Dubbo介绍、Zookeeper注册中心实例

男娘i 2022-04-24 12:18 437阅读 0赞

SOA服务治理

  1.    面向服务的架构（Service-OrientedArchitecture，SOA）自提出到被普遍认可和接受，再到目前应用普及和成熟已有近20年时间，在领域的应用经历了WebService接口、企业服务总线（ESB）、服务管控等不同发展阶段。目前云计算、流程银行等新概念又给了SOA更广泛的发展空间。国际权威机构Gartner认为，SOA是大型企业信息现代化的根本。

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。

Dubbo是什么？

  1.    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**，以及**SOA服务治理方案**。
  3.    简单的说，dubbo就是个服务框架，如果没有分布式的需求，其实是不需要用的，只有在分布式的时候，才有dubbo这样的分布式服务框架的需求，并且本质上是个服务调用的东东，说白了就是个远程服务调用的分布式框架（告别Web Service模式中的WSdl，以服务者与消费者的方式在dubbo上注册）。

其核心部分包含

1. 远程通讯:

提供对多种基于长连接的NIO框架抽象封装，包括多种线程模型，序列化，以及“请求-响应”模式的信息交换方式。

2. 集群容错:

提供基于接口方法的透明远程过程调用，包括多协议支持，以及软负载均衡，失败容错，地址路由，动态配置等集群支持。

3. 自动发现

基于注册中心目录服务，使服务消费方能动态的查找服务提供方，使地址透明，使服务提供方可以平滑增加或减少机器。

Dubbo能做什么？

  • 透明化的远程方法调用，就像调用本地方法一样调用远程方法，只需简单配置，没有任何API侵入。
  • 软负载均衡及容错机制，可在内网替代F5等硬件负载均衡器，降低成本，减少单点。
  • 服务自动注册与发现，不再需要写死服务提供方地址，注册中心基于接口名查询服务提供者的IP地址，并且能够平滑添加或删除服务提供者。

Dubbo架构

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  • 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。

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

Zookeeper用作注册中心的原理

  1.    Dubbo的Provider，Consumer在启动时都会创建一个注册中心，注册中心可以选择Zookeeper，Redis。常用的是Zookeeper，我们这篇博客主要讲的就是Dubbo与Zookeeper的注册交互过程。
  3.     Dubbo里默认使用zkclient来操作zookeeper服务器，其对zookeeper原始客户单做了一定的封装，操作zookeeper时能便捷一些，比如不需要手动处理session超时，不需要重复注册watcher等等。
  5.     简单来讲，zookeeper可以充当一个服务注册表（Service Registry），让多个服务提供者形成一个集群，让服务消费者通过服务注册表获取具体的服务访问地址（ip+端口）去访问具体的服务提供者。如下图所示：
  7.     具体来说，zookeeper就是个分布式文件系统，每当一个服务提供者部署后都要将自己的服务注册到zookeeper的某一路径上: /\{service\}/\{version\}/\{ip:port\}, 比如我们的HelloWorldService部署到两台机器，那么zookeeper上就会创建两条目录：分别为/HelloWorldService/1.0.0/100.19.20.01:16888 /HelloWorldService/1.0.0/100.19.20.02:16888。

在zookeeper中，进行服务注册，实际上就是在zookeeper中创建了一个znode节点，该节点存储了该服务的IP、端口、调用方式(协议、序列化方式)等。该节点承担着最重要的职责，它由服务提供者(发布服务时)创建，以供服务消费者获取节点中的信息，从而定位到服务提供者真正网络拓扑位置以及得知如何调用。RPC服务注册、发现过程简述如下：

  • 服务提供者启动时，会将其服务名称，ip地址注册到配置中心。
  • 服务消费者在第一次调用服务时，会通过注册中心找到相应的服务的IP地址列表，并缓存到本地，以供后续使用。当消费者调用服务时，不会再去请求注册中心，而是直接通过负载均衡算法从IP列表中取一个服务提供者的服务器调用服务。
  • 当服务提供者的某台服务器宕机或下线时，相应的ip会从服务提供者IP列表中移除。同时，注册中心会将新的服务IP地址列表发送给服务消费者机器，缓存在消费者本机。
  • 当某个服务的所有服务器都下线了，那么这个服务也就下线了。
  • 同样，当服务提供者的某台服务器上线时，注册中心会将新的服务IP地址列表发送给服务消费者机器，缓存在消费者本机。
  • 服务提供方可以根据服务消费者的数量来作为服务下线的依据。

感知服务的下线&上线

  1.    zookeeper提供了“心跳检测”功能，它会定时向各个服务提供者发送一个请求（实际上建立的是一个 socket 长连接），如果长期没有响应，服务中心就认为该服务提供者已经“挂了”，并将其剔除，比如100.19.20.02这台机器如果宕机了，那么zookeeper上的路径就会只剩/HelloWorldService/1.0.0/100.19.20.01:16888。
  3.   服务消费者会去监听相应路径（/HelloWorldService/1.0.0），一旦路径上的数据有任务变化（增加或减少），zookeeper都会通知服务消费方服务提供者地址列表已经发生改变，从而进行更新。
  5.  更为重要的是zookeeper 与生俱来的容错容灾能力（比如leader选举），可以确保服务注册表的高可用性。
  7.  使用 zookeeper 作为注册中心时，客户端订阅服务时会向 zookeeper 注册自身；主要是方便对调用方进行统计、管理。但订阅时是否注册 client 不是必要行为，和不同的注册中心实现有关，例如使用 consul 时便没有注册。

ZooKeeper与Dubbo服务集群架构图

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重试的动作包括：

  • Provider向zookeeper注册自身的url，生成一个临时的znode
  • Provider从Dubbo容器中退出，停止提供RPC调用。也就是移除zookeeper内自身url对应的znode
  • Consumer订阅 “ /dubbo/…Service/providers” 目录的子节点，生成ChildListener
  • Consumer从Dubbo容器中退出，移除之前创建的ChildListener

为什么如此设置？ 主要是和zookeeper的通信机制有关的。当zookeeper的Client和Server连接断开，或者心跳超时，那么Server会将相应Client注册的临时节点删除，当然注册的Listener也相应删除。

而Provider和Consumer注册的URL就属于临时节点，当连接断开时，Dubbo注册了zookeeper的StateListener，也就是状态监听器，当Dubbo里的zookeeper Client和Server重新连接上时，将之前注册的的URL添加入这几个失败集合中，然后重新注册和订阅。

实例Dubbo分布式服务治理（zookeeper注册中心）

消费者配置文件：

  1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
  2. <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
  3.        xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  4.        xmlns:dubbo="http://code.alibabatech.com/schema/dubbo"
  5.        xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd http://code.alibabatech.com/schema/dubbo http://code.alibabatech.com/schema/dubbo/dubbo.xsd">
  7.     <dubbo:application name="sayhello-consumer"/>
  8.     <dubbo:registry address="zookeeper://192.168.199.132:2181" />
  9.     <dubbo:reference id="sayhello" interface="com.youfan.service.SayHelloService"/>
  11. </beans>

提供者配置文件：

  1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
  2. <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
  3.        xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  4.        xmlns:dubbo="http://code.alibabatech.com/schema/dubbo"
  5.        xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd http://code.alibabatech.com/schema/dubbo http://code.alibabatech.com/schema/dubbo/dubbo.xsd">
  7.     <!-- 注册中心  -->
  8.     <dubbo:registry address="zookeeper://192.168.199.132:2181" />
  10.     <!-- 用dubbo协议在20880端口暴露服务 -->
  11.         <dubbo:protocol name="dubbo" port="20881"></dubbo:protocol> 
  12.         <!-- 应用名 -->
  13.     <dubbo:application name="dubbo-service-sayhello"/>
  15.     <!-- 向外提供的接口以及实现类  -->
  16.     <dubbo:service interface="com.youfan.service.SayHelloService" ref="sayhelloImpl"/>
  17.         <bean id="sayhelloImpl" class="com.youfan.service.impl.SayHelloServiceImpl"/>
  19. </beans>

在VMware中启动ookeeper：

zookeeper的conf文件目录下：

zkServer.sh start

停止：

zkServer.sh stop

状态：

zkServer.sh status

进入zookeeper中：

zkCli.sh

注意关闭防火墙：

service iptables stop

永久关闭：chkconfig iptables off 查看端口：netstat -ntlp

消费者测试代码：

  1. public class ConsumerTest {
  2.     public static void main(String[] args) throws Exception {
  3.         ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext(
  4.                 new String[]{"application-context-consumer.xml"});
  5.         context.start();
  6.         // obtain proxy object for remote invocation
  7.         SayHelloService sayHelloService = (SayHelloService) context.getBean("sayhello");
  8.         // execute remote invocation
  9.         String hello = sayHelloService.sayhello("laobai");
  10.         // show the result
  11.         System.out.println(hello);
  12.     }
  13. }

提供者代码：

  1. public class ProvideTest {
  2.       public static void main(String[] args) throws Exception {
  3.             ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext(
  4.                     new String[] {"application-context-provide.xml"});
  5.             context.start();
  6.             // press any key to exit
  7.             System.in.read();
  8.         }
  9. }

总结：

  1. Provider和Consumer向Zookeeper注册临时节点，当连接断开时删除相应的注册节点。
  2. Consumer订阅Providers节点的子节点，实时感知Provider的变化情况，实时同步自身的Invoker对象

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