Dubbo 分布式初体验

发布日期: 2022-02-21

Dubbo |ˈdʌbəʊ| 分布式初体验 —— 第一章 Dubbo 基础知识

1. 分布式基础知识

1.1. 什么是分布式系统

《分布式系统原理与范型》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（Distributed system）就是建立在网络之上的软件系统。

随着互联网的发展，网站应用的规模不断扩大，常规的垂直应用的架构已经无法应对，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 来确保系统架构有条不紊地演进。

1.2. 发展演变

DubboArchitectureRoadmap

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。

1.3. RPC

1.3.1. 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，它是一种技术思想，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）的过程或者是函数，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还是远程函数，本质上编写的调用代码基本相同

1.3.2. RPC 基本原理

RPCBasicPrinciples

sequenceDiagram
    participant Client
    participant Client Stub
    participant Server Stub
    participant Server
    Client ->> Client Stub: 1. 客户端调用
    Client Stub ->> Client Stub: 2. 序列化
    Client Stub ->> Server Stub: 3. 发送消息
    Server Stub ->> Server Stub: 4. 反序列化
    Server Stub ->> Server: 5. 调用本地服务
    Server ->> Server: 6. 服务处理
    Server -->> Server Stub: 7. 返回处理结果
    Server Stub ->> Server Stub: 8. 将结果序列化
    Server Stub -->> Client Stub: 9. 返回消息
    Client Stub ->> Client Stub: 10. 反序列化
    Client Stub -->> Client: 11. 返回调用结果

RPC 框架的两个核心模块：

通信
序列化/反序列化

目前市面上 RPC 框架有很多种，例如：Dubbo，gRPC、Thrift、HSF（High Speed Service Framework）

2. Dubbo 核心概念

2.1. Dubbo 简介

Apache Dubbo |ˈdʌbəʊ| 是一款高性能、轻量级的开源 Java RPC 服务框架，提供了六大核心能力：面向接口代理的高性能RPC调用，智能容错和负载均衡，服务自动注册和发现，高度可扩展能力，运行期流量调度，可视化的服务治理与运维。

官网：http://dubbo.apache.org/

源码地址：https://github.com/apache/dubbo

2.2. Dubbo 架构：

3. Dubbo 环境搭建

3.1. 安装 Zookeeper（使用 Docker 环境）

在 DockerHub 上面下载 Zookeeper 镜像包
```
docker pull zookeeper
```

启动 Zookeeper 镜像并暴露 2181 端口

docker run --name zookeeper-01 -p 2181:2181 --restart always -d zookeeper

进入 Docker 环境启用 Zookeeper 客户端

docker exec -it zookeeper bash

./bin/zkCli.sh

3.2. 安装 Dubbo Admin 管理界面

源码地址：https://github.com/apache/dubbo-admin
将源码下载下来后，进入 dubbo-admin-develop/dubbo-admin-server/src/main/resources/application.properties 文件中修改 admin.registry.address，admin.config-center 为自己注册中心的地址
Maven 构建包，然后直接执行生成的 Jar 包，或者是直接在 IDE 中运行（注意⚠️：JDK 版本一定要选择 1.8，否则会运行错误！）
浏览器打开 127.0.0.1:8080 如果进入此页面则表示安装成功（默认登录用户名和密码均为 root，可以在前面的 properties 配置文件中修改）

4. Dubbo HelloWorld

4.1 提出需求

在某个电商系统中，订单服务需要调用用户服务来获取某个用户的所有地址

我们现在需要创建两个服务模块进行测试

模块	功能
订单服务 Web 模块	创建订单等
用户服务 Service 模块	查询用户地址等

测试结果：订单服务 Web 模块在 A 服务器，用户服务模块在 B 服务器，A 可以远程调用 B 的功能。

4.2. 工程架构

根据 Dubbo《服务化最佳实践》

4.2.1. 分包

建议将服务接口，服务模型，服务异常等均放在 API 包中，因为服务模型及异常也是 API 的一部分，同时，这样做也符合分包的规则：重用发布等价原则（REP），共同重用原则（CRP）。

如果需要，也可以考虑在 API 包中放置一份 Spring 的引用配置，这样使用方只需要在 Spring 加载过程中引用此配置即可，配置建议放在模块的包目录下，以免冲突，如：com.yorname.mall.xxx.dubbo-reference.xml

4.2.2. 粒度

服务接口尽可能大粒度，每个服务方法应代表一个功能，而不是某功能的一个步骤，否则将面临分布式事务问题，Dubbo 暂未提供分布式事务支持。

服务接口建议以业务场景为单位划分，并对相近业务做抽象，防止接口数量爆炸。

不建议使用过于抽象的通用接口，如：Map query(Map)，这样的接口没有明确语义，会给后期维护带来不便。

4.2.3. 版本

每个接口都应定义版本号，为后续不兼容升级提供可能，如： <dubbo:service interface="com.xxx.XxxService" version="1.0" />。

建议使用两位版本号，因为第三位版本号通常表示兼容升级，只有不兼容时才需要变更服务版本。

当不兼容时，先升级一半提供者为新版本，再将消费者全部升为新版本，然后将剩下的一半提供者升为新版本。

4.2.4. 兼容性

服务接口增加方法，或服务模型增加字段，可向后兼容，删除方法或删除字段，将不兼容，枚举类型新增字段也不兼容，需通过变更版本号升级。

各协议的兼容性不同，参见：服务协议

4.3. 创建模块

mall-interface：用于存放提供者和消费者的所有的服务接口，JavaBean 实体和异常

user-service-provider：用于存放服务提供者的所有服务实现

order-service-consumer：用于存放服务消费者的所有服务实现

4.4 使用 Dubbo

将服务提供者注册到注册中心（暴露服务）

导入 Dubbo 依赖以及操作 Zookeeper 的客户端

pom.xml

<!-- Import dubbo -->
<dependency>
    <groupId>org.apache.dubbo</groupId>
    <artifactId>dubbo</artifactId>
    <version>3.0.5</version>
</dependency>
<!-- The registry uses zookeeper and introduces a client that operates zookeeper -->
<dependency>
    <groupId>org.apache.dubbo</groupId>
    <artifactId>dubbo-dependencies-zookeeper</artifactId>
    <version>3.0.5</version>
    <type>pom</type>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.javassist</groupId>
    <artifactId>javassist</artifactId>
    <version>3.28.0-GA</version>
</dependency>

配置服务提供者

指定当前服务/应用的名字（同样的服务名字相同，不要和别的服务同名）
指定注册中心的位置
指定通信规则（通信协议，通信端口）

暴露服务（ref：指向服务真正实现的对象）

provider.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xmlns:dubbo="http://dubbo.apache.org/schema/dubbo"
    xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans" xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
    xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
    http://dubbo.apache.org/schema/dubbo http://dubbo.apache.org/schema/dubbo/dubbo.xsd http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">
         
      <!-- 1. Specify the name of the current service/APP (The same service has the same name. Do not have the same name as other services)-->
    <dubbo:application name="user-service-provider"/>
    <!-- 2. Specify the location of the registry -->
    <!--<dubbo:registry address="zookeeper://127.0.0.1:2181"></dubbo:registry>-->
    <dubbo:registry protocol="zookeeper" address="127.0.0.1:2181"/>
    <!-- 3. Specify communication rules (communication protocol, communication port) -->
    <dubbo:protocol name="dubbo" port="20080" />
    <!-- 4. Exposure services -->
    <dubbo:service interface="com.gregperlinli.mail.service.UserService" ref="userService"/>
    <!-- Service implementation -->
    <bean id="userService" class="com.gregperlinli.mail.service.impl.UserServiceImpl" />
    <!-- Set connection timeout -->
    <dubbo:config-center timeout="10000" />
    <!-- Connect to the monitoring center -->
    <dubbo:monitor protocol="registry" />
</beans>

加载 Spring 配置

com.yourname.mall.MainApplication

    /**
     * @author gregPerlinLi
     * @since 2022-01-24
     */
    public class MainApplication &#123;
        public static void main(String[] args) throws IOException &#123;
            ClassPathXmlApplicationContext app = new ClassPathXmlApplicationContext("provider.xml");
            app.start();
            System.in.read();
        &#125;
    &#125;

启动后，在 Dubbo Admin 中可以看到当前运行的提供者

DubboAdminProvider

让服务消费者去注册中心订阅服务提供者的服务地址

导入 Dubbo 依赖以及操作 Zookeeper 的客户端

pom.xml

<!-- Import dubbo -->
<dependency>
    <groupId>org.apache.dubbo</groupId>
    <artifactId>dubbo</artifactId>
    <version>3.0.5</version>
</dependency>
<!-- The registry uses zookeeper and introduces a client that operates zookeeper -->
<dependency>
    <groupId>org.apache.dubbo</groupId>
    <artifactId>dubbo-dependencies-zookeeper</artifactId>
    <version>3.0.5</version>
    <type>pom</type>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.javassist</groupId>
    <artifactId>javassist</artifactId>
    <version>3.28.0-GA</version>
</dependency>

配置服务消费者

consumer.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns:dubbo="http://dubbo.apache.org/schema/dubbo"
       xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans" xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
       http://dubbo.apache.org/schema/dubbo http://dubbo.apache.org/schema/dubbo/dubbo.xsd http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">

      <!-- Set package scan -->
    <context:component-scan base-package="com.gregperlinli.mall.service.impl" />
    <dubbo:application name="order-service-consumer" />
    <dubbo:registry address="zookeeper://127.0.0.1:2181" />
    <!-- An excuse for declaring a remote service that needs to be invoked, generate remote service proxy -->
    <dubbo:reference interface="com.gregperlinli.mall.service.UserService" id="userService" />
    <dubbo:config-center timeout="10000" />
      <dubbo:monitor protocol="registry" />
</beans>

注入远程服务

com.yourname.mall.MainApplication

/**
 *
 * @author gregPerlinLi
 * @since 2022-01-24
 */
@Service
public class OrderServiceImpl implements OrderService &#123;
    @Autowired
    UserService userService;

    @Override
    public void initOrder(String userId) &#123;
        // 1. Query the receiving address of the user
        List<UserAddress> addressList = userService.getUserAddressList(userId);
        System.out.println(addressList);
    &#125;
&#125;

加载 Spring 配置

com.yourname.mall.MainApplication

/**
 * @author gregPerlinLi
 * @since 2022-01-24
 */
public class MainApplication &#123;
    public static void main(String[] args) throws IOException &#123;
        ClassPathXmlApplicationContext app = new ClassPathXmlApplicationContext("consumer.xml");
        OrderService orderService = app.getBean(OrderService.class);
        orderService.initOrder("1");
        System.in.read();
    &#125;
&#125;

启动后，在 Dubbo Admin 中可以看到当前运行的消费者

5. 监控中心

5.1. Dubbo Admin

图形化的服务管理界面；安装时需要指定注册中心地址，即可从注册中心中获取到所有的提供者/消费者进行配置管理

新版：

DubboAdminPage

旧版：

DubboAdminOldPage

5.2. Dubbo Monitor Simple

一个简单的 Dubbo 控制中心（Dubbo3.0 后已停止更新）

DubboMonitorSimplePage

6. Dubbo 与 SpringBoot 结合

6.1. 将服务提供者注册到注册中心

引入依赖：

导入 dubbo-spring-boot-starter

版本要求：

Versions Java SpringBoot Dubbo

0.2.0 1.8+ 2.0.x 2.6.2+

0.1.1 1.7+ 1.5.x 2.6.2+
导入 Dubbo 的其他依赖

Versions	Java	SpringBoot	Dubbo
`0.2.0`	`1.8+`	`2.0.x`	`2.6.2+`
`0.1.1`	`1.7+`	`1.5.x`	`2.6.2+`

pom.xml

<dependency>
    <groupId>org.apache.dubbo</groupId>
    <artifactId>dubbo-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>3.0.5</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.apache.dubbo</groupId>
    <artifactId>dubbo-dependencies-zookeeper</artifactId>
    <version>3.0.5</version>
    <type>pom</type>
</dependency>

配置 Dubbo

application.yaml

dubbo:
  application:
    name: user-service-provider
  registry:
    protocol: zookeeper
    address: 127.0.0.1:2181
  protocol:
    name: dubbo
    port: 11451
  config-center:
    timeout: 10000
  monitor:
    protocol: registry

暴露服务

com.yourname.mall.service.impl.UserServiceImpl

/**
 * &#123;@code @DubboService&#125;: Exposure services
 * 
 * @author gregPerlinLi
 * @since 2022-01-24
 */
@DubboService
@Service
public class UserServiceImpl implements UserService &#123;
    @Override
    public List<UserAddress> getUserAddressList(String userId) &#123;
        UserAddress address1 = new UserAddress(1, "Address1", "1", "XiaoMing", "1234567890", "Y");
        UserAddress address2 = new UserAddress(2, "Address2", "2", "XiaoHong", "9876543210", "Y");
        return Arrays.asList(address1, address2);
    &#125;
&#125;

在主程序下启用基于注解的 Dubbo 功能

com.yourname.mall.BootUserServiceProviderApplication

/**
 * &#123;@code @EnableDubbo&#125;: Enable annotation based Dubbo functionality
 *
 * @author gregperlinli
 */
@SpringBootApplication
@EnableDubbo
public class BootUserServiceProviderApplication &#123;
    public static void main(String[] args) &#123;
        SpringApplication.run(BootUserServiceProviderApplication.class, args);
    &#125;
&#125;

启动主程序

6.2. 让服务消费者去注册中心订阅服务提供者的服务地址

引入依赖

pom.xml

<dependency>
    <groupId>org.apache.dubbo</groupId>
    <artifactId>dubbo-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>3.0.5</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.apache.dubbo</groupId>
    <artifactId>dubbo-dependencies-zookeeper</artifactId>
    <version>3.0.5</version>
    <type>pom</type>
</dependency>

配置 Dubbo

application.yaml

server:
  port: 8060
dubbo:
  application:
    name: boot-order-service-consumer
  registry:
    address: zookeeper://127.0.0.1:2181
  config-center:
    timeout: 10000
  monitor:
    protocol: registry

声明需要调用的远程服务接口并注入

com.yourname.mall.service.impl.OrderServiceImpl

/**
 * 1. Register the service provider with the registry (Exposure services)
 *      1. Import Dubbo dependency and the client (cursor) that operates zookeeper
 *      2. Configure service providers
 * 2. Let the service consumer go to the registry to subscribe to the service address of the service provider
 *
 * @author gregPerlinLi
 * @since 2022-01-24
 */
@Service
public class OrderServiceImpl implements OrderService &#123;
    @DubboReference
    UserService userService;

    @Override
    public List<UserAddress> initOrder(String userId) &#123;
        System.out.println("User id: " + userId);
        // 1. Query the receiving address of the user
        List<UserAddress> addressList = userService.getUserAddressList(userId);
        for (UserAddress userAddress : addressList) &#123;
            System.out.println(userAddress.getUserAddress());
        &#125;
        return addressList;
    &#125;
&#125;

com.yourname.mall.controller.OrderController

/**
 * @author gregPerlinLi
 * @since 2022-01-24
 */
@Controller
public class OrderController &#123;
    @Autowired
    OrderService orderService;

    @ResponseBody
    @RequestMapping(value = "/init-order")
    public List<UserAddress> initOrder(@RequestParam("uid") String userId) &#123;
        return orderService.initOrder(userId);
    &#125;
&#125;

在主程序下启用基于注解的 Dubbo 功能

com.gregperlinli.mall.BootOrderServiceConsumerApplication

/**
 * @author gregperlinli
 */
@SpringBootApplication
@EnableDubbo
public class BootOrderServiceConsumerApplication &#123;
    public static void main(String[] args) &#123;
        SpringApplication.run(BootOrderServiceConsumerApplication.class, args);
    &#125;
&#125;

启动主程序

gregPerlinLi

http://www.gdutnic.com/2022/02/21/dubbo-d-b-u-fen-bu-shi-chu-ti-yan-di-yi-zhang-dubbo-ji-chu-zhi-shi/

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1. 分布式基础知识

1.1. 什么是分布式系统

1.2. 发展演变

1.3. RPC

1.3.1. 什么是 RPC

1.3.2. RPC 基本原理

2. Dubbo 核心概念

2.1. Dubbo 简介

2.2. Dubbo 架构：

3. Dubbo 环境搭建

3.1. 安装 Zookeeper（使用 Docker 环境）

3.2. 安装 Dubbo Admin 管理界面

4. Dubbo HelloWorld

4.1 提出需求

4.2. 工程架构

4.2.1. 分包

4.2.2. 粒度

4.2.3. 版本

4.2.4. 兼容性

4.3. 创建模块

4.4 使用 Dubbo

5. 监控中心

5.1. Dubbo Admin

5.2. Dubbo Monitor Simple

6. Dubbo 与 SpringBoot 结合

6.1. 将服务提供者注册到注册中心

6.2. 让服务消费者去注册中心订阅服务提供者的服务地址

Dubbo |ˈdʌbəʊ| 分布式初体验第一章 Dubbo 基础知识