有配置时,dubbo.properties 的相应配置项才会生效,通常用于共享公共配置,比如应用名。

2、重试次数

失败自动切换,当出现失败,重试其它服务器,但重试会带来更长延迟。可通过 retries=“2” 来设置重试次数(不含第一次)。

重试次数配置如下:

<dubbo:service retries="2" />

<dubbo:reference retries="2" />

<dubbo:reference>
    <dubbo:method name="findFoo" retries="2" />
</dubbo:reference>

3、超时时间

由于网络或服务端不可靠,会导致调用出现一种不确定的中间状态(超时)。为了避免超时导致客户端资源(线程)挂起耗尽,必须设置超时时间。

1、Dubbo消费端

<!-- 全局超时配置 -->
<dubbo:consumer timeout="5000" />

<!-- 指定接口以及特定方法超时配置 -->
<dubbo:reference interface="com.foo.BarService" timeout="2000">
    <dubbo:method name="sayHello" timeout="3000" />
</dubbo:reference> 

2、Dubbo服务端

<!-- 全局超时配置 -->
<dubbo:provider timeout="5000" />

<!-- 指定接口以及特定方法超时配置 -->
<dubbo:provider interface="com.foo.BarService" timeout="2000">
    <dubbo:method name="sayHello" timeout="3000" />
</dubbo:provider>

3、配置原则

dubbo推荐在Provider上尽量多配置Consumer端属性:

配置的覆盖规则:

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4、版本号

当一个接口实现,出现不兼容升级时,可以用版本号过渡,版本号不同的服务相互间不引用。

可以按照以下的步骤进行版本迁移:

<!-- 老版本服务提供者配置:-->
<dubbo:service interface="com.foo.BarService" version="1.0.0" />

<!-- 新版本服务提供者配置:-->
<dubbo:service interface="com.foo.BarService" version="2.0.0" />

<!-- 老版本服务消费者配置:-->
<dubbo:reference id="barService" interface="com.foo.BarService" version="1.0.0" />

<!-- 新版本服务消费者配置:-->
<dubbo:reference id="barService" interface="com.foo.BarService" version="2.0.0" />

<!-- 如果不需要区分版本,可以按照以下的方式配置:-->
<dubbo:reference id="barService" interface="com.foo.BarService" version="*" />

三、高可用

1、zookeeper宕机与dubbo直连

现象:

zookeeper注册中心宕机,还可以消费dubbo暴露的服务。

原因:

健壮性

  • 监控中心宕掉不影响使用,只是丢失部分采样数据
  • 数据库宕掉后,注册中心仍能通过缓存提供服务列表查询,但不能注册新服务
  • 注册中心对等集群,任意一台宕掉后,将自动切换到另一台
  • 注册中心全部宕掉后,服务提供者和服务消费者仍能通过本地缓存通讯
  • 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

高可用:

  • 通过设计,减少系统不能提供服务的时间;

2、集群下dubbo负载均衡配置

在集群负载均衡时,Dubbo 提供了多种均衡策略,缺省为 random 随机调用。

负载均衡策略

随机,按权重设置随机概率。

在一个截面上碰撞的概率高,但调用量越大分布越均匀,而且按概率使用权重后也比较均匀,有利于动态调整提供者权重。

轮循,按公约后的权重设置轮循比率。

存在慢的提供者累积请求的问题,比如:第二台机器很慢,但没挂,当请求调到第二台时就卡在那,久而久之,所有请求都卡在调到第二台上。

最少活跃调用数,相同活跃数的随机,活跃数指调用前后计数差。

使慢的提供者收到更少请求,因为越慢的提供者的调用前后计数差会越大。

一致性 Hash,相同参数的请求总是发到同一提供者。

当某一台提供者挂时,原本发往该提供者的请求,基于虚拟节点,平摊到其它提供者,不会引起剧烈变动。

3、整合hystrix,服务熔断与降级处理

1、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,对一些服务和页面有策略的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交易正常运作或高效运作。

可以通过服务降级功能临时屏蔽某个出错的非关键服务,并定义降级后的返回策略。

向注册中心写入动态配置覆盖规则:

RegistryFactory registryFactory = ExtensionLoader.getExtensionLoader(RegistryFactory.class).getAdaptiveExtension();
Registry registry = registryFactory.getRegistry(URL.valueOf("zookeeper://10.20.153.10:2181"));
registry.register(URL.valueOf("override://0.0.0.0/com.foo.BarService?category=configurators&dynamic=false&application=foo&mock=force:return+null"));

其中:

2、集群容错

在集群调用失败时,Dubbo 提供了多种容错方案,缺省为 failover 重试。

集群容错模式

Failover Cluster
失败自动切换,当出现失败,重试其它服务器。通常用于读操作,但重试会带来更长延迟。可通过 retries="2" 来设置重试次数(不含第一次)。

重试次数配置如下:
<dubbo:service retries="2" />
或
<dubbo:reference retries="2" />
或
<dubbo:reference>
    <dubbo:method name="findFoo" retries="2" />
</dubbo:reference>

Failfast Cluster
快速失败,只发起一次调用,失败立即报错。通常用于非幂等性的写操作,比如新增记录。

Failsafe Cluster
失败安全,出现异常时,直接忽略。通常用于写入审计日志等操作。

Failback Cluster
失败自动恢复,后台记录失败请求,定时重发。通常用于消息通知操作。

Forking Cluster
并行调用多个服务器,只要一个成功即返回。通常用于实时性要求较高的读操作,但需要浪费更多服务资源。可通过 forks="2" 来设置最大并行数。

Broadcast Cluster
广播调用所有提供者,逐个调用,任意一台报错则报错 [2]。通常用于通知所有提供者更新缓存或日志等本地资源信息。

集群模式配置
按照以下示例在服务提供方和消费方配置集群模式
<dubbo:service cluster="failsafe" />
或
<dubbo:reference cluster="failsafe" />

3、整合hystrix

Hystrix 旨在通过控制那些访问远程系统、服务和第三方库的节点,从而对延迟和故障提供更强大的容错能力。Hystrix具备拥有回退机制和断路器功能的线程和信号隔离,请求缓存和请求打包,以及监控和配置等功能

3.1、配置spring-cloud-starter-netflix-hystrix

spring boot官方提供了对hystrix的集成,直接在pom.xml里加入依赖:

<dependency>
 <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
 <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrix</artifactId>
 <version>1.4.4.RELEASE</version>
</dependency>

然后在Application类上增加@EnableHystrix来启用hystrix starter:

@SpringBootApplication
@EnableHystrix
public class ProviderApplication {

3.2、配置Provider端

在Dubbo的Provider上增加@HystrixCommand配置,这样子调用就会经过Hystrix代理。

@Service(version = "1.0.0")
public class HelloServiceImpl implements HelloService {
    @HystrixCommand(commandProperties = {
     @HystrixProperty(name = "circuitBreaker.requestVolumeThreshold", value = "10"),
     @HystrixProperty(name = "execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds", value = "2000") })
    @Override
    public String sayHello(String name) {
        // System.out.println("async provider received: " + name);
        // return "annotation: hello, " + name;
        throw new RuntimeException("Exception to show hystrix enabled.");
    }
}

3.3、配置Consumer端

对于Consumer端,则可以增加一层method调用,并在method上配置@HystrixCommand。当调用出错时,会走到fallbackMethod = "reliable"的调用里。

@Reference(version = "1.0.0")
private HelloService demoService;

@HystrixCommand(fallbackMethod = "reliable")
public String doSayHello(String name) {
    return demoService.sayHello(name);
}
public String reliable(String name) {
    return "hystrix fallback value";
}

四、dubbo原理

1、RPC原理

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一次完整的RPC调用流程(同步调用,异步另说)如下:

1)服务消费方(client)调用以本地调用方式调用服务;

2)client stub接收到调用后负责将方法、参数等组装成能够进行网络传输的消息体;

3)client stub找到服务地址,并将消息发送到服务端;

4)server stub收到消息后进行解码;

5)server stub根据解码结果调用本地的服务;

6)本地服务执行并将结果返回给server stub;

7)server stub将返回结果打包成消息并发送至消费方;

8)client stub接收到消息,并进行解码;

9)服务消费方得到最终结果。

RPC框架的目标就是要2~8这些步骤都封装起来,这些细节对用户来说是透明的,不可见的。

2、netty通信原理

Netty是一个异步事件驱动的网络应用程序框架, 用于快速开发可维护的高性能协议服务器和客户端。它极大地简化并简化了TCP和UDP套接字服务器等网络编程。

BIO:(Blocking IO)

NIO (Non-Blocking IO)

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Selector 一般称为 选择器 ,也可以翻译为 多路复用器

Connect(连接就绪)、Accept(接受就绪)、Read(读就绪)、Write(写就绪)

Netty基本原理:

3、dubbo原理

1、dubbo原理 -框架设计

  • config 配置层:对外配置接口,以 ServiceConfig, ReferenceConfig 为中心,可以直接初始化配置类,也可以通过 spring 解析配置生成配置类

  • proxy 服务代理层:服务接口透明代理,生成服务的客户端 Stub 和服务器端 Skeleton, 以 ServiceProxy 为中心,扩展接口为 ProxyFactory

  • registry 注册中心层:封装服务地址的注册与发现,以服务 URL 为中心,扩展接口为 RegistryFactory, Registry, RegistryService

  • cluster 路由层:封装多个提供者的路由及负载均衡,并桥接注册中心,以 Invoker 为中心,扩展接口为 Cluster, Directory, Router, LoadBalance

  • monitor 监控层:RPC 调用次数和调用时间监控,以 Statistics 为中心,扩展接口为 MonitorFactory, Monitor, MonitorService

  • protocol 远程调用层:封装 RPC 调用,以 Invocation, Result 为中心,扩展接口为 Protocol, Invoker, Exporter

  • exchange 信息交换层:封装请求响应模式,同步转异步,以 Request, Response 为中心,扩展接口为 Exchanger, ExchangeChannel, ExchangeClient, ExchangeServer

  • transport 网络传输层:抽象 mina 和 netty 为统一接口,以 Message 为中心,扩展接口为 Channel, Transporter, Client, Server, Codec

  • serialize 数据序列化层:可复用的一些工具,扩展接口为 Serialization, ObjectInput, ObjectOutput, ThreadPool

2、dubbo原理 -启动解析、加载配置信息

3、dubbo原理 -服务暴露

4、dubbo原理 -服务引用

5、dubbo原理-服务调用

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来源: https://blog.csdn.net/weixin_41858104/article/details/121737434