1.背景

想象下這么個場景：

有個做生活服務(wù)的APP，主要提供一些生活化的咨詢信息，比如天氣、新聞、個人三金賬單、政府辦事事項(xiàng)等等，那么把這些功能全部放入一個應(yīng)用肯定是不現(xiàn)實(shí)的。

按照分布式服務(wù)的設(shè)計(jì)理念，可能最終的結(jié)果是用戶登錄、注冊相關(guān)的作為一個user應(yīng)用，天氣相關(guān)的一個weather應(yīng)用，新聞資訊相關(guān)的一個news應(yīng)用，賬單相關(guān)的一個bill應(yīng)用，政府辦事相關(guān)的一個life應(yīng)用，這樣就被拆分成了若干個功能相對穩(wěn)定的應(yīng)用，同時應(yīng)用之間通過RPC調(diào)用，共同構(gòu)成了一個分布式服務(wù)框架。

這種分布式服務(wù)架構(gòu)在流量、服務(wù)數(shù)量相對小的時候足夠滿足實(shí)際需要，但是在服務(wù)數(shù)量越來越大、流量增大或者間斷性流量出現(xiàn)峰值、服務(wù)間調(diào)用越來越復(fù)雜的情況下，這種架構(gòu)就就很難再滿足需要了。比如上述的APP這周搞推廣注冊送禮的活動，突然間登錄、注冊的操作暴增，此時負(fù)責(zé)處理相關(guān)業(yè)務(wù)的user應(yīng)用負(fù)荷增加，出現(xiàn)響應(yīng)慢、超時、宕機(jī)的情況，怎么辦？按分布式服務(wù)框架，最簡單直接的辦法是增加user應(yīng)用的實(shí)例、帶寬等硬件資源，再在調(diào)用方或者Nginx端改改user應(yīng)用相關(guān)的負(fù)載列表，重啟over。等推廣結(jié)束之后再改改負(fù)載列表，停掉增加的資源，重啟over.......

如此一來，反復(fù)地增加、刪除、停止、啟動，只要中間某一步做錯，就會造成難以想象的錯誤。那么如何彈性、動態(tài)地計(jì)算所需資源，又如何動態(tài)地增加、刪除資源，最大程度不影響業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)，減少犯錯誤的幾率，是一個新的課題。由此流動式的架構(gòu)理念運(yùn)用而生，而dubbo框架正是流動式計(jì)算架構(gòu)的一種。

2.Dubbo是什么

Dubbo是阿里旗下的一個彈性的分布式服務(wù)框架，致力于提供高性能和透明化的RPC遠(yuǎn)程服務(wù)調(diào)用方案，以及SOA服務(wù)治理方案。

3.Dubbo能做什么

3.1.透明化的遠(yuǎn)程方法調(diào)用

沒有API侵入，就能像調(diào)用本地方法一樣調(diào)用遠(yuǎn)程方法。

在實(shí)際項(xiàng)目中，通常會對Provider和Consumer使用的公共部分，抽象為一個通用的一個jar包，內(nèi)部定義需要的Service、DTO、POJO、工具類等。此時，Provider端實(shí)現(xiàn)Service服務(wù)，Consumer引入jar包，申明服務(wù)。通過此種方法，實(shí)現(xiàn)無API侵入，Service對Consumer透明，但最終實(shí)現(xiàn)了Consumer對Provider的調(diào)用。

3.2.服務(wù)自動注冊與發(fā)現(xiàn)

服務(wù)的注冊、發(fā)現(xiàn)、更新都是基于注冊中心Registry來實(shí)現(xiàn)的。

Registry與Provider、Registry與Consumer之間實(shí)現(xiàn)了基于Socket長連接的實(shí)時心跳檢測，每隔幾秒鐘檢測一次，收集Provider、Consumer的服務(wù)信息，整理更新服務(wù)列表。通過這樣的實(shí)現(xiàn)，Provider和Consumer均不再需要寫死服務(wù)提供方地址，只需要配置注冊中心地址即可，實(shí)現(xiàn)動態(tài)化。

3.3.軟負(fù)載均衡及容錯機(jī)制

Dubbo提供了一系列的軟負(fù)載均衡算法供使用，可替代F5等硬件負(fù)載均衡器，降低硬件成本，減少單點(diǎn)。

Consumer通過訂閱服務(wù)，在本地緩存可調(diào)用的服務(wù)列表，在實(shí)際調(diào)用某服務(wù)時，基于負(fù)載均衡算法，選取某一節(jié)點(diǎn)調(diào)用。當(dāng)某服務(wù)節(jié)點(diǎn)宕機(jī)、或網(wǎng)絡(luò)不可用時，Registry基于心跳檢測實(shí)時更新可調(diào)用者列表，并將更新信息推送到Consumer，由Consumer更新本地緩存，實(shí)現(xiàn)容錯，實(shí)現(xiàn)高可用。

4.Dubbo服務(wù)架構(gòu)及調(diào)用流程

Dubbo架構(gòu)圖如下所示：

節(jié)點(diǎn)角色說明：

Provider: 暴露服務(wù)的服務(wù)提供方。

Consumer: 調(diào)用遠(yuǎn)程服務(wù)的服務(wù)消費(fèi)方。

Registry: 服務(wù)注冊與發(fā)現(xiàn)的注冊中心，可選。

Monitor: 統(tǒng)計(jì)服務(wù)的調(diào)用次調(diào)和調(diào)用時間的監(jiān)控中心，可選。

Container: 服務(wù)運(yùn)行容器。

調(diào)用流程：

0. 服務(wù)容器負(fù)責(zé)啟動、加載，運(yùn)行Provider。

1. Provider在啟動時，向Registry注冊自己提供的服務(wù)，Registry緩存服務(wù)列表，并建立長連接心跳檢測。

2. Consumer在啟動時，向Registry訂閱自己所需的服務(wù)，并建立長連接心跳檢測。

3. Registry返回服務(wù)提供者地址列表給Consumer并緩存，如果服務(wù)有變更，Registry將基于長連接推送變更數(shù)據(jù)給Consumer并更新。

4. Consumer在使用服務(wù)時，基于軟負(fù)載均衡算法，從提供者地址列表中，選一臺Provider進(jìn)行調(diào)用，如果調(diào)用失敗，則切換到另一臺調(diào)用。

5. Consumer和Provider，在內(nèi)存中累計(jì)調(diào)用次數(shù)和調(diào)用時間，定時每分鐘發(fā)送一次統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)到Monitor。

5.Dubbo應(yīng)用搭建

Dubbo采用全Spring配置方式，透明化接入應(yīng)用，只需用Spring加載Dubbo的配置即可。

代碼結(jié)構(gòu)

代碼project結(jié)構(gòu)非常簡單，如圖：

其中，

dubbo-api是公共的基礎(chǔ)包，主要聲明provider和consumer共用的服務(wù)接口、工具類、實(shí)體等，以jar包形式提供；

dubbo-provider是服務(wù)提供者，聲明provider需要提供的哪些服務(wù)，以war包形式提供；

dubbo-customer是服務(wù)消費(fèi)者，聲明需要使用的服務(wù)，以war包形式提供；

dubbo-service是dubbo-api中服務(wù)的實(shí)現(xiàn)者，此包可直接包含在dubbo-provider中，以jar包形式體現(xiàn)。

Dubbo-api

在公共jar包中，定義服務(wù)接口，如下：

dubbo-service

在實(shí)現(xiàn)jar包中，實(shí)現(xiàn)dubbo-api中定義的接口（此實(shí)現(xiàn)對消費(fèi)方式透明的），如下：

dubbo-provider

使用Spring配置聲明對外暴露服務(wù)，主要包含：

dubbo-application服務(wù)提供者的名字：標(biāo)記唯一提供者；

dubbo-registry注冊中心地址及其端口：啟動時，向注冊中心注冊服務(wù)，此處使用zookeeper；

dubbo-protocol通信協(xié)議及端口：各個終端之間通訊的協(xié)議，使用dubbo協(xié)議；

dubbo-service暴露服務(wù)聲明：需要暴露哪些服務(wù)，就聲明哪些dubbo:service的Bean。

dubbo-customer

使用Spring配置，引用遠(yuǎn)程暴露的服務(wù)，主要包含：

dubbo-application服務(wù)消費(fèi)者名字：標(biāo)記唯一消費(fèi)者；

dubbo-registry注冊中心地址及其端口：啟動時，向注冊中心訂閱服務(wù)，并在本地緩存；

dubbo-reference服務(wù)引用：聲明需要使用的服務(wù)接口名稱，和原生spring聲明bean的方式類似。

配置如下圖：

服務(wù)使用時，像spring式注入JavaBean，類似本地化調(diào)用Service一樣使用，如圖：

dubbo工程搭建總結(jié)

通過上述代碼示例，不難看出dubbo使用其實(shí)非常簡單，通過Spring配置全部搞定。對于消費(fèi)者來說，只需要知道服務(wù)在哪里、服務(wù)名叫什么、有什么方法、入?yún)⑹悄男┘纯桑恍枰纼?nèi)部的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。這種特性完全無API侵入，實(shí)現(xiàn)各部分之間松散耦合，減少依賴。

6.Dubbo的高級特性

除了上述基本功能之外，dubbo具有諸多高級特性，組成了dubbo整套架構(gòu)體系。

多元化注冊中心

注冊中心可以使用zookeeper、redis等作為注冊中心，也可以去中心使用廣播形式。

zookeeper作為注冊中心，內(nèi)部存儲使用了目錄式結(jié)構(gòu)，此為推薦；

Redis這樣的K/V式數(shù)據(jù)存儲，內(nèi)部則使用了服務(wù)名作為Key，URL地址作為Value，比如：

另廣播Multicast形式，啟動時廣播自身的地址，無注冊中心，此為測試使用。

集群容錯

上述示例中，只使用了單個zk實(shí)例、單provider、單consumer，實(shí)際生產(chǎn)中還可以配置多個實(shí)例即注冊中心集群、provider集群、consumer集群，相同集群之間是等價的，最終為負(fù)載均衡提供條件。

軟負(fù)載均衡

當(dāng)注冊中心其他實(shí)例宕機(jī)，只要有一個可提供服務(wù)則可保證整個應(yīng)用群可正常發(fā)布、訂閱服務(wù)；即使全部宕機(jī)只要之前的服務(wù)提供者可正常提供服務(wù)，雖不能發(fā)布和訂閱，但是消費(fèi)者任然可以調(diào)用，因?yàn)橄M(fèi)者本地緩存了可調(diào)用列表。

Provider集群各實(shí)例提供了相同的服務(wù)，只要有實(shí)例新增或者宕機(jī)，基于長連接通訊，每個消費(fèi)者均能感知到并及時更新自身緩存列表。實(shí)時調(diào)整路由群。

Consumer消費(fèi)者對服務(wù)進(jìn)行invoke調(diào)用時，會根據(jù)負(fù)載均衡算法，分發(fā)請求到某個provider實(shí)例，降低各個實(shí)例的負(fù)載。成熟的負(fù)載均衡算法有隨機(jī)、按公約權(quán)重輪詢、最少活躍調(diào)用數(shù)、一致性Hash，使用者可以根據(jù)機(jī)器、網(wǎng)絡(luò)等情況實(shí)時分配和調(diào)整策略，靈活方便。

統(tǒng)一化管理平臺admin

dubbo提供了可視化的管理平臺dubbo-admin，使用者只要下載運(yùn)行應(yīng)用即可。

此平臺提供了豐富的管理功能：

服務(wù)管理：有哪些服務(wù)，哪些在使用哪些已停止，對應(yīng)的主機(jī)、端口、權(quán)重是多少，實(shí)時調(diào)整；

應(yīng)用管理：當(dāng)前有哪些應(yīng)用，各自是什么角色，相互調(diào)用關(guān)系是什么，使用的負(fù)載均衡算法是什么等等。

運(yùn)營監(jiān)控中心

此為可選組件，對應(yīng)項(xiàng)目為dubbo-monitor，監(jiān)控SQL執(zhí)行、服務(wù)調(diào)用等統(tǒng)計(jì)信息。和provider、Consumer一樣，通過spring配置的形式，聲明dubbo:monitor角色。在provider和consumer端，聲明monitor地址，并定義AOP切面，收集監(jiān)控信息，并定時向監(jiān)控中心發(fā)送。

7.Dubbo的缺點(diǎn)

上面敘述了種種dubbo的優(yōu)勢，下面說說它的缺點(diǎn)。

體系結(jié)構(gòu)方面

Dubbo要求將功能服務(wù)化，抽象成若干個通用的小的服務(wù)，形成分布式結(jié)構(gòu)。因此往往會在最后形成大量的服務(wù)，體系會非常龐大，管理起來比較困難。但這跟它帶來的種種有點(diǎn)相比，還是微不足道的。

安全性方面

Dubbo在使用場景方面主要針對內(nèi)部的服務(wù)，由內(nèi)部人員進(jìn)行管理，一般很少對外部系統(tǒng)開放。而通常對外的服務(wù)，一般建立WebService、Rest等形式的接口，并輔助OAuth等安全協(xié)議來來處理安全。這就造成了，Dubbo在安全方面實(shí)現(xiàn)的功能較少，主要原則是基本上只防君子不防小人。

目前安全性層面，Dubbo通過Token令牌防止用戶繞過注冊中心直連，然后在注冊中心上管理授權(quán)。Dubbo還提供服務(wù)黑白名單，來控制服務(wù)所允許的調(diào)用方。

本文作者：蘭偉敏（點(diǎn)融黑幫），主要從事Java后端開發(fā)，愛好電影、旅行、DOTA，目前主要負(fù)責(zé)貸款端LOANAPP系統(tǒng)研發(fā)。