• 微服务8：通信之RPC实践篇（附源码） Hello

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    微服务8：通信之RPC实践篇（附源码）

    1 说明

    上一节我们我们详细学习了RPC的概念和原理，以及它能够提供的能力。也对目前业内主流的RPC的框架有了一定的了解。接下来以Dobbo为例子，来学习下怎么使用RPC框架来进行服务之间的通信。

    2 Dubbo框架功能介绍

    Apache Dubbo 是一款分布式微服务开发框架，它提供了 RPC通信 与 微服务治理 两大关键能力。这意味着，使用 Dubbo 开发的微服务，将具备相互之间的远程发现与通信能力， 同时利用 Dubbo 提供的丰富服务治理能力，可以实现诸如服务发现、负载均衡、流量调度等服务治理诉求。同时 Dubbo 是高度可扩展的，用户几乎可以在任意功能点去定制自己的实现，以改变框架的默认行为来满足自己的业务需求。

    2.1 服务发现

    服务发现，即消费端自动发现服务地址列表的能力，是微服务框架需要具备的关键能力，借助于自动化的服务发现，微服务之间可以在无需感知对端部署位置与 IP 地址的情况下实现通信。

    实现服务发现的方式有很多种，Dubbo 提供的是一种 Client-Based 的服务发现机制，通常还需要部署额外的第三方注册中心组件来协调服务发现过程，如常用的 Nacos、Consul、Zookeeper 等，Dubbo 自身也提供了对多种注册中心组件的对接，用户可以灵活选择。

    Dubbo 基于消费端的自动服务发现能力，其基本工作原理如下图：
    image

    2.2 RPC通信

    Dubbo3 提供了 Triple(Dubbo3)、Dubbo2 协议，这是 Dubbo 框架的原生协议。除此之外，Dubbo3 也对众多第三方协议进行了集成，并将它们纳入 Dubbo 的编程与服务治理体系， 包括 gRPC、Thrift、JsonRPC、Hessian2、REST 等。

    2.3 服务流量管理

    通过 Dubbo 定义的路由规则，实现对流量分布的控制，可以实现 A/B测试、金丝雀发布、蓝绿发布等能力。

    2.4 配置管理

    描述 Dubbo 支持的配置，Dubbo 的动态配置能力，包含几大类： 启动阶段配置项、服务治理规则、动态配置项。

    2.5 部署架构（注册、配置、元数据中心）

    作为一个微服务框架，Dubbo sdk 跟随着微服务组件被部署在分布式集群各个位置，为了在分布式环境下实现各个微服务组件间的协作， Dubbo 定义了一些中心化组件，这包括：

    • 注册中心。协调 Consumer 与 Provider 之间的地址注册与发现
    • 配置中心。
      • 存储 Dubbo 启动阶段的全局配置，保证配置的跨环境共享与全局一致性
      • 负责服务治理规则（路由规则、动态配置等）的存储与推送。
    • 元数据中心。
      • 接收 Provider 上报的服务接口元数据，为 Admin 等控制台提供运维能力（如服务测试、接口文档等）
      • 作为服务发现机制的补充，提供额外的接口/方法级别配置信息的同步能力，相当于注册中心的额外扩展。
        image

    2.6 高可扩展性

    Dubbo 通过 SPI 机制提供了非常灵活的可扩展性

    3 Dubbo实现简易的RPC通信

    3.1 框架依赖

    image

    • Protocol, Proxy, Service, Container, Registry, Monitor 代表层或模块，蓝色的表示与业务的交互，绿色表示 Dubbo 内部的交互。
    • 主模块 RPC Consumer,RPC Provider, Registry, Monitor 代表部署逻辑拓扑节点。
    • 蓝色虚线为init初始化时调用，红色虚线为async运行时异步调用，红色实线为sync运行时同步调用。
    • Remoting 过程整体都隐含在 Protocol 中。

    3.2 核心角色说明

    • Provider 暴露服务的服务提供方
    • Consumer 调用远程服务的服务消费方（负载均衡）
    • Registry 服务注册与发现的注册中心（监控、心跳、踢出、重入）
    • Monitor 服务消费者和提供者在内存中累计调用次数和调用时间，主动定时每分钟发送一次统计数据到监控中心。
    • Service 服务：执行远程调用、数据序列化

    3.3 在 SpringBoot 中实践

    3.3.1 父项目中引入依赖

    首先引入 Zookeeper 和 Dubbo的依赖，Zookeeper的作用是注册与发现，Dubbo的作用是引入RPC通信核心能力

            <!-- 包含了Zookeeper和Dubbo依赖 -->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.boot</groupId>
            <artifactId>dubbo-spring-boot-starter</artifactId>
            <version>0.2.0</version>
        </dependency>

    3.3.2 创建module

    父项目下面创建三个Module，一个通用模块，一个服务提供者模块，一个服务消费者模块

    • RpcCommon
    • RpcProvider
    • RpcConsume
      image

    3.3.3 通用库 RpcCommon

    提供了公用的实体和接口，比如这边包含了一个用户信息的实体类和用户信息接口,后面的服务提供者和消费这都可以引用：

    /**
 * @author brand
 * @Description: 用户信息实体
 * @Copyright: Copyright (c) 2022
 * @Company: Helenlyn, Inc. All Rights Reserved.
 * @date 2022/3/5 下午3:59
 * @Update Time:
 * @Updater:
 * @Update Comments:
 */
@Getter
@Setter
public class UserInfo implements Serializable {
    private Integer userId;
    private String userName;
    private Integer age;
    private String sex;
}

    /**
 * @author brand
 * @Description: 用户信息接口
 * @Copyright: Copyright (c) 2022
 * @Company: Helenlyn, Inc. All Rights Reserved.
 * @date 2022/3/5 下午5:29
 * @Update Time:
 * @Updater:
 * @Update Comments:
 */
public interface UserInfoService {
    UserInfo getUserInfo (int userId) ;
    String getHello (int userId) ;
}

    3.3.3 服务提供者 RpcProvider

    yml文件中的配置信息如下，可以看到我配置的zookeeper地址是127.0.0.1:2181，这是我本地部署到Zookeeper服务，大家可以对应修改下。
    scan属性指的是暴露服务的位置，对应位置下的类，只要声明 Service 注解，就会被扫描并暴露出去。

    # Dubbo Provider 配置
dubbo:
  application:
    name: rpc-provider # 发布的dubbo服务名称
  registry:
    address: 127.0.0.1:2181  # 使用Zookeeper注册中心提供的服务地址，这边可以配置多个，逗号隔开
    protocol: zookeeper
  protocol:
    name: dubbo
    port: 20882  # 用dubbo协议在20882端口暴露服务
  scan: # 使用注解方式暴露接口，扫描的位置
    base-packages: rpcprovider.modules.service

    然后编写需要暴露出去的接口的实现，这边需要注意类上引入的注解为com.alibaba.dubbo.config.annotation的Service,
    而不是springframework包中的service,这样Service服务才能被注册到dubbo中：

    package rpcprovider.modules.service;

import com.alibaba.dubbo.config.annotation.Service;
import rpccommon.dto.UserInfo;
import rpccommon.service.UserInfoService;

/**
 * @author brand
 * @Description:
 * @Copyright: Copyright (c) 2022
 * @Company: Helenlyn, Inc. All Rights Reserved.
 * @date 2022/3/5 下午5:43
 * @Update Time:
 * @Updater:
 * @Update Comments:
 */
@Service
public class UserInfoServiceImpl implements UserInfoService {
    @Override
    public UserInfo getUserInfo(int userId) {
        UserInfo userInfo = new UserInfo();
        userInfo.setUserId(userId);
        userInfo.setAge(18);
        userInfo.setSex("男");
        userInfo.setUserName("Brand");
        return userInfo;
    }

    @Override
    public String getHello(int userId) {
        return " Hello, " + userId;
    }
}

    启动起来看看Zookeeper的效果，是不是被注册到Dubbo中，这边可以用看到，Provider中已经有注册节点了。

    [zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 68] ls /
[dubbo, zookeeper]
[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 69] ls /dubbo
[rpccommon.service.UserInfoService]
[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 70] ls /dubbo/rpccommon.service.UserInfoService
[configurators, consumers, providers, routers]
[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 71] ls /dubbo/rpccommon.service.UserInfoService/providers
[dubbo%3A%2F%2F172.21.213.159%3A20882%2Frpccommon.service.UserInfoService%3Fanyhost%3Dtrue%26application%3Drpc-provider%26dubbo%3D2.6.2%26generic%3Dfalse%26interface%3Drpccommon.service.UserInfoService%26methods%3DgetHello%2CgetUserInfo%26pid%3D60138%26side%3Dprovider%26timestamp%3D1646535565910]
[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 72]

    3.3.4 消费者 RpcConsume

    yml文件中的配置信息如下：

    # Dubbo Consumer 配置文件
dubbo:
  application:
    name: rpc-consumer
  registry:
    address: 127.0.0.1:2181 # 使用Zookeeper注册中心提供的服务地址来获取服务，这边可以多个逗号隔开
    protocol: zookeeper

    消费者使用注解方式进行RPC调用，这边注意，通过@Reference注解, dubbo会在扫描的时候自动帮我们代理接口，然后通过rpc调用远程服务。如下：

    package rpcconsume.modules.service;

import com.alibaba.dubbo.config.annotation.Reference;
import org.springframework.stereotype.Service;
import rpccommon.dto.UserInfo;
import rpccommon.service.UserInfoService;

/**
 * @author brand
 * @Description: 消费者使用注解方式进行RPC调用
 * @Copyright: Copyright (c) 2022
 * @Company: Helenlyn, Inc. All Rights Reserved.
 * @date 2022/3/5 下午6:49
 * @Update Time:
 * @Updater:
 * @Update Comments:
 */
@Service
public class UserInfoConsumer implements UserInfoService {
    @Reference
    private UserInfoService userInfoService ;

    @Override
    public UserInfo getUserInfo(int userId) {
        return userInfoService.getUserInfo(userId);
    }

    @Override
    public String getHello(int userId) {
        return userInfoService.getHello(userId);
    }
}

    写一个Controller，通过外部调用，来测试效果

    package rpcconsume.modules.controller;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMethod;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import rpccommon.dto.UserInfo;
import rpcconsume.modules.service.UserInfoConsumer;

/**
 * @author brand
 * @Description: 测试消费者效果
 * @Copyright: Copyright (c) 2022
 * @Company: Helenlyn, Inc. All Rights Reserved.
 * @date 2022/3/5 下午6:48
 * @Update Time:
 * @Updater:
 * @Update Comments:
 */
@RestController
@Slf4j
@RequestMapping("/v1.0/consumer")
public class ConsumerController {
    @Autowired
    private UserInfoConsumer userInfoConsumer ;

    /**
     * 获取用户信息
     * @return
     */
    @RequestMapping(value = "/userinfo/{user_id}", method = RequestMethod.GET)
    public UserInfo getUserInfo(@PathVariable("user_id") int userId) {
        return userInfoConsumer.getUserInfo(userId);
    }


    /**
     * 获取问候信息
     * @return
     */
    @RequestMapping(value = "/hello/{user_id}", method = RequestMethod.GET)
    public String getHello(@PathVariable("user_id") int userId) {
        return userInfoConsumer.getHello(userId);
    }
}

    查一下Zookeeper 上的消费者信息：

    [zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 73] ls /dubbo/rpccommon.service.UserInfoService/consumers
[consumer%3A%2F%2F172.21.213.159%2Frpccommon.service.UserInfoService%3Fapplication%3Drpc-consumer%26category%3Dconsumers%26check%3Dfalse%26dubbo%3D2.6.2%26interface%3Drpccommon.service.UserInfoService%26methods%3DgetHello%2CgetUserInfo%26pid%3D60884%26side%3Dconsumer%26timestamp%3D1646536367371]

    调用效果：
    image

    3.3.5 源代码参考

    GitHub地址：https://github.com/WengZhiHua/Helenlyn.Grocery/tree/master/parent

    4 总结

    RPC通信只是 Dubbo 功能的一部分，像上面介绍的那样，除了RPC通信之外，还有服务注册与发现、配置管理、服务流量治理等，基本能达到一个微服务的基本能力要求。
    另外我们还看到，除了Dubbo之外，百度的brpc和Google的gRPC也有很大的受众，也是不错的选择，我们上一章有对主流RPC框架做了对比和分析，可以根据自身的业务特性进行技术选型。
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