Dubbo框架

谁借莪１个温暖的怀抱￠ 2022-05-19 23:24 142阅读 0赞

参考链接：[https://blog.csdn.net/noaman\_wgs/article/details/70214612][https_blog.csdn.net_noaman_wgs_article_details_70214612]

# 背景 #

Dubbo开始于电商系统，因此在这里先从电商系统的演变讲起。

> 单一应用框架(ORM)

当网站流量很小时，只需一个应用，将所有功能如下单支付等都部署在一起，以减少部署节点和成本。  
缺点：单一的系统架构，使得在开发过程中，占用的资源越来越多，而且随着流量的增加越来越难以维护  
![这里写图片描述][SouthEast]

> 垂直应用框架(MVC)

垂直应用架构解决了单一应用架构所面临的扩容问题，流量能够分散到各个子系统当中，且系统的体积可控，一定程度上降低了开发人员之间协同以及维护的成本，提升了开发效率。  
缺点：但是在垂直架构中相同逻辑代码需要不断的复制，不能复用。

![这里写图片描述][SouthEast 1]

> 分布式应用架构(RPC)

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  
![这里写图片描述][SouthEast 2]

> 流动计算架构(SOA)

随着服务化的进一步发展，服务越来越多，服务之间的调用和依赖关系也越来越复杂，诞生了面向服务的架构体系(SOA)，也因此衍生出了一系列相应的技术，如对服务提供、服务调用、连接处理、通信协议、序列化方式、服务发现、服务路由、日志输出等行为进行封装的服务框架

从以上是电商系统的演变可以看出架构演变的过程：  
![这里写图片描述][SouthEast 3]

## 架构演变总结： ##

*  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。

## RPC ##

**在这里插播一条关于RPC的简介：**  
RPC(Remote Procedure Call Protocol)：远程过程调用：  
两台服务器A、B，分别部署不同的应用a,b。当A服务器想要调用B服务器上应用b提供的函数或方法的时候，由于不在一个内存空间，不能直接调用，需要通过网络来表达调用的语义传达调用的数据。  
说白了，就是你在你的机器上写了一个程序，我这边是无法直接调用的，这个时候就出现了一个远程服务调用的概念。

**RPC概念**  
RPC是一种通过网络从远程计算机程序上请求服务，而不需要了解底层网络技术的协议。RPC协议假定某些传输协议的存在，如TCP或UDP，为通信程序之间携带信息数据。在OSI网络通信模型中，RPC跨越了传输层和应用层。RPC使得开发包括网络分布式多程序在内的应用程序更加容易。  
RPC采用客户机/服务器模式。请求程序就是一个客户机，而服务提供程序就是一个服务器。首先，客户机调用进程发送一个有进程参数的调用信息到服务进程，然后等待应答信息。在服务器端，进程保持睡眠状态直到调用信息到达为止。当一个调用信息到达，服务器获得进程参数，计算结果，发送答复信息，然后等待下一个调用信息，最后，客户端调用进程接收答复信息，获得进程结果，然后调用执行继续进行。

**RPC需要解决的问题：**

**通讯问题** : 主要是通过在客户端和服务器之间建立TCP连接，远程过程调用的所有交换的数据都在这个连接里传输。连接可以是按需连接，调用结束后就断掉，也可以是长连接，多个远程过程调用共享同一个连接。  
**寻址问题** ： A服务器上的应用怎么告诉底层的RPC框架，如何连接到B服务器（如主机或IP地址）以及特定的端口，方法的名称名称是什么，这样才能完成调用。比如基于Web服务协议栈的RPC，就要提供一个endpoint URI，或者是从UDDI服务上查找。如果是RMI调用的话，还需要一个RMI Registry来注册服务的地址。  
**序列化 与 反序列化** ： 当A服务器上的应用发起远程过程调用时，方法的参数需要通过底层的网络协议如TCP传递到B服务器，由于网络协议是基于二进制的，内存中的参数的值要序列化成二进制的形式，也就是序列化（Serialize）或编组（marshal），通过寻址和传输将序列化的二进制发送给B服务器。  
同理，B服务器接收参数要将参数反序列化。B服务器应用调用自己的方法处理后返回的结果也要序列化给A服务器，A服务器接收也要经过反序列化的过程。

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# dubbo简介 #

Dubbo是Alibaba开源的分布式服务框架，它最大的特点是按照分层的方式来架构，使用这种方式可以使各个层之间解耦合（或者最大限度地松耦合）。从服务模型的角度来看，Dubbo采用的是一种非常简单的模型，要么是提供方提供服务，要么是消费方消费服务，所以基于这一点可以抽象出服务提供方（Provider）和服务消费方（Consumer）两个角色。关于注册中心、协议支持、服务监控等内容，详见后面描述。

## dubbo是什么 ##

Dubbo是：

*  一款分布式服务框架
 *  高性能和透明化的RPC远程服务调用方案
 *  SOA服务治理方案

每天为2千多个服务提供大于30亿次访问量支持，并被广泛应用于阿里巴巴集团的各成员站点以及别的公司的业务中。

# 架构 #

![这里写图片描述][dubbo-architecture.png]  
**说明：**  
Dubbo框架设计一共划分了10个层，而最上面的Service层是留给实际想要使用Dubbo开发分布式服务的开发者实现业务逻辑的接口层。图中左边淡蓝背景的为服务消费方使用的接口，右边淡绿色背景的为服务提供方使用的接口， 位于中轴线上的为双方都用到的接口。

下面，结合Dubbo官方文档，我们分别理解一下框架分层架构中，各个层次的设计要点：

1.  服务接口层（Service）：该层是与实际业务逻辑相关的，根据服务提供方和服务消费方的业务设计对应的接口和实现。
2.  配置层（Config）：对外配置接口，以ServiceConfig和ReferenceConfig为中心，可以直接new配置类，也可以通过spring解析配置生成配置类。
3.  服务代理层（Proxy）：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。
4.  服务注册层（Registry）：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和RegistryService。可能没有服务注册中心，此时服务提供方直接暴露服务。
5.  集群层（Cluster）：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和LoadBalance。将多个服务提供方组合为一个服务提供方，实现对服务消费方来透明，只需要与一个服务提供方进行交互。
6.  监控层（Monitor）：RPC调用次数和调用时间监控，以Statistics为中心，扩展接口为MonitorFactory、Monitor和MonitorService。
7.  远程调用层（Protocol）：封将RPC调用，以Invocation和Result为中心，扩展接口为Protocol、Invoker和Exporter。Protocol是服务域，它是Invoker暴露和引用的主功能入口，它负责Invoker的生命周期管理。Invoker是实体域，它是Dubbo的核心模型，其它模型都向它靠扰，或转换成它，它代表一个可执行体，可向它发起invoke调用，它有可能是一个本地的实现，也可能是一个远程的实现，也可能一个集群实现。
8.  信息交换层（Exchange）：封装请求响应模式，同步转异步，以Request和Response为中心，扩展接口为Exchanger、ExchangeChannel、ExchangeClient和ExchangeServer。
9.  网络传输层（Transport）：抽象mina和netty为统一接口，以Message为中心，扩展接口为Channel、Transporter、Client、Server和Codec。
10. 数据序列化层（Serialize）：可复用的一些工具，扩展接口为Serialization、 ObjectInput、ObjectOutput和ThreadPool。

## 要点 ##

从上面的架构图中，我们可以了解到，Dubbo作为一个分布式服务框架，主要具有如下几个核心的要点：

**服务定义**  
服务是围绕服务提供方和服务消费方的，服务提供方实现服务，而服务消费方调用服务。

**服务注册**  
对于服务提供方，它需要发布服务，而且由于应用系统的复杂性，服务的数量、类型也不断膨胀；对于服务消费方，它最关心如何获取到它所需要的服务，而面对复杂的应用系统，需要管理大量的服务调用。而且，对于服务提供方和服务消费方来说，他们还有可能兼具这两种角色，即既需要提供服务，有需要消费服务。  
通过将服务统一管理起来，可以有效地优化内部应用对服务发布/使用的流程和管理。服务注册中心可以通过特定协议来完成服务对外的统一。Dubbo提供的注册中心有如下几种类型可供选择：

*  Multicast注册中心
 *  Zookeeper注册中心
 *  Redis注册中心
 *  Simple注册中心

**服务监控**  
无论是服务提供方，还是服务消费方，他们都需要对服务调用的实际状态进行有效的监控，从而改进服务质量。

**远程通信与信息交换**  
远程通信需要指定通信双方所约定的协议，在保证通信双方理解协议语义的基础上，还要保证高效、稳定的消息传输。Dubbo继承了当前主流的网络通信框架，主要包括如下几个：

*  Mina
 *  Netty
 *  Grizzly

**服务调用**  
下面从Dubbo官网直接拿来，看一下基于RPC层，服务提供方和服务消费方之间的调用关系，如图所示：  
![这里写图片描述][dubbo-relation.png]

**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。

上图中，蓝色的表示与业务有交互，绿色的表示只对Dubbo内部交互。上述图所描述的调用流程如下：

**调用流程**  
0. 服务容器负责启动，加载，运行服务提供者。  
1. 服务提供者在启动时，向注册中心注册自己提供的服务。  
2. 服务消费者在启动时，向注册中心订阅自己所需的服务。  
3. 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。  
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，如果调用失败，再选另一台调用。  
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

服务订阅/取消  
为了满足应用系统的需求，服务消费方的可能需要从服务注册中心订阅指定的有服务提供方发布的服务，在得到通知可以使用服务时，就可以直接调用服务。反过来，如果不需要某一个服务了，可以取消该服务。下面看一下对应的时序图，如图所示：  
![这里写图片描述][dubbo-refer.png]

**协议支持**  
Dubbo支持多种协议，如下所示：

*  Dubbo协议
 *  Hessian协议
 *  HTTP协议
 *  RMI协议
 *  WebService协议
 *  Thrift协议
 *  Memcached协议
 *  Redis协议

在通信过程中，不同的服务等级一般对应着不同的服务质量，那么选择合适的协议便是一件非常重要的事情。你可以根据你应用的创建来选择。例如，使用RMI协议，一般会受到防火墙的限制，所以对于外部与内部进行通信的场景，就不要使用RMI协议，而是基于HTTP协议或者Hessian协议。

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# Dubbo入门Demo #

了解了Dubbo以后，自然要搭建一个简单的Demo实现。本文采用Dubbo与Zookeeper、Spring框架的整合。

主要是以下几个步骤：  
1. 安装Zookeeper,启动；  
2. 创建MAVEN项目，构建Dubbo+Zookeeper+Spring实现的简单Demo；  
3. 安装Dubbo-admin，实现监控。

## Zookeeper ##

本Demo中的Dubbo注册中心采用的是Zookeeper。为什么采用Zookeeper呢？

Zookeeper是一个分布式的服务框架，是树型的目录服务的数据存储，能做到集群管理数据 ，这里能很好的作为Dubbo服务的注册中心。

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注册中心能自动删除提供者信息，当提供者重启时，能自动恢复注册数据，以及订阅请求

具体的安装方法在此不一一叙述，可参考博文：  
[http://blog.csdn.net/tlk20071/article/details/52028945][http_blog.csdn.net_tlk20071_article_details_52028945]

安装完成后，进入到bin目录，并且启动zkServer.cmd，这个脚本中会启动一个java进程：  
(注：需要先启动zookeeper后，后续dubbo demo代码运行才能使用zookeeper注册中心的功能)  
![这里写图片描述][SouthEast 4]

## 创建MAVEN项目 ##

项目结构：  
主要分三大模块：

*  dubbo-api : 存放公共接口；
 *  dubbo-consumer :　调用远程服务；
 *  dubbo-provider : 提供远程服务。

![这里写图片描述][SouthEast 5]

[https_blog.csdn.net_noaman_wgs_article_details_70214612]: https://blog.csdn.net/noaman_wgs/article/details/70214612
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