# 分布式RPC框架Apache Dubbo
## 1. 软件架构的演进过程
软件架构的发展经历了由单体架构、垂直架构、SOA架构到微服务架构的演进过程,下面我们分别了解一下这几个架构。
### 1.1 单体架构
![1](1.png)![1](file://J:\黑马培训\Blackhorse\就业班java基础加强1\dubbo\dubbo\讲义\1.png)
架构说明:
全部功能集中在一个项目内(All in one)。
架构优点:
架构简单,前期开发成本低、开发周期短,适合小型项目。
架构缺点:
全部功能集成在一个工程中,对于大型项目不易开发、扩展和维护。
技术栈受限,只能使用一种语言开发。
系统性能扩展只能通过扩展集群节点,成本高。
### 1.2 垂直架构
![18](18.png)![18](file://J:\黑马培训\Blackhorse\就业班java基础加强1\dubbo\dubbo\讲义\18.png)
架构说明:
按照业务进行切割,形成小的单体项目。
架构优点:
技术栈可扩展(不同的系统可以用不同的编程语言编写)。
架构缺点:
功能集中在一个项目中,不利于开发、扩展、维护。
系统扩张只能通过集群的方式。
项目之间功能冗余、数据冗余、耦合性强。
### 1.3 SOA架构
SOA全称为Service-Oriented Architecture,即面向服务的架构。它可以根据需求通过网络对松散耦合的粗粒度应用组件(服务)进行分布式部署、组合和使用。一个服务通常以独立的形式存在于操作系统进程中。
站在功能的角度,把业务逻辑抽象成可复用的服务,通过服务的编排实现业务的快速再生,目的:把原先固有的业务功能转变为通用的业务服务,实现业务逻辑的快速复用。
![19](19.png)![19](file://J:\黑马培训\Blackhorse\就业班java基础加强1\dubbo\dubbo\讲义\19.png)
架构说明:
将重复功能或模块抽取成组件的形式,对外提供服务,在项目与服务之间使用ESB(企业服务总线)的形式作为通信的桥梁。
架构优点:
重复功能或模块抽取为服务,提高开发效率。
可重用性高。
可维护性高。
架构缺点:
各系统之间业务不同,很难确认功能或模块是重复的。
抽取服务的粒度大。
系统和服务之间耦合度高。
### 1.4 微服务架构
![20](20.png)![20](file://J:\黑马培训\Blackhorse\就业班java基础加强1\dubbo\dubbo\讲义\20.png)
架构说明:
将系统服务层完全独立出来,抽取为一个一个的微服务。
抽取的粒度更细,遵循单一原则。
采用轻量级框架协议传输。
架构优点:
服务拆分粒度更细,有利于提高开发效率。
可以针对不同服务制定对应的优化方案。
适用于互联网时代,产品迭代周期更短。
架构缺点:
粒度太细导致服务太多,维护成本高。
分布式系统开发的技术成本高,对团队的挑战大。
## 2. Apache Dubbo概述
### 2.1 Dubbo简介
Apache Dubbo是一款高性能的Java RPC框架。其前身是阿里巴巴公司开源的一个高性能、轻量级的开源Java RPC框架,可以和Spring框架无缝集成。
**什么是RPC?**
RPC全称为remote procedure call,即**远程过程调用**。比如两台服务器A和B,A服务器上部署一个应用,B服务器上部署一个应用,A服务器上的应用想调用B服务器上的应用提供的方法,由于两个应用不在一个内存空间,不能直接调用,所以需要通过网络来表达调用的语义和传达调用的数据。
需要注意的是RPC并不是一个具体的技术,而是指整个网络远程调用过程。
RPC是一个泛化的概念,严格来说一切远程过程调用手段都属于RPC范畴。各种开发语言都有自己的RPC框架。Java中的RPC框架比较多,广泛使用的有RMI、Hessian、Dubbo等。
Dubbo官网地址:http://dubbo.apache.org
Dubbo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。
### 2.2 Dubbo架构
Dubbo架构图(Dubbo官方提供)如下:
![2](2.png)![2](file://J:\黑马培训\Blackhorse\就业班java基础加强1\dubbo\dubbo\讲义\2.png)
节点角色说明:
| 节点 | 角色名称 |
| --- | --- |
| 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 |
| Container | 服务运行容器 |
虚线都是异步访问,实线都是同步访问
蓝色虚线:在启动时完成的功能
红色虚线(实线)都是程序运行过程中执行的功能
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。
## 3. 服务注册中心Zookeeper
通过前面的Dubbo架构图可以看到,Registry(服务注册中心)在其中起着至关重要的作用。Dubbo官方推荐使用Zookeeper作为服务注册中心。
### 3.1 Zookeeper介绍
Zookeeper 是 Apache Hadoop 的子项目,是一个树型的目录服务,支持变更推送,适合作为 Dubbo 服务的注册中心,工业强度较高,可用于生产环境,并推荐使用 。
为了便于理解Zookeeper的树型目录服务,我们先来看一下我们电脑的文件系统(也是一个树型目录结构):
![4](4.png)![4](file://J:\黑马培训\Blackhorse\就业班java基础加强1\dubbo\dubbo\讲义\4.png)
我的电脑可以分为多个盘符(例如C、D、E等),每个盘符下可以创建多个目录,每个目录下面可以创建文件,也可以创建子目录,最终构成了一个树型结构。通过这种树型结构的目录,我们可以将文件分门别类的进行存放,方便我们后期查找。而且磁盘上的每个文件都有一个唯一的访问路径,例如:C:\Windows\itcast\hello.txt。
Zookeeper树型目录服务:
![3](3.png)![3](file://J:\黑马培训\Blackhorse\就业班java基础加强1\dubbo\dubbo\讲义\3.png)
流程说明:
- 服务提供者(Provider)启动时: 向 `/dubbo/com.foo.BarService/providers` 目录下写入自己的 URL 地址
- 服务消费者(Consumer)启动时: 订阅 `/dubbo/com.foo.BarService/providers` 目录下的提供者 URL 地址。并向 `/dubbo/com.foo.BarService/consumers` 目录下写入自己的 URL 地址
- 监控中心(Monitor)启动时: 订阅 `/dubbo/com.foo.BarService` 目录下的所有提供者和消费者 URL 地址
### 3.2 安装Zookeeper
下载地址:http://archive.apache.org/dist/zookeeper/
本课程使用的Zookeeper版本为3.4.6,下载完成后可以获得名称为zookeeper-3.4.6.tar.gz的压缩文件。
安装步骤:
第一步:安装 jdk(略)
第二步:把 zookeeper 的压缩包(zookeeper-3.4.6.tar.gz)上传到 linux 系统
第三步:解压缩压缩包
tar -zxvf zookeeper-3.4.6.tar.gz
第四步:进入zookeeper-3.4.6目录,创建data目录
mkdir data
第五步:进入conf目录 ,把zoo_sample.cfg 改名为zoo.cfg
cd conf
mv zoo_sample.cfg zoo.cfg
第六步:打开zoo.cfg文件, 修改data属性:dataDir=/root/zookeeper-3.4.6/data
### 3.3 启动、停止Zookeeper
进入Zookeeper的bin目录,启动服务命令
./zkServer.sh start
停止服务命令
./zkServer.sh stop
查看服务状态:
./zkServer.sh status
## 4. Dubbo快速入门
Dubbo作为一个RPC框架,其最核心的功能就是要实现跨网络的远程调用。本小节就是要创建两个应用,一个作为服务的提供方,一个作为服务的消费方。通过Dubbo来实现服务消费方远程调用服务提供方的方法。
### 4.1 服务提供方开发
开发步骤:
(1)创建maven工程(打包方式为war)dubbodemo_provider,在pom.xml文件中导入如下坐标
```xml
UTF-8
1.8
1.8
5.0.5.RELEASE
org.springframework
spring-context
${spring.version}
org.springframework
spring-beans
${spring.version}
org.springframework
spring-webmvc
${spring.version}
org.springframework
spring-jdbc
${spring.version}
org.springframework
spring-aspects
${spring.version}
org.springframework
spring-jms
${spring.version}
org.springframework
spring-context-support
${spring.version}
com.alibaba
dubbo
2.6.0
org.apache.zookeeper
zookeeper
3.4.7
com.github.sgroschupf
zkclient
0.1
javassist
javassist
3.12.1.GA
com.alibaba
fastjson
1.2.47
org.apache.maven.plugins
maven-compiler-plugin
2.3.2
1.8
1.8
org.apache.tomcat.maven
tomcat7-maven-plugin
8081
/
```
(2)配置web.xml文件
```xml
Archetype Created Web Application
contextConfigLocation
classpath:applicationContext*.xml
org.springframework.web.context.ContextLoaderListener
```
(3)创建服务接口
```java
package com.itheima.service;
public interface HelloService {
public String sayHello(String name);
}
```
(4)创建服务实现类
```java
package com.itheima.service.impl;
import com.alibaba.dubbo.config.annotation.Service;
import com.itheima.service.HelloService;
@Service
public class HelloServiceImpl implements HelloService {
public String sayHello(String name) {
return "hello " + name;
}
}
```
注意:服务实现类上使用的Service注解是Dubbo提供的,用于对外发布服务
(5)在src/main/resources下创建applicationContext-service.xml
(6)启动服务
tomcat7:run
### 4.2 服务消费方开发
开发步骤:
(1)创建maven工程(打包方式为war)dubbodemo_consumer,pom.xml配置和上面服务提供者相同,只需要将Tomcat插件的端口号改为8082即可
(2)配置web.xml文件
```xml
Archetype Created Web Application
springmvc
org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet
contextConfigLocation
classpath:applicationContext-web.xml
1
springmvc
*.do
```
(3)将服务提供者工程中的HelloService接口复制到当前工程
(4)编写Controller
```java
package com.itheima.controller;
import com.alibaba.dubbo.config.annotation.Reference;
import com.itheima.service.HelloService;
import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;
@Controller
@RequestMapping("/demo")
public class HelloController {
@Reference
private HelloService helloService;
@RequestMapping("/hello")
@ResponseBody
public String getName(String name){
//远程调用
String result = helloService.sayHello(name);
System.out.println(result);
return result;
}
}
```
注意:Controller中注入HelloService使用的是Dubbo提供的@Reference注解
(5)在src/main/resources下创建applicationContext-web.xml
(6)运行测试
tomcat7:run启动
在浏览器输入http://localhost:8082/demo/hello.do?name=Jack,查看浏览器输出结果
**思考一:**上面的Dubbo入门案例中我们是将HelloService接口从服务提供者工程(dubbodemo_provider)复制到服务消费者工程(dubbodemo_consumer)中,这种做法是否合适?还有没有更好的方式?
**答:**这种做法显然是不好的,同一个接口被复制了两份,不利于后期维护。更好的方式是单独创建一个maven工程,将此接口创建在这个maven工程中。需要依赖此接口的工程只需要在自己工程的pom.xml文件中引入maven坐标即可。
**思考二:**在服务消费者工程(dubbodemo_consumer)中只是引用了HelloService接口,并没有提供实现类,Dubbo是如何做到远程调用的?
**答:**Dubbo底层是基于代理技术为HelloService接口创建代理对象,远程调用是通过此代理对象完成的。可以通过开发工具的debug功能查看此代理对象的内部结构。另外,Dubbo实现网络传输底层是基于Netty框架完成的。
**思考三:**上面的Dubbo入门案例中我们使用Zookeeper作为服务注册中心,服务提供者需要将自己的服务信息注册到Zookeeper,服务消费者需要从Zookeeper订阅自己所需要的服务,此时Zookeeper服务就变得非常重要了,那如何防止Zookeeper单点故障呢?
**答:**Zookeeper其实是支持集群模式的,可以配置Zookeeper集群来达到Zookeeper服务的高可用,防止出现单点故障。
## 5. Dubbo管理控制台
我们在开发时,需要知道Zookeeper注册中心都注册了哪些服务,有哪些消费者来消费这些服务。我们可以通过部署一个管理中心来实现。其实管理中心就是一个web应用,部署到tomcat即可。然后访问该网站,然后可以访问zookeeper
### 5.1 安装
安装步骤:
(1)将资料中的dubbo-admin-2.6.0.war文件复制到tomcat的webapps目录下
(2)启动tomcat,此war文件会自动解压
(3)修改WEB-INF下的dubbo.properties文件,注意dubbo.registry.address对应的值需要对应当前使用的Zookeeper的ip地址和端口号
dubbo.registry.address=zookeeper://192.168.134.129:2181
dubbo.admin.root.password=root
dubbo.admin.guest.password=guest
(4)重启tomcat
### 5.2 使用
操作步骤:
(1)访问http://localhost:8080/dubbo-admin-2.6.0/,输入用户名(root)和密码(root)
![5](5.png)![5](file://J:\黑马培训\Blackhorse\就业班java基础加强1\dubbo\dubbo\讲义\5.png)
(2)启动服务提供者工程和服务消费者工程,可以在查看到对应的信息
![6](6.png)![6](file://J:\黑马培训\Blackhorse\就业班java基础加强1\dubbo\dubbo\讲义\6.png)
![7](7.png)![7](file://J:\黑马培训\Blackhorse\就业班java基础加强1\dubbo\dubbo\讲义\7.png)
![8](8.png)![8](file://J:\黑马培训\Blackhorse\就业班java基础加强1\dubbo\dubbo\讲义\8.png)
![9](9.png)![9](file://J:\黑马培训\Blackhorse\就业班java基础加强1\dubbo\dubbo\讲义\9.png)
## 6. Dubbo相关配置说明
### 6.1 包扫描
服务提供者和服务消费者都需要配置,表示包扫描,作用是扫描指定包(包括子包)下的标记了@Service的类。
如果不使用包扫描,也可以通过如下配置的方式来发布服务:
作为服务消费者,可以通过如下配置来引用服务:
上面这种方式发布和引用服务,一个配置项(<dubbo:service>、<dubbo:reference>)只能发布或者引用一个服务,如果有多个服务,这种方式就比较繁琐了。推荐使用包扫描方式。
### 6.2 协议
一般在服务提供者一方配置,可以指定使用的协议名称和端口号。
其中Dubbo支持的协议有:dubbo、rmi、hessian、http、webservice、rest、redis等。
推荐使用的是dubbo协议。
dubbo 协议采用单一长连接和 NIO 异步通讯,适合于小数据量大并发的服务调用,以及服务消费者机器数远大于服务提供者机器数的情况。不适合传送大数据量的服务,比如传文件,传视频等,除非请求量很低。
也可以在同一个工程中配置多个协议,不同服务可以使用不同的协议,例如:
### 6.3 启动时检查
上面这个配置需要配置在服务消费者一方,如果不配置默认check值为true。Dubbo 缺省会在启动时检查依赖的服务是否可用,不可用时会抛出异常,阻止 Spring 初始化完成,以便上线时,能及早发现问题。可以通过将check值改为false来关闭检查。
建议在开发阶段将check值设置为false,在生产环境下改为true。
### 6.4 负载均衡
负载均衡(Load Balance):其实就是将请求分摊到多个操作单元上进行执行,从而共同完成工作任务。
在集群负载均衡时,Dubbo 提供了多种均衡策略(包括随机、轮询、最少活跃调用数、一致性Hash),缺省为random随机调用。
配置负载均衡策略,既可以在服务提供者一方配置,也可以在服务消费者一方配置,如下:
```java
@Controller
@RequestMapping("/demo")
public class HelloController {
//在服务消费者一方配置负载均衡策略
@Reference(check = false,loadbalance = "random")
private HelloService helloService;
@RequestMapping("/hello")
@ResponseBody
public String getName(String name){
//远程调用
String result = helloService.sayHello(name);
System.out.println(result);
return result;
}
}
```
```java
//在服务提供者一方配置负载均衡
@Service(loadbalance = "random")
public class HelloServiceImpl implements HelloService {
public String sayHello(String name) {
return "hello " + name;
}
}
```
可以通过启动多个服务提供者来观察Dubbo负载均衡效果。
注意:因为我们是在一台机器上启动多个服务提供者,所以需要修改tomcat的端口号和Dubbo服务的端口号来防止端口冲突。
在实际生产环境中,多个服务提供者是分别部署在不同的机器上,所以不存在端口冲突问题。
## 7. 解决Dubbo无法发布被事务代理的Service问题
前面我们已经完成了Dubbo的入门案例,通过入门案例我们可以看到通过Dubbo提供的标签配置就可以进行包扫描,扫描到@Service注解的类就可以被发布为服务。
但是我们如果在服务提供者类上加入@Transactional事务控制注解后,服务就发布不成功了。原因是事务控制的底层原理是为服务提供者类创建代理对象,而默认情况下Spring是基于JDK动态代理方式创建代理对象,而此代理对象的完整类名为com.sun.proxy.$Proxy42(最后两位数字不是固定的),导致Dubbo在发布服务前进行包匹配时无法完成匹配,进而没有进行服务的发布。
### 7.1 问题展示
在入门案例的服务提供者dubbodemo_provider工程基础上进行展示
操作步骤:
(1)在pom.xml文件中增加maven坐标
```xml
mysql
mysql-connector-java
5.1.47
com.alibaba
druid
1.1.6
org.mybatis
mybatis-spring
1.3.2
```
(2)在applicationContext-service.xml配置文件中加入数据源、事务管理器、开启事务注解的相关配置
上面连接的数据库可以自行创建
(3)在HelloServiceImpl类上加入@Transactional注解
(4)启动服务提供者和服务消费者,并访问
![12](12.png)![12](file://J:\黑马培训\Blackhorse\就业班java基础加强1\dubbo\dubbo\讲义\12.png)
上面的错误为没有可用的服务提供者
查看dubbo管理控制台发现服务并没有发布,如下:
![13](13.png)![13](file://J:\黑马培训\Blackhorse\就业班java基础加强1\dubbo\dubbo\讲义\13.png)
可以通过断点调试的方式查看Dubbo执行过程,Dubbo通过AnnotationBean的postProcessAfterInitialization方法进行处理
![14](14.png)![14](file://J:\黑马培训\Blackhorse\就业班java基础加强1\dubbo\dubbo\讲义\14.png)
![15](15.png)![15](file://J:\黑马培训\Blackhorse\就业班java基础加强1\dubbo\dubbo\讲义\15.png)
### 7.2 解决方案
通过上面的断点调试可以看到,在HelloServiceImpl类上加入事务注解后,Spring会为此类基于JDK动态代理技术创建代理对象,创建的代理对象完整类名为com.sun.proxy.$Proxy35,导致Dubbo在进行包匹配时没有成功(因为我们在发布服务时扫描的包为com.itheima.service),所以后面真正发布服务的代码没有执行。
解决方式操作步骤:
(1)修改applicationContext-service.xml配置文件,开启事务控制注解支持时指定proxy-target-class属性,值为true。其作用是使用cglib代理方式为Service类创建代理对象
![17](17.png)![17](file://J:\黑马培训\Blackhorse\就业班java基础加强1\dubbo\dubbo\讲义\17.png)
(2)修改HelloServiceImpl类,在Service注解中加入interfaceClass属性,值为HelloService.class,作用是指定服务的接口类型
```java
@Service(interfaceClass = HelloService.class)
@Transactional
public class HelloServiceImpl implements HelloService {
public String sayHello(String name) {
return "hello " + name;
}
}
```
此处也是必须要修改的,否则会导致发布的服务接口为SpringProxy,而不是HelloService接口,如下:
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