Dubbo 详解

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一、分布式基础

  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。

  老式系统(单一应用架构)就是把一个系统,统一放到一个服务器当中然后每一个服务器上放一个系统,如果说要更新代码的话,每一个服务器上的系统都要重新去部署十分的麻烦。而分布式系统就是将一个完整的系统拆分成多个不同的服务,然后再将每一个服务单独的放到一个服务器当中。

发展演变

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ORM

单一应用架构: 一个项目装到一个服务器当中,也可以运行多个服务器每一个服务器当中都装一个项目。

缺点:

  • 如果要添加某一个功能的话就要把一个项目重新打包,在分别部署到每一个服务器当中去。
  • 如果后期项目越来越大的话单台服务器跑一个项目压力会很大,不利于维护,开发和程序的性能。

MVC

垂直应用架构: 将应用切割成几个互不相干的小应用,在将每个小应用独立放到一个服务器上,如果哪一个应用的访问数量多就多加几台服务器。

RPC

分布式应用架构(远程过程调用): 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。

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SOA

流动计算架构: 在分布式应用架构的基础上增加了一个调度、治理中心基于访问压力实时管理集群容量、提高集群的利用率,用于提高机器利用率的 资源调度和治理中心(SOA) 是关键 (不浪费计算机资源)

RPC 简介

  • RPC [ Remote Procedure Call]是指远程过程调用,是一种进程间的通信方式,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。
  • 它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。也就是说两台服务器 A,B,一个应用部署在 A 服务器上,想要调用 B 服务器上应用提供的方法,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和传达调用的数据。

RPC 工作原理

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  1. Client 像调用本地服务似的调用远程服务;
  2. Client stub 接收到调用后,将方法、参数序列化;
  3. 客户端通过 sockets 将消息发送到服务端;
  4. Server stub 收到消息后进行解码(将消息对象反序列化);
  5. Server stub 根据解码结果调用本地的服务;
  6. 本地服务执行(对于服务端来说是本地执行)并将结果返回给 Server stub;
  7. Server stub 将返回结果打包成消息(将结果消息对象序列化);
  8. 服务端通过 sockets 将消息发送到客户端;
  9. Client stub 接收到结果消息,并进行解码(将结果消息发序列化);
  10. 客户端得到最终结果。

RPC 调用分以下两种:

  • 同步调用: 客户方等待调用执行完成并返回结果。
  • 异步调用: 客户方调用后不用等待执行结果返回,但依然可以通过回调通知等方式获取返回结果。若客户方不关心调用返回结果,则变成单向异步调用,单向调用不用返回结果。

二、Dubbo 简介

  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,服务自动注册和发现。

特性

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(1)服务注册中心

  • 相比 Hessian 类 RPC 框架,Dubbo 有自己的服务中心, 写好的服务可以注册到服务中心, 客户端从服务中心寻找服务,然后再到相应的服务提供者机器获取服务。通过服务中心可以实现集群、负载均衡、高可用(容错) 等重要功能。
  • 服务中心一般使用 zookeeper 实现,也有 redis 和其他一些方式。以使用 zookeeper 作为服务中心为例,服务提供者启动后会在 zookeeper 的/dubbo 节点下创建提供的服务节点,包含服务提供者 ip、port 等信息。服务提供者关闭时会从 zookeeper 中移除对应的服务。
  • 服务使用者会从注册中心 zookeeper 中寻找服务,同一个服务可能会有多个提供者,Dubbo 会帮我们找到合适的服务提供者,也就是针对服务提供者的负载均衡。

(2)负载均衡

  • 当同一个服务有多个提供者在提供服务时,客户端如何正确的选择提供者实现负载均衡呢?dubbo 也给我们提供了几种方案:
    • random 随机 选择提供者,并可以给提供者设置权重
    • roundrobin 轮询 选择提供者
    • leastactive 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。
    • consistenthash 一致性 hash,相同参数的请求发到同一台机器上。

(3)简化测试,允许直连提供者
  在开发阶段为了方便测试,通常系统客户端能指定调用某个服务提供者,那么可以在引用服务时加一个 url 参数去指定服务提供者。

(4)服务版本,服务分组
  在 Dubbo 配置文件中可以通过制定版本实现连接制定提供者,也就是通过服务版本可以控制服务的不兼容升级;当同一个服务有多种实现时,可以使用服务分组进行区分。

设计架构

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服务提供者(Provider): 暴露服务的服务提供方,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(Consumer): 调用远程服务的服务消费方,服务消费者在启动时,向注册中心订阅自己所需的服务,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。
注册中心(Registry): 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。
监控中心(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,定时每分钟发送一次统计数据到监控中心。

配置原则

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  1. 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。
  2. XML 次之,如果在 XML 中有配置,则 dubbo.properties 中的相应配置项无效。
  3. 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。

dubbo 推荐在 Provider 上尽量多配置 Consumer 端属性

配置的覆盖原则

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高可用

  通过设计,减少系统不能提供服务的时间
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:

  • 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

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。

集群容错

  在集群调用失败时,Dubbo 提供了多种容错方案:

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)。

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。

  • Dubbo

    Dubbo 是一个分布式服务框架,致力于提供高性能和透明化的 RPC 远程服务调用方案,是 [阿里巴巴] SOA 服务化治理方案的核心框架,每天为 2,000+ 个服务提供 3,000,000,000+ 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。

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