Java集群优化——dubbo+zookeeper构建高可用分布式集群

超、凢脫俗 2022-06-12 14:09 277阅读 0赞

不久前，我们讨论过Nginx+tomcat组成的集群，这已经是非常灵活的集群技术，但是当我们的系统遇到更大的瓶颈，全部应用的单点服务器已经不能满足我们的需求，这时，我们要考虑另外一种，我们熟悉的内容，就是分布式，而当下流行的Dubbo框架，不容我们忽视，这里，咱们一起来探讨一下这个框架的使用。

一，背景

以前我们需要远程调用他人的接口，我们是这么做的：

![Center][]

我们遇到的问题：

(1) 当服务越来越多时，服务URL配置管理变得非常困难，F5硬件负载均衡器的单点压力也越来越大。  
此时需要一个服务注册中心，动态的注册和发现服务，使服务的位置透明。  
并通过在消费方获取服务提供方地址列表，实现软负载均衡和Failover，降低对F5硬件负载均衡器的依赖，也能减少部分成本。  
        (2) 当进一步发展，服务间依赖关系变得错踪复杂，甚至分不清哪个应用要在哪个应用之前启动，[架构][Link 1]师都不能完整的描述应用的架构关系。  
这时，需要自动画出应用间的依赖关系图，以帮助架构师理清理关系。  
        (3) 接着，服务的调用量越来越大，服务的容量问题就暴露出来，这个服务需要多少机器支撑？什么时候该加机器？  
        为了解决这些问题，第一步，要将服务现在每天的调用量，响应时间，都统计出来，作为容量规划的参考指标。  
        其次，要可以动态调整权重，在线上，将某台机器的权重一直加大，并在加大的过程中记录响应时间的变化，直到响应时间到达阀值，记录此时的访问量，再以此访问量乘以机器数反推总容量。

为解决这些问题，Dubbo为我们做了什么呢：

![Center 1][]

负载均衡：

![Center 2][]

这就是所谓的软负载均衡！

现在让我们一起来接触下这个优秀的框架：

简介

架构如图：

![Center 3][]

节点角色说明：

Provider: 暴露服务的服务提供方。

Consumer: 调用远程服务的服务消费方。

Registry: 服务注册与发现的注册中心。

Monitor: 统计服务的调用次调和调用时间的监控中心。

[Container][]: 服务运行容器。

调用关系说明：

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][Link 2]，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。

Dubbo提供了很多协议，Dubbo协议、RMI协议、Hessian协议，我们查看Dubbo源代码，有各种协议的实现，如图所示：

![Image 1][]

我们之前没用Dubbo之前时，大部分都使用Hessian来使用我们服务的暴露和调用，利用HessianProxyFactory调用远程接口。

上面是参考了Dubbo官方网介绍，接下来我们来介绍SpringMVC、Dubbo、Zookeeper整合使用。

**第三：Dubbo与Zookeeper、SpringMVC整合使用**

第一步：在[Linux][]上安装Zookeeper

Zookeeper作为Dubbo服务的注册中心，Dubbo原先基于[数据库][Link 3]的注册中心，没采用Zookeeper，Zookeeper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。我们先在[linux][Linux]上安装Zookeeper，我们安装最简单的单点，集群比较麻烦。

先需要安装JdK，从[Oracle][]的[Java][]网站下载，安装很简单，就不再详述。

单机模式

单机安装非常简单，只要获取到 Zookeeper 的压缩包并解压到某个目录如：C:\\zookeeper-3.4.5\\下，Zookeeper 的启动脚本在 bin 目录下，Windows 下的启动脚本是 zkServer.cmd。

在你执行启动脚本之前，还有几个基本的配置项需要配置一下，Zookeeper 的配置文件在 conf 目录下，这个目录下有 zoo\_sample.cfg 和 log4j.properties，你需要做的就是将 zoo\_sample.cfg 改名为 zoo.cfg，因为 Zookeeper 在启动时会找这个文件作为默认配置文件。下面详细介绍一下，这个配置文件中各个配置项的意义。

**\[html\]** [ view plain][view plain] [ copy][view plain]

[print][view plain] [?][view plain]

1. <span style="font-size:18px;">\# The number of milliseconds of each tick  
2. tickTime=2000  
3. \# The number of ticks that the initial   
4. \# synchronization phase can take  
5. initLimit=10  
6. \# The number of ticks that can pass between   
7. \# sending a request and getting an acknowledgement  
8. syncLimit=5  
9. \# the directory where the snapshot is stored.  
10. \# do not use /tmp for storage, /tmp here is just   
11. \# example sakes.  
12. dataDir=C:\\\\zookeeper-3.4.5\\\\data  
13. dataLogDir=C:\\\\zookeeper-3.4.5\\\\log  
14. \# the port at which the clients will connect  
15. clientPort=2181  
16. \#  
17. \# Be sure to read the maintenance section of the   
18. \# administrator guide before turning on autopurge.  
19. \#  
20. \# http://zookeeper.apache.org/doc/current/zookeeperAdmin.html\#sc\_maintenance  
21. \#  
22. \# The number of snapshots to retain in dataDir  
23. \#autopurge.snapRetainCount=3  
24. \# Purge task interval in hours  
25. \# Set to "0" to disable auto purge feature  
26. \#autopurge.purgeInterval=1

# The number of milliseconds of each tick
 tickTime=2000
 # The number of ticks that the initial 
 # synchronization phase can take
 initLimit=10
 # The number of ticks that can pass between 
 # sending a request and getting an acknowledgement
 syncLimit=5
 # the directory where the snapshot is stored.
 # do not use /tmp for storage, /tmp here is just 
 # example sakes.
 dataDir=C:\\zookeeper-3.4.5\\data
 dataLogDir=C:\\zookeeper-3.4.5\\log
 # the port at which the clients will connect
 clientPort=2181
 #
 # Be sure to read the maintenance section of the 
 # administrator guide before turning on autopurge.
 #
 # http://zookeeper.apache.org/doc/current/zookeeperAdmin.html#sc_maintenance
 #
 # The number of snapshots to retain in dataDir
 #autopurge.snapRetainCount=3
 # Purge task interval in hours
 # Set to "0" to disable auto purge feature
 #autopurge.purgeInterval=1

*  tickTime：这个时间是作为 Zookeeper 服务器之间或客户端与服务器之间维持心跳的时间间隔，也就是每个 tickTime 时间就会发送一个心跳。
 *  dataDir：顾名思义就是 Zookeeper 保存数据的目录，默认情况下，Zookeeper 将写数据的日志文件也保存在这个目录里。
 *  dataLogDir：顾名思义就是 Zookeeper 保存日志文件的目录
 *  clientPort：这个端口就是客户端连接 Zookeeper 服务器的端口，Zookeeper 会监听这个端口，接受客户端的访问请求。

当这些配置项配置好后，你现在就可以启动 Zookeeper 了，启动后要检查 Zookeeper 是否已经在服务，可以通过 netstat – ano 命令查看是否有你配置的 clientPort 端口号在监听服务。

第二步：配置dubbo-admin的管理页面，方便我们管理页面

(1)下载dubbo-admin-2.4.1.war包，在windows的tomcat部署，先把dubbo-admin-2.4.1放在tomcat的webapps/ROOT下，然后进行解压

(2)然后到webapps/ROOT/WEB-INF下，有一个dubbo.properties文件，里面指向Zookeeper ，使用的是Zookeeper 的注册中心，如图所示：

**\[html\]** [ view plain][view plain] [ copy][view plain]

[print][view plain] [?][view plain]

1. <span style="font-size:18px;">dubbo.registry.address=zookeeper://127.0.0.1:2181  
2. dubbo.admin.root.password=root  
3. dubbo.admin.guest.password=guest

dubbo.registry.address=zookeeper://127.0.0.1:2181
 dubbo.admin.root.password=root
 dubbo.admin.guest.password=guest

(3)然后启动tomcat服务，用户名和密码：root,并访问服务，显示登陆页面，说明dubbo-admin部署成功，如图所示：

![Center 4][]

第三步：SpringMVC与Dubbo的整合，这边使用的Maven的管理项目

第一：我们先开发服务注册的，就是提供服务，项目结构如图所示：

![Center 5][]

（1）test-maven-api项目加入了一个服务接口，代码如下：

**\[java\]** [ view plain][view plain] [ copy][view plain]

[print][view plain] [?][view plain]

1.  public interface TestRegistryService \{  
2.     public String hello(String name);  
3.  \}

public interface TestRegistryService {
       public String hello(String name);
    }

（2）test-maven-console在pom.xml加入Dubbo和Zookeeper的jar包、引用test-maven-api的jar包，代码如下：

**\[html\]** [ view plain][view plain] [ copy][view plain]

[print][view plain] [?][view plain]

1. <span style="font-size:18px;"><dependency>  
2.         <groupId>cn.test</groupId>  
3.         <artifactId>test-maven-api</artifactId>  
4.         <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>  
5.     </dependency>  
6.     
7.       <dependency>  
8.             <groupId>com.alibaba</groupId>  
9.             <artifactId>dubbo</artifactId>  
10.             <version>2.5.3</version>  
11.         </dependency>  
12.           
13.          <dependency>  
14.             <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>  
15.             <artifactId>zookeeper</artifactId>  
16.             <version>3.4.6</version>  
17.         </dependency>  
18.     
19.       <dependency>  
20.          <groupId>com.github.sgroschupf</groupId>  
21.          <artifactId>zkclient</artifactId>  
22.          <version>0.1</version>  
23. </dependency>

<dependency>
 		<groupId>cn.test</groupId>
 		<artifactId>test-maven-api</artifactId>
 		<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
 	</dependency>
 
 <dependency>
 <groupId>com.alibaba</groupId>
 <artifactId>dubbo</artifactId>
 <version>2.5.3</version>
 </dependency>
 
 <dependency>
 <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
 			<artifactId>zookeeper</artifactId>
 			<version>3.4.6</version>
 </dependency>
 
 <dependency>
 	 <groupId>com.github.sgroschupf</groupId>
 		 <artifactId>zkclient</artifactId>
 		 <version>0.1</version>
 </dependency>

(3)test-maven-console实现具体的服务，代码如下：

**\[java\]** [ view plain][view plain] [ copy][view plain]

[print][view plain] [?][view plain]

1.  @Service("testRegistryService")  
2.  public class TestRegistryServiceImpl implements TestRegistryService \{  
3.      public String hello(String name) \{    
4.          return "hello"\+name;  
5.      \}  
6.  \}

@Service("testRegistryService")
    public class TestRegistryServiceImpl implements TestRegistryService {
    	public String hello(String name) {	
    		return "hello"+name;
    	}
    }

(4)我们服务以及实现好了，这时要暴露服务，代码如下：

**\[html\]** [ view plain][view plain] [ copy][view plain]

[print][view plain] [?][view plain]

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:jee="http://www.springframework.org/schema/jee"  
5.     xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"  
6.     <span style="color:\#cc0000;">xmlns:dubbo="http://code.alibabatech.com/schema/dubbo"  
7.     xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"  
8.     xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.1.xsd  
9.     http://www.springframework.org/schema/tx http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx-3.1.xsd  
10.     http://www.springframework.org/schema/jee http://www.springframework.org/schema/jee/spring-jee-3.1.xsd  
11.     <span style="color:\#990000;">http://code.alibabatech.com/schema/dubbo http://code.alibabatech.com/schema/dubbo/dubbo.xsd  
12.     http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-3.1.xsd"  
13.     default-lazy-init="false" >  
14.      
15.    <dubbo:application name="dubbo\_provider"></dubbo:application>  
16.        
17.    <dubbo:registry address="zookeeper://127.0.0.1:2181" check="false" subscribe="false" register=""></dubbo:registry>  
18.       
19.   <dubbo:service interface="cn.test.dubbo.registry.service.TestRegistryService" ref="testRegistryService" />        
20. </beans>

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
 <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
 	xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" 
 	xmlns:jee="http://www.springframework.org/schema/jee"
 	xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"
 	xmlns:dubbo="http://code.alibabatech.com/schema/dubbo"
 	xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
 	xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.1.xsd
 	http://www.springframework.org/schema/tx http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx-3.1.xsd
 	http://www.springframework.org/schema/jee http://www.springframework.org/schema/jee/spring-jee-3.1.xsd
 	http://code.alibabatech.com/schema/dubbo http://code.alibabatech.com/schema/dubbo/dubbo.xsd
 	http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-3.1.xsd"
 	default-lazy-init="false" >
 
 <dubbo:application name="dubbo_provider"></dubbo:application>
  
 <dubbo:registry address="zookeeper://127.0.0.1:2181" check="false" subscribe="false" register=""></dubbo:registry>
  
 <dubbo:service interface="cn.test.dubbo.registry.service.TestRegistryService" ref="testRegistryService" /> 	
 </beans>

说明：

dubbo:registry 标签一些属性的说明：

1）register是否向此注册中心注册服务，如果设为false，将只订阅，不注册。

2）check注册中心不存在时，是否报错。

3）subscribe是否向此注册中心订阅服务，如果设为false，将只注册，不订阅。

4）timeout注册中心请求超时时间(毫秒)。

5）address可以Zookeeper集群配置，地址可以多个以逗号隔开等。

dubbo:service标签的一些属性说明：

1）interface服务接口的路径

2）ref引用对应的实现类的Bean的ID

3）registry向指定注册中心注册，在多个注册中心时使用，值为<dubbo:registry>的id属性，多个注册中心ID用逗号分隔，如果不想将该服务注册到任何registry，可将值设为N/A

4）register 默认true ，该协议的服务是否注册到注册中心。

(5)启动项目，然后我们在Dubbo管理页面上显示，已经暴露的服务，但显示还没有消费者，因为我们还没实现消费者服务，如图所示：

![Center 6][]

第二：我们在开发服务消费者，就是调用服务，我们在新建一个新的消费者项目：

（1）test-maven-server-console的pom.xml引入Dubbo和Zookeeper的jar包、test-maven-api的jar包，因为引入test-maven-api的jar包，我们在项目中调用像在本地调用一样。代码如下：

**\[html\]** [ view plain][view plain] [ copy][view plain]

[print][view plain] [?][view plain]

（2）test-maven-server-console项目的具体实现，代码如下：

**\[java\]** [ view plain][view plain] [ copy][view plain]

[print][view plain] [?][view plain]

1.  @Controller  
2.  public class IndexController \{  
3.        
4.      @Autowired  
5.      private TestRegistryService testRegistryService;  
6.        
7.      @RequestMapping("/hello")  
8.      public String index(Model model)\{  
9.           String name=testRegistryService.hello("zz");  
10.          System.out.println("xx=="\+name);  
11.         return "";  
12.     \}  
13.   
14. \}

@Controller
    public class IndexController {
    	
    	@Autowired
    	private TestRegistryService testRegistryService;
    	
    	@RequestMapping("/hello")
    	public String index(Model model){
    	     String name=testRegistryService.hello("zz");
    	     System.out.println("xx=="+name);
    		return "";
    	}
    
    }

(3)我们要引用的地址，代码如下：

**\[java\]** [ view plain][view plain] [ copy][view plain]

[print][view plain] [?][view plain]

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:jee="http://www.springframework.org/schema/jee"  
5.     xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"  
6.     <span style="background-color: rgb(255, 255, 255);"><span style="color:\#990000;">xmlns:dubbo="http://code.alibabatech.com/schema/dubbo"  
7.     xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"  
8.     xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.1.xsd  
9.     http://www.springframework.org/schema/tx http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx-3.1.xsd  
10.     http://www.springframework.org/schema/jee http://www.springframework.org/schema/jee/spring-jee-3.1.xsd  
11.     <span style="color:\#990000;">http://code.alibabatech.com/schema/dubbo http://code.alibabatech.com/schema/dubbo/dubbo.xsd  
12.     http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-3.1.xsd"  
13.     default\-lazy-init="false" >  
14.   
15.    <dubbo:application name="dubbo\_consumer"></dubbo:application>  
16.        
17.    <dubbo:registry address="zookeeper://192.168.74.129:2181" check="false"></dubbo:registry>   
18.          
19.    <dubbo:reference interface="cn.test.dubbo.registry.service.TestRegistryService" id="testRegistryService"></dubbo:reference>  
20. </beans>

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
 <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
 	xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" 
 	xmlns:jee="http://www.springframework.org/schema/jee"
 	xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"
 	xmlns:dubbo="http://code.alibabatech.com/schema/dubbo"
 	xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
 	xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.1.xsd
 	http://www.springframework.org/schema/tx http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx-3.1.xsd
 	http://www.springframework.org/schema/jee http://www.springframework.org/schema/jee/spring-jee-3.1.xsd
 	http://code.alibabatech.com/schema/dubbo http://code.alibabatech.com/schema/dubbo/dubbo.xsd
 	http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-3.1.xsd"
 	default-lazy-init="false" >
 
 <dubbo:application name="dubbo_consumer"></dubbo:application>
  
 <dubbo:registry address="zookeeper://192.168.74.129:2181" check="false"></dubbo:registry> 
  
 <dubbo:reference interface="cn.test.dubbo.registry.service.TestRegistryService" id="testRegistryService"></dubbo:reference>
 </beans>

说明：

dubbo:reference 的一些属性的说明：

1）interface调用的服务接口

2）check 启动时检查提供者是否存在，true报错，false忽略

3）registry 从指定注册中心注册获取服务列表，在多个注册中心时使用，值为<dubbo:registry>的id属性，多个注册中心ID用逗号分隔

4）loadbalance 负载均衡策略，可选值：random,roundrobin,leastactive，分别表示：随机，轮循，最少活跃调用

(4)项目启动，Dubbo管理页面，能看到消费者，如图所示：

![Center 7][]

(5)然后访问消费者项目，Controller层能像调用本地一样调用服务的具体实现，如图所示：

![Center 8][]

总结：

经过一系列的操作之后，我们感觉，的确很简单，dubbo给我们封装了很多操作，让我们不需要过多考虑具体的实现细节，配置化生成咱们的应用，这样的思想，现在在IT行业正在盛行！

[Center]: /images/20220612/52193215aefe4bd298c3cfd2075f59f4.png
[Link 1]: http://lib.csdn.net/base/architecture
[Center 1]: /images/20220612/684d38c9d6d34c0dada242c720d91662.png
[Center 2]: /images/20220612/372d0a8cc7b54649a562f9de9ea879a3.png
[Center 3]: /images/20220612/5ca9cc7463494ce99e0bab844dde9469.png
[Container]: http://lib.csdn.net/base/docker
[Link 2]: http://lib.csdn.net/base/datastructure
[Image 1]: 
[Linux]: http://lib.csdn.net/base/linux
[Link 3]: http://lib.csdn.net/base/mysql
[Oracle]: http://lib.csdn.net/base/oracle
[Java]: http://lib.csdn.net/base/java
[view plain]: http://blog.csdn.net/xvshu/article/details/47667235#
[Center 4]: /images/20220612/673320bb5f724d37afb5b3c65c67870b.png
[Center 5]: /images/20220612/ea6e8a2ca9354332867c04fc1f572fa3.png
[Center 6]: /images/20220612/3a64aab082bd4945b63ce45b906ee73e.png
[Center 7]: /images/20220612/4f0bfa0e27d144f7a85acdbf3f17277a.png
[Center 8]: /images/20220612/58545b54ef7e4eb5bcf28286c0752b26.png