Dubbo与DubboX

背景

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,亟需一个治理系统确保架构有条不紊的演进。


架构演进路线图

• 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。

需求

Dubbo服务治理
在大规模服务化之前,应用可能只是通过RMI或Hessian等工具,简单的暴露和引用远程服务,通过配置服务的URL地址进行调用,通过F5等硬件进行负载均衡。
(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。
以上是Dubbo最基本的几个需求,更多服务治理问题参见:
http://code.alibabatech.com/blog/experience_1402/service-governance-process.html

架构

Dubbo架构
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:

• 服务容器负责启动,加载,运行服务提供者。
• 服务提供者在启动时,向注册中心注册自己提供的服务。
• 服务消费者在启动时,向注册中心订阅自己所需的服务。
• 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。
• 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。
• 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。
(1) 连通性:
• 注册中心负责服务地址的注册与查找,相当于目录服务,服务提供者和消费者只在启动时与注册中心交互,注册中心不转发请求,压力较小
• 监控中心负责统计各服务调用次数,调用时间等,统计先在内存汇总后每分钟一次发送到监控中心服务器,并以报表展示
• 服务提供者向注册中心注册其提供的服务,并汇报调用时间到监控中心,此时间不包含网络开销
• 服务消费者向注册中心获取服务提供者地址列表,并根据负载算法直接调用提供者,同时汇报调用时间到监控中心,此时间包含网络开销
• 注册中心,服务提供者,服务消费者三者之间均为长连接,监控中心除外
• 注册中心通过长连接感知服务提供者的存在,服务提供者宕机,注册中心将立即推送事件通知消费者
• 注册中心和监控中心全部宕机,不影响已运行的提供者和消费者,消费者在本地缓存了提供者列表
• 注册中心和监控中心都是可选的,服务消费者可以直连服务提供者
(2) 健状性:
• 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
(3) 伸缩性:
• 注册中心为对等集群,可动态增加机器部署实例,所有客户端将自动发现新的注册中心
• 服务提供者无状态,可动态增加机器部署实例,注册中心将推送新的服务提供者信息给消费者
(4) 升级性:
• 当服务集群规模进一步扩大,带动IT治理结构进一步升级,需要实现动态部署,进行流动计算,现有分布式服务架构不会带来阻力:


Bubbo未来架构

快速启动

Dubbo采用全Spring配置方式,透明化接入应用,对应用没有任何API侵入,只需用Spring加载Dubbo的配置即可,Dubbo基于Spring的Schema扩展进行加载。

服务提供者:

定义服务接口: (该接口需单独打包,在服务提供方和消费方共享)

public interface UserRestService {
    User getUser(@Min(value=1L, message="User ID must be greater than 1") Long id);
    RegistrationResult registerUser(User user);
}

在服务提供方实现接口:(对服务消费方隐藏实现)

@Path("users")
@Consumes({MediaType.APPLICATION_JSON, MediaType.TEXT_XML})
@Produces({ContentType.APPLICATION_JSON_UTF_8, ContentType.TEXT_XML_UTF_8})
public class UserRestServiceImpl implements UserRestService {
    private UserService userService;
    public void setUserService(UserService userService) {
        this.userService = userService;
}
    @GET
    @Path("{id : \\d+}")
    public User getUser(@PathParam("id") Long id) {
        //dosomthing
        return userService.getUser(id);
    }
    @POST
    @Path("register")
    public RegistrationResult registerUser(User user) {
        //dosomthing
        return new RegistrationResult(userService.registerUser(user));
    }   
}

上面的服务实现代码非常简单,但是由于REST服务是要被发布到特定HTTP URL,供任意语言客户端甚至浏览器来访问,所以这里要额外添加了几个JAX-RS的标准annotation来做相关的配置:
@Path(“users”):指定访问UserService的URL相对路径是/users,即http://localhost:8080/users
@Path(“register”):指定访问registerUser()方法的URL相对路径是/register,再结合上一个@Path为UserService指定的路径,则调用UserService.register()的完整路径为http://localhost:8080/users/register
@POST:指定访问registerUser()用HTTP POST方法
@Consumes({MediaType.APPLICATION_JSON}):指定registerUser()接收JSON格式的数据。REST框架会自动将JSON数据反序列化为User对象
@Produces ({MediaType.APPLICATION_JSON}):指定调用registerUser()JSON格式的数据。

用Spring配置声明暴露服务,具体配置含义如下注释:

<!— 服务提供者相关信息 -->
<dubbo:application name="demo-provider" owner="programmer" organization="dubbox"></dubbo:application>
<!— zookeeper注册地址 -->
<dubbo:registry address="zookeeper://127.0.0.1:2181"></dubbo:registry>
<!— 扫描路径 -->
<dubbo:annotation package="com.alibaba.dubbo.demo.user.facade" ></dubbo:annotation>  
<!— 序列化方式kryo 以及SerializationOptimizerImpl中注册序列化的类 -->
<dubbo:protocol name="dubbo" serialization="kryo" optimizer="com.alibaba.dubbo.demo.SerializationOptimizerImpl"></dubbo:protocol>
<!— 配置rest协议以及相关属性服务器、连接数、拦截器过滤器等 -->
<dubbo:protocol name="rest" port="8888" threads="500" contextpath="services" server="tomcat" accepts="500"                    extension="com.alibaba.dubbo.demo.extension.TraceInterceptorr"></dubbo:protocol>
<!— 配置http协议-->
<dubbo:protocol name="http" port="8889"></dubbo:protocol>
<!— 配置hessian协议-->
<dubbo:protocol name="hessian" port="8890"></dubbo:protocol>
<!— 配置webservice协议-->
<dubbo:protocol name="webservice" port="8892"></dubbo:protocol>
<!—声明需要暴露的服务接口-->
<dubbo:service interface="com.alibaba.dubbo.demo.user.facade.UserRestService" ref="userRestService"  protocol="rest" validation="true"></dubbo:service>
<!—和本地bean一样实现服务-->
<bean id="userRestService" class="com.alibaba.dubbo.demo.user.facade.UserRestServiceImpl">
        <property name="userService" ref="userService"></property>
</bean>

加载Spring配置,建议使用dubbo自带加载方式,相比容器(Tomcat)启动节省内存以及端口:

public class DemoProvider {
    public static void main(String[] args) {
        com.alibaba.dubbo.container.Main.main(args);
    }
}

服务消费者

通过Spring配置引用远程服务,具体配置含义如下注释:

<dubbo:application name="demo-consumer" owner="programmer" organization="dubbox"></dubbo:application>
<!--暴露发现服务地址 -->
<dubbo:registry address="zookeeper://127.0.0.1:2181"></dubbo:registry>
<!-- 生成远程服务代理,可以和本地bean一样使用demoService -->
<dubbo:reference id="anotherUserRestService" interface="com.alibaba.dubbo.demo.user.facade.AnotherUserRestService"></dubbo:reference>

调用远程服务,分别采用json以及xml的数据交换格式:

public static void main(String[] args) {
       final String port = "8888";
         registerUser("http://localhost:" + port + "/services/users/register.json", MediaType.APPLICATION_JSON_TYPE);
registerUser("http://localhost:" + port + "/services/users/register.xml", MediaType.TEXT_XML_TYPE);
       getUser("http://localhost:" + port + "/services/users/1.json");
       getUser("http://localhost:" + port + "/services/users/2.xml");     
    }
    private static void registerUser(String url, MediaType mediaType) {
        System.out.println("Registering user via " + url);
        User user = new User(1L, "larrypage");
        Client client = ClientBuilder.newClient();
        WebTarget target = client.target(url);
        Response response = target.request().post(Entity.entity(user, mediaType));
        try {
            if (response.getStatus() != 200) {
throw new RuntimeException("Failed with HTTP error code : " + response.getStatus());
            }
            System.out.println("Successfully got result: " + response.readEntity(String.class));
        } finally {
            response.close();
            client.close();
        }
}
    private static void getUser(String url) {
        System.out.println("Getting user via " + url);
        Client client = ClientBuilder.newClient();
        WebTarget target = client.target(url);
        Response response = target.request().get();
        try {
            if (response.getStatus() != 200) {
throw new RuntimeException("Failed with HTTP error code : " + response.getStatus());
            }
            System.out.println("Successfully got result: " + response.readEntity(String.class));
        } finally {
            response.close();
            client.close();
        }
    }

测试结果如下,分别返回两个方法的json以及xml结果:


测试结果

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