• Dubbo框架入门介绍


    背景

       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。

           

      

    单一应用架构

      当网站流量很小时,只需一个应用,将所有功能都部署在一起,以减少部署节点和成本。

      此时,用于简化增删改查工作量的 数据访问框架(ORM) 是关键

    垂直应用架构

      当访问量逐渐增大,单一应用增加机器带来的加速度越来越小,将应用拆成互不相干的几个应用,以提升效率。

      此时,用于加速前端页面开发的 Web框架(MVC) 是关键

    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

    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) 是关键

      

    需求

       

      在大规模服务化之前,应用可能只是通过RMIHessian等工具,简单的暴露和引用远程服务,通过配置服务的URL地址进行调用,通过F5等硬件进行负载均衡。

      (1) 当服务越来越多时,服务URL配置管理变得非常困难,F5硬件负载均衡器的单点压力也越来越大。

        此时需要一个服务注册中心,动态的注册和发现服务,使服务的位置透明。

        并通过在消费方获取服务提供方地址列表,实现软负载均衡和Failover,降低对F5硬件负载均衡器的依赖,也能减少部分成本。

      (2) 当进一步发展,服务间依赖关系变得错踪复杂,甚至分不清哪个应用要在哪个应用之前启动,架构师都不能完整的描述应用的架构关系。

        这时,需要自动画出应用间的依赖关系图,以帮助架构师理清理关系。

      (3) 接着,服务的调用量越来越大,服务的容量问题就暴露出来,这个服务需要多少机器支撑?什么时候该加机器?

        为了解决这些问题,第一步,要将服务现在每天的调用量,响应时间,都统计出来,作为容量规划的参考指标。

            其次,要可以动态调整权重,在线上,将某台机器的权重一直加大,并在加大的过程中记录响应时间的变化,直到响应时间到达阀值,记录此时的访问量,再以此访问量乘以机器数反推总容量。

      以上是Dubbo最基本的几个需求,更多服务治理问题参见:

      http://code.alibabatech.com/blog/experience_1402/service-governance-process.html 

    架构

         

    节点角色说明:

      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。

    调用关系说明:

      1. 服务容器负责启动,加载,运行服务提供者。

      2. 服务提供者在启动时,向注册中心注册自己提供的服务。

      3. 服务消费者在启动时,向注册中心订阅自己所需的服务。

      4. 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。

      5. 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。

      6. 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。

    (1) 连通性:

      注册中心负责服务地址的注册与查找,相当于目录服务,服务提供者和消费者只在启动时与注册中心交互,注册中心不转发请求,压力较小

      监控中心负责统计各服务调用次数,调用时间等,统计先在内存汇总后每分钟一次发送到监控中心服务器,并以报表展示

      服务提供者向注册中心注册其提供的服务,并汇报调用时间到监控中心,此时间不包含网络开销

      服务消费者向注册中心获取服务提供者地址列表,并根据负载算法直接调用提供者,同时汇报调用时间到监控中心,此时间包含网络开销

      注册中心,服务提供者,服务消费者三者之间均为长连接,监控中心除外

      注册中心通过长连接感知服务提供者的存在,服务提供者宕机,注册中心将立即推送事件通知消费者

      注册中心和监控中心全部宕机,不影响已运行的提供者和消费者,消费者在本地缓存了提供者列表

      注册中心和监控中心都是可选的,服务消费者可以直连服务提供者

    (2) 健状性:

      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

    (3) 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

    (4) 升级性:

    • 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,进行流动计算,现有分布式服务架构不会带来阻力:

             

    用法

     本地服务:(Spring配置)

         Local.xml

    <bean id=“xxxService” class=“com.xxx.XxxServiceImpl” />

    <bean id=“xxxAction” class=“com.xxx.XxxAction”>

        <property name=“xxxService” ref=“xxxService” />

    </bean>

     远程服务:(Spring配置)

      在本地服务的基础上,只需做简单配置,即可完成远程化:

      将上面的local.xml配置拆分成两份,将服务定义部分放在服务提供方remote-provider.xml,将服务引用部分放在服务消费方remote-consumer.xml

      并在提供方增加暴露服务配置<dubbo:service>,在消费方增加引用服务配置<dubbo:reference>

      

      如下:

      remote-provider.xml  

      <bean id=“xxxService” class=“com.xxx.XxxServiceImpl” />       <!--和本地服务一样实现远程服务-->  

      <dubbo:service interface=“com.xxx.XxService” ref=“xxxService” />  <!--暴露远程服务配置-> 

      remote-consumer.xml

    <!-- 增加引用远程服务配置 -->

    <dubbo:reference id=“xxxService” interface=“com.xxx.XxxService” />  

    <!-- 和本地服务一样使用远程服务 -->

    <bean id=“xxxAction” class=“com.xxx.XxxAction”> 

      <property name=“xxxService” ref=“xxxService” />

    </bean>

      

    服务提供者

      定义服务接口: (该接口需单独打包,在服务提供方和消费方共享)   

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

    在服务提供方实现接口:(对服务消费方隐藏实现)

    package com.alibaba.dubbo.demo.provider; 

    public class DemoServiceImpl implements DemoService 

        public String sayHello(String name) {

            return "Hello " + name;

        } 

    }

     Spring配置声明暴露服务:

     Provider.xml

    <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans" ....> 
        <!-- 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>

     加载Spring配置:

    public class Provider { 
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            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
        } 
    }

      

    服务消费者 

    通过Spring配置引用远程服务:

    <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    
    <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans" ....>
        <!-- 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" /> </beans>

       

    加载Spring配置,并调用远程服务:(也可以使用IoC注入)    

    import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;
    
    import com.alibaba.dubbo.demo.DemoService; 
    
    public class Consumer { 
        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(); 
    
            // 获取远程服务代理
            DemoService demoService = (DemoService)context.getBean("demoService"); 
    
            String hello = demoService.sayHello("world"); // 执行远程方法 
    
            System.out.println( hello ); // 显示调用结果
        } 
    }

    补充:

      Dubbo主要用于分布式架构中,解决远程服务调用以及服务注册与发现等问题,但不影响视图层,数据访问层使用的技术,你依然可以使用ssh。

      阿里调用量最大的服务,每天约4亿次调用,使用了12台虚拟机,平均响应时间在2ms-3ms左右。
      决定响应时间的通常不是远程服务调用层,而是数据访问层。


      在分布式服务框架中,RPC只是基石,当应用全面服务化后,服务治理才是关键,这也是Dubbo的一个工作重心,但这一次开源的不包含治理模块。

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      Dubbo主要用于服务化,以及SOA治理。

      应用在什么场合?

      当应用大了,可能需要垂直拆分应用, 减少各业务间干扰,内聚业务,灵活应对多变的业务需求, 提高业务的复用度,提升业务的敏捷性,提升开发效率,降低维护成本, 隔离上层展现逻辑和核心业务逻辑,方便架构的持续优化,减缓架构退化。 这样,应用之间的互相调用,就需要一个RPC作为基础设施。 另外,当服务多了,错综复杂的依赖关系需要治理。


      有什么优势?

      Dubbo提供动态服务注册与发现机制,使服务集群能够平滑升级和优雅降级,提高集群伸缩性。
      Dubbo提供软负载均衡及容错方案,减少对硬件负载均衡器的单点依赖,提升网站可靠性。 并且Dubbo的通讯协议针对常规的服务,一般都请求数据量小,但并发量大,消费者远比提供者多等情况,做了优化。

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