Java集群优化——dubbo+zookeeper构建高可用分布式集群

        不久前。我们讨论过Nginx+tomcat组成的集群，这已经是很灵活的集群技术，可是当我们的系统遇到更大的瓶颈，所有应用的单点server已经不能满足我们的需求，这时，我们要考虑第二种。我们熟悉的内容，就是分布式，而当下流行的Dubbo框架，不容我们忽视，这里，咱们一起来探讨一下这个框架的使用。

一，背景

    曾经我们须要远程调用他人的接口，我们是这么做的：

                                              

我们遇到的问题：

        (1) 当服务越来越多时。服务URL配置管理变得很困难。F5硬件负载均衡器的单点压力也越来越大。
此时须要一个服务注冊中心。动态的注冊和发现服务。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，也能降低部分成本。
        (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写叙述应用的架构关系。
这时。须要自己主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。这个服务须要多少机器支撑？什么时候该加机器？
        为了解决这些问题。第一步。要将服务如今每天的调用量，响应时间。都统计出来。作为容量规划的參考指标。

        其次。要能够动态调整权重，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，记录此时的訪问量，再以此訪问量乘以机器数反推总容量。

        为解决这些问题，Dubbo为我们做了什么呢：

                               

负载均衡：

                                        

        这就是所谓的软负载均衡！

        如今让我们一起来接触下这个优秀的框架：

        简单介绍

     架构如图：

                                                      

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: 服务注冊与发现的注冊中心。

        Monitor: 统计服务的调用次调和调用时间的监控中心。

        Container: 服务执行容器。

调用关系说明：

        0. 服务容器负责启动，载入，执行服务提供者。

        1. 服务提供者在启动时，向注冊中心注冊自己提供的服务。

        2. 服务消费者在启动时。向注冊中心订阅自己所需的服务。

        3. 注冊中心返回服务提供者地址列表给消费者，假设有变更，注冊中心将基于长连接推送变更数据给消费者。

        4. 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，假设调用失败，再选还有一台调用。

        5. 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。

        Dubbo提供了非常多协议，Dubbo协议、RMI协议、Hessian协议，我们查看Dubbo源码。有各种协议的实现，如图所看到的：

                                                                       

        我们之前没用Dubbo之前时，大部分都使用Hessian来使用我们服务的暴露和调用。利用HessianProxyFactory调用远程接口。

        上面是參考了Dubbo官方网介绍，接下来我们来介绍SpringMVC、Dubbo、Zookeeper整合使用。

第三：Dubbo与Zookeeper、SpringMVC整合使用

  

  第一步：在Linux上安装Zookeeper

       Zookeeper作为Dubbo服务的注冊中心，Dubbo原先基于数据库的注冊中心。没採用Zookeeper，Zookeeper一个分布式的服务框架，是树型的文件夹服务的数据存储，能做到集群管理数据 ，这里能非常好的作为Dubbo服务的注冊中心，Dubbo能与Zookeeper做到集群部署，当提供者出现断电等异常停机时，Zookeeper注冊中心能自己主动删除提供者信息，当提供者重新启动时。能自己主动恢复注冊数据。以及订阅请求。我们先在linux上安装Zookeeper，我们安装最简单的单点，集群比較麻烦。

   

先须要安装JdK。从Oracle的Java站点下载，安装非常easy，就不再详述。

单机模式

        单机安装很easy。仅仅要获取到 Zookeeper 的压缩包并解压到某个文件夹如：C:zookeeper-3.4.5下，Zookeeper 的启动脚本在 bin 文件夹下。Windows 下的启动脚本是 zkServer.cmd。

        在你运行启动脚本之前，还有几个主要的配置项须要配置一下。Zookeeper 的配置文件在 conf 文件夹下。这个文件夹下有 zoo_sample.cfg 和 log4j.properties，你须要做的就是将 zoo_sample.cfg 改名为 zoo.cfg，由于 Zookeeper 在启动时会找这个文件作为默认配置文件。以下具体介绍一下。这个配置文件里各个配置项的意义。

<span style="font-size:18px;"># The number of milliseconds of each tick
tickTime=2000
# The number of ticks that the initial 
# synchronization phase can take
initLimit=10
# The number of ticks that can pass between 
# sending a request and getting an acknowledgement
syncLimit=5
# the directory where the snapshot is stored.
# do not use /tmp for storage, /tmp here is just 
# example sakes.
dataDir=C:\zookeeper-3.4.5\data
dataLogDir=C:\zookeeper-3.4.5\log
# the port at which the clients will connect
clientPort=2181
#
# Be sure to read the maintenance section of the 
# administrator guide before turning on autopurge.
#
# http://zookeeper.apache.org/doc/current/zookeeperAdmin.html#sc_maintenance
#
# The number of snapshots to retain in dataDir
#autopurge.snapRetainCount=3
# Purge task interval in hours
# Set to "0" to disable auto purge feature
#autopurge.purgeInterval=1</span>

• tickTime：这个时间是作为 Zookeeper server之间或client与server之间维持心跳的时间间隔。也就是每一个 tickTime 时间就会发送一个心跳。
• dataDir：顾名思义就是 Zookeeper 保存数据的文件夹，默认情况下，Zookeeper 将写数据的日志文件也保存在这个文件夹里。

• dataLogDir：顾名思义就是 Zookeeper 保存日志文件的文件夹
• clientPort：这个port就是client连接 Zookeeper server的port。Zookeeper 会监听这个port。接受client的訪问请求。

        当这些配置项配置好后，你如今就能够启动 Zookeeper 了，启动后要检查 Zookeeper 是否已经在服务，能够通过 netstat – ano 命令查看是否有你配置的 clientPort port号在监听服务。

  第二步：配置dubbo-admin的管理页面。方便我们管理页面

        (1)下载dubbo-admin-2.4.1.war包。在windows的tomcat部署。先把dubbo-admin-2.4.1放在tomcat的webapps/ROOT下，然后进行解压

        (2)然后到webapps/ROOT/WEB-INF下，有一个dubbo.properties文件，里面指向Zookeeper ，使用的是Zookeeper 的注冊中心，如图所看到的：

        

<span style="font-size:18px;">dubbo.registry.address=zookeeper://127.0.0.1:2181
dubbo.admin.root.password=root
dubbo.admin.guest.password=guest</span>

        (3)然后启动tomcat服务，username和password：root,并訪问服务，显示登陆页面。说明dubbo-admin部署成功，如图所看到的：

      

  第三步：SpringMVC与Dubbo的整合，这边使用的Maven的管理项目

        第一：我们先开发服务注冊的，就是提供服务，项目结构如图所看到的：

         

        （1）test-maven-api项目增加了一个服务接口，代码例如以下：

public interface TestRegistryService {
   public String hello(String name);
}

       （2）test-maven-console在pom.xml增加Dubbo和Zookeeper的jar包、引用test-maven-api的jar包，代码例如以下：

  

<span style="font-size:18px;"><dependency>
  		<groupId>cn.test</groupId>
  		<artifactId>test-maven-api</artifactId>
  		<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
  	</dependency>
  
      <dependency>
            <groupId>com.alibaba</groupId>
            <artifactId>dubbo</artifactId>
            <version>2.5.3</version>
        </dependency>
        
         <dependency>
            <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
			<artifactId>zookeeper</artifactId>
			<version>3.4.6</version>
        </dependency>
  
      <dependency>
     	 <groupId>com.github.sgroschupf</groupId>
		 <artifactId>zkclient</artifactId>
		 <version>0.1</version>
</dependency></span>

        (3)test-maven-console实现详细的服务。代码例如以下：

@Service("testRegistryService")
public class TestRegistryServiceImpl implements TestRegistryService {
	public String hello(String name) {	
		return "hello"+name;
	}
}

        (4)我们服务以及实现好了，这时要暴露服务。代码例如以下：

  

<?
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:jee="http://www.springframework.org/schema/jee"
	xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"
	<span style="color:#cc0000;">xmlns:dubbo="http://code.alibabatech.com/schema/dubbo"</span>
	xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
	xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.1.xsd
	http://www.springframework.org/schema/tx http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx-3.1.xsd
	http://www.springframework.org/schema/jee http://www.springframework.org/schema/jee/spring-jee-3.1.xsd
	<span style="color:#990000;">http://code.alibabatech.com/schema/dubbo http://code.alibabatech.com/schema/dubbo/dubbo.xsd</span>
	http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-3.1.xsd"
	default-lazy-init="false" >
   <!-- 提供方应用名称信息。这个相当于起一个名字。我们dubbo管理页面比較清晰是哪个应用暴露出来的 -->
   <dubbo:application name="dubbo_provider"></dubbo:application>
   <!-- 使用zookeeper注冊中心暴露服务地址 -->  
   <dubbo:registry address="zookeeper://127.0.0.1:2181" check="false" subscribe="false" register=""></dubbo:registry>
  <!-- 要暴露的服务接口 -->  
  <dubbo:service interface="cn.test.dubbo.registry.service.TestRegistryService" ref="testRegistryService" />  	
</beans>

  

说明：

   dubbo:registry 标签一些属性的说明：

      1）register是否向此注冊中心注冊服务，假设设为false，将仅仅订阅。不注冊。

      2）check注冊中心不存在时，是否报错。

      3）subscribe是否向此注冊中心订阅服务，假设设为false，将仅仅注冊，不订阅。

      4）timeout注冊中心请求超时时间(毫秒)。

      5）address能够Zookeeper集群配置，地址能够多个以逗号隔开等。

  dubbo:service标签的一些属性说明：

     1）interface服务接口的路径

     2）ref引用相应的实现类的Bean的ID

     3）registry向指定注冊中心注冊，在多个注冊中心时使用，值为<dubbo:registry>的id属性，多个注冊中心ID用逗号分隔。假设不想将该服务注冊到不论什么registry，可将值设为N/A

     4）register 默认true 。该协议的服务是否注冊到注冊中心。

    (5)启动项目，然后我们在Dubbo管理页面上显示，已经暴露的服务。但显示还没有消费者，由于我们还没实现消费者服务，如图所看到的：

  

   第二：我们在开发服务消费者。就是调用服务，我们在新建一个新的消费者项目：

       

        （1）test-maven-server-console的pom.xml引入Dubbo和Zookeeper的jar包、test-maven-api的jar包。由于引入test-maven-api的jar包。我们在项目中调用像在本地调用一样。

代码例如以下：

      

<span style="font-size:18px;"><dependency>
  		<groupId>cn.test</groupId>
  		<artifactId>test-maven-api</artifactId>
  		<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
  	</dependency>
  
      <dependency>
            <groupId>com.alibaba</groupId>
            <artifactId>dubbo</artifactId>
            <version>2.5.3</version>
        </dependency>
        
         <dependency>
            <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
			<artifactId>zookeeper</artifactId>
			<version>3.4.6</version>
        </dependency>
  
      <dependency>
     	 <groupId>com.github.sgroschupf</groupId>
		 <artifactId>zkclient</artifactId>
		 <version>0.1</version>
</dependency></span>

        （2）test-maven-server-console项目的详细实现。代码例如以下：

     

@Controller
public class IndexController {
	
	@Autowired
	private TestRegistryService testRegistryService;
	
	@RequestMapping("/hello")
	public String index(Model model){
	     String name=testRegistryService.hello("zz");
	     System.out.println("xx=="+name);
		return "";
	}

}

        (3)我们要引用的地址，代码例如以下：
   

<?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:jee="http://www.springframework.org/schema/jee"
	xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"
	<span style="background-color: rgb(255, 255, 255);"><span style="color:#990000;">xmlns:dubbo="http://code.alibabatech.com/schema/dubbo"</span></span>
	xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
	xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.1.xsd
	http://www.springframework.org/schema/tx http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx-3.1.xsd
	http://www.springframework.org/schema/jee http://www.springframework.org/schema/jee/spring-jee-3.1.xsd
	<span style="color:#990000;">http://code.alibabatech.com/schema/dubbo http://code.alibabatech.com/schema/dubbo/dubbo.xsd</span>
	http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-3.1.xsd"
	default-lazy-init="false" >

   <dubbo:application name="dubbo_consumer"></dubbo:application>
   <!-- 使用zookeeper注冊中心暴露服务地址 -->  
   <dubbo:registry address="zookeeper://192.168.74.129:2181" check="false"></dubbo:registry> 
     <!-- 要引用的服务 -->  
   <dubbo:reference interface="cn.test.dubbo.registry.service.TestRegistryService" id="testRegistryService"></dubbo:reference>
</beans>

说明：

   dubbo:reference 的一些属性的说明：

      1）interface调用的服务接口

      2）check 启动时检查提供者是否存在，true报错，false忽略

      3）registry 从指定注冊中心注冊获取服务列表，在多个注冊中心时使用，值为<dubbo:registry>的id属性。多个注冊中心ID用逗号分隔

      4）loadbalance 负载均衡策略，可选值：random,roundrobin,leastactive。分别表示：随机，轮循，最少活跃调用

   

(4)项目启动，Dubbo管理页面。能看到消费者，如图所看到的：

 

(5)然后訪问消费者项目。Controller层能像调用本地一样调用服务的详细实现，如图所看到的：

  

总结：

        经过一系列的操作之后，我们感觉，的确非常easy，dubbo给我们封装了非常多操作，让我们不须要过多考虑详细的实现细节，配置化生成咱们的应用，这种思想。如今在IT行业正在盛行。