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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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

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步骤解析:

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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/

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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 。

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

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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。

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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

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开启客户端:

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查看节点:

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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

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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:

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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

访问 http://localhost:8080

5、开启前端 dubbo-admin-ui

  • npm install
  • npm run dev

访问 http://localhost:8082 账号:root 密码:root

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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

  1. IDEA 创建一个空项目

  2. 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();
    }
    
  3. 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)

  4. 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。

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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

  1. 开启 Zookeeper 服务 (2181、8888)
  2. 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)
  3. 开启 dubbo-springboot-provider 服务提供者 (8001)
  4. 开启 dubbo-springboot-consumer 服务消费者 (8002)

访问 :

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1649577717115

Q.E.D.


以无限为有限,以无法为有法