1.基础知识
1.1、分布式理论
什么是分布式系统?
在《分布式系统原理与范型》一书中有如下定义:“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”;
分布式系统是由一组通过网络进行通信、为了完成共同的任务而协调工作的计算机节点组成的系统。分布式系统的出现是为了用廉价的、普通的机器完成单个计算机无法完成的计算、存储任务。其目的是利用更多的机器,处理更多的数据。
分布式系统(distributed system)是建立在网络之上的软件系统。
首先需要明确的是,只有当单个节点的处理能力无法满足日益增长的计算、存储任务的时候,且硬件的提升(加内存、加磁盘、使用更好的CPU)高昂到得不偿失的时候,应用程序也不能进一步优化的时候,我们才需要考虑分布式系统。因为,分布式系统要解决的问题本身就是和单机系统一样的,而由于分布式系统多节点、通过网络通信的拓扑结构,会引入很多单机系统没有的问题,为了解决这些问题又会引入更多的机制、协议,带来更多的问题。。。
Dubbo
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,急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。
适用于小型网站,小型管理系统,将所有功能都部署到一个功能里,简单易用。
缺点:
1、性能扩展比较难
2、带来协同开发问题
3、不利于升级维护
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。
通过切分业务来实现各个模块独立部署,降低了维护和部署的难度,团队各司其职更易管理,性能扩展也更方便,更有针对性。
缺点: 公用模块无法重复利用,开发性的浪费
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) [ Service Oriented Architecture ] 是关键。
1.2、什么是RPC?
RPC【Remote Procedure Call】是指远程过程调用,是一种进程间通信方式,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。
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函数/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。
为什么要用 RPC呢?就是无法在一个进程内,甚至一个计算机内通过本地调用的方式完成的需求,比如不同的系统间的通讯,甚至不同的组织间的通讯,由于计算能力需要横向扩展,需要在多台机器组成的集群上部署应用。RPC就是要像调用本地的函数一样去调远程函数;
RPC基本原理
步骤解析:
RPC两个核心模块:通讯,序列化。
推荐阅读:
如何给老婆解释什么是RPC:https://www.jianshu.com/p/2accc2840a1b
RPC简介及框架选择:https://www.jianshu.com/p/b0343bfd216e
从原理到选型,一文带你搞懂RPC:https://mp.weixin.qq.com/s/ll4nUVB28KpyTMS93xAckQ
2.Dubbo
2.1、什么是dubbo?
Apache Dubbo |ˈdʌbəʊ| 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,以及服务自动注册和发现。
官网:https://dubbo.apache.org/zh/
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 。
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。
Dubbo注册中心
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
2.2、Dubbo环境搭建
点进dubbo官方文档,推荐我们使用Zookeeper 注册中心。
什么是Zookeeper?
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。
可参考菜鸟教程:https://www.runoob.com/w3cnote/zookeeper-tutorial.html
2.3、window下安装zookeeper
1、下载 zookeeper :地址, 版本是3.8.0 , 解压 zookeeper
2、运行 /bin/zkServer.cmd ,初次运行会报错,没有zoo.cfg配置文件;
可能遇到问题:闪退 !
解决方案:编辑 zkServer.cmd文件末尾添加 pause 。这样运行出错就不会退出,会提示错误信息,
方便找到原因。
注意几个重要位置:
dataDir=/tmp/zookeeper 临时数据存储的目录(可写相对路径)
clientPort=2181 zookeeper的客户端端口号
因为新版 zookeeper 3.6 之后的版本,开启服务器,zk会自动占用 8080 端口,而后端服务器大部分都需要使用8080端口,所以在 zoo.cfg 文件后加入以下配置:
# admin.serverPort 默认占8080端口
admin.serverPort=8888
修改完成后再次点击 zkServer.cmd 启动 zookeeper 服务
开启客户端:
查看节点:
2.4、window下安装dubbo-admin
dubbo本身并不是一个服务软件。它其实就是一个jar包,能够帮你的java程序连接到zookeeper,并利用zookeeper消费、提供服务。
但是为了让用户更好的管理监控众多的dubbo服务,官方提供了一个可视化的监控程序dubbo-admin,不过这个监控即使不装也不影响使用。
1、下载dubbo-admin
地址:https://github.com/apache/dubbo-admin/tree/master
2、解压进入目录
提示:新版的项目是前后端分离
查看 dubbo-admin\src\main\resources \application.properties 指定 zookeeper地址
admin.registry.address=zookeeper://127.0.0.1:2181
admin.config-center=zookeeper://127.0.0.1:2181
admin.metadata-report.address=zookeeper://127.0.0.1:2181
admin.root.user.name=root
admin.root.user.password=root
#dubbo config
dubbo.application.name=dubbo-admin
dubbo.registry.address=${admin.registry.address}
3、在项目目录下打包
mvn clean package -Dmaven.test.skip=true
打包成功如图:
4、开启服务端 dubbo-admin-server (记得开启 zookeeper 服务)
mvn --projects dubbo-admin-server spring-boot:run
或者cd dubbo-admin-distribution/target; java -jar dubbo-admin-0.1.jar
5、开启前端 dubbo-admin-ui
npm install
npm run dev
访问 http://localhost:8082 账号:root 密码:root
3.SpringBoot + Dubbo + zookeeper
项目源码:
GitHub:https://github.com/jiutian777/dubbo-zookeeper-springboot
Gitee:https://gitee.com/jiutian777/dubbo-zookeeper-springboot
3.1、框架搭建
-
IDEA 创建一个空项目
-
先创建一个公共模块:dubbo-springboot-common
创建实体类:
@Data @AllArgsConstructor @NoArgsConstructor @Accessors(chain = true) public class Ticket implements Serializable { private Long id; private String name; private BigDecimal price; }
创建服务类接口:
比如卖票的服务
public interface TicketService { Ticket getTicket(); }
-
分别创建两个 SpringBoot 应用模块:dubbo-springboot-provider(服务提供者)、dubbo-springboot-consumer(消费者)
-
分别导入相关依赖:
<!-- dubbo-springBoot --> <dependency> <groupId>org.apache.dubbo</groupId> <artifactId>dubbo-spring-boot-starter</artifactId> <version>2.7.8</version> </dependency> <!--针对zookeeper的常见应用场景,提供了方便的 Recipes(菜谱),帮助用户快速高效地完成代码开发。--> <dependency> <groupId>org.apache.curator</groupId> <artifactId>curator-recipes</artifactId> <version>2.13.0</version> </dependency> <!--公共模块--> <dependency> <groupId>com.jiutian</groupId> <artifactId>dubbo-springboot-common</artifactId> <version>0.0.1-SNAPSHOT</version> </dependency>
3.2、服务提供者
编写接口实现类:
// 规定版本号 version,可以用版本号从早期的接口实现过渡到新的接口实现,版本号不同的服务相互间不引用
// interfaceClass,通过反射引用远程接口服务
@DubboService(version = "1.0.0",interfaceClass = TicketService.class)
public class TicketServiceImpl implements TicketService {
@Override
public Ticket getTicket() {
return new Ticket(1001L,"《功夫》",new BigDecimal("150.5"));
}
}
提示:这里的 @DubboService 注解是新版本 dubbo jar 包支持的,如果是旧版本的 dubbo jar 包应该用 @Service 但是要注意是 dubbo 下的 Service 注解而不是 Springboot 自带的 Service 注解。
配置 application.properties:
server.port=8001
# 当前服务应用名字
dubbo.application.name=provider-server
# 注册中心地址
dubbo.registry.address=zookeeper://127.0.0.1:2181
# 哪些服务被注册,扫描包
dubbo.scan.base-packages=com.jiutian.service
#声明 dubbo的端口号
dubbo.protocol.port = 20881
#声明dubbo的协议
dubbo.protocol.name = dubbo
**提示:**因为要用 dubbo-admin 来实现监控,而新版的 dubbo-admin 中集成了一个测试服务用的是 20880 端口,所以这里的 dubbo 的端口号不能再是 20880。
3.3、消费者
实现消费者买票
编写用户接口:
public interface UserService {
Ticket buyTicket();
}
编写用户接口实现类:
@Service
public class UserServiceImpl implements UserService {
/**
* 远程引用指定的服务,他会按照全类名进行匹配,看谁给注册中心注册了这个全类名
* 引用,Pom坐标,可以定义路径相同的接口名
* 版本号要一致
*/
@DubboReference(version = "1.0.0")
private TicketService ticketService;
@Override
public Ticket buyTicket() {
Ticket ticket = ticketService.getTicket();
System.out.println(ticket.toString());
return ticket;
}
}
编写 UserController :
@RequestMapping("/user")
@RestController
public class UserController {
private final UserServiceImpl userService;
@Autowired
public UserController(UserServiceImpl userService) {
this.userService = userService;
}
@RequestMapping("/getTicket")
public Ticket getTicket(){
return userService.buyTicket();
}
}
配置 application.properties:
server.port=8002
# 消费者,暴露名字
dubbo.application.name=consumer-server
# 注册中心名字
dubbo.registry.address=zookeeper://127.0.0.1:2181
3.4、启动测试
- 开启 Zookeeper 服务 (2181、8888)
- 开启 dubbo-admin 监控服务
- 开启 dubbo-admin-server (
java -jar dubbo-admin-0.3.0.jar
) (8080、20880) - 开启 dubbo-admin-ui(
npm run dev
)(8082)
- 开启 dubbo-admin-server (
- 开启 dubbo-springboot-provider 服务提供者 (8001)
- 开启 dubbo-springboot-consumer 服务消费者 (8002)
访问 :