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



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



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。



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



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：



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)：



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：



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
@Controller
@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;
    }
}
//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;
    }
}

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



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



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。



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



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：



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)：



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：



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
@Controller
@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;
    }
}
//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;
    }
}