[Java知识库] java学习---dubbo+zookeeper微服务架构

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[Java知识库]java学习---dubbo+zookeeper微服务架构

1、Apache Dubbo概述

?1.1、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、轻量级的开源 Java RPC 框架，可以和 Spring 框架无缝集成，2018年阿里巴巴把这个框架捐献给了apache基金，此框架的使用比 Spring Cloud 微服务的框架使用较为简单，只需要表写相应的服务提供和服务消费的代码即可，中央服务配置可由 ZooKeeper 进行服务的注册管理，只需要相应的服务进行配置注册，服务消费进行接口的抓取即可完成服务的远程调用。

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 ，详情可进行直接的访问查看信息。
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。

?1.2、Dubbo的服务架构

?Dubbo的服务架构图如下所示：

各节点角色说明：

节点名	功能
提供者	暴露接口的提供方
容器	整个服务运行时的容器
注册	服务注册与发现的注册中心
消费者	调用远程服务的消费方
监控	统计服务调用次数调用时间的监控中心

服务的执行步骤：

服务容器负责启动，加载，运行服务的接口提供者。
服务提供者在启动时，向注册中心注册自己提供的服务，也就是注册自己的接口地址。
服务消费者在启动时，向注册中心订阅自己所需的服务，通过代理的方式直接定位到需要的接口实现对象，但是需要注意的是消费者必须有该接口才能进行代理。
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。 4
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。
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。

2、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）在整个架构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，下面详细讲一下 Zookeeper 在服务器中的安装以及相应的服务注册和拉取配置。

?2.1、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。

在这里插入图片描述

?流程说明：

服务提供者(Provider)启动时: 向 /dubbo/com.test.UserServiceBo/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.test.UserServiceBo/providers 目录下的提供者 URL 地址。并向 /dubbo/com.test.UserServiceBo/consumers 目录下写入自己的 URL 地址
监控中心(Monitor)启动时: 订阅 /dubbo/com.test.UserServiceBo 目录下的所有提供者和消费者 URL 地址

?2.2、ZooKeeper安装

? 下载地址：http://archive.apache.org/dist/zookeeper/ 下载完成后 zookeeper-3.4.6.tar.gz的压缩文件。

? 安装步骤：

第一步：需要有安装 JDK 的环境。
第二步：把 zookeeper 的压缩包上传到 linux 系统。
第三步：解压缩压缩包 tar -zxvf zookeeper-3.4.6.tar.gz -C /usr 路径可以随便定义。
第四步：进入 zookeeper-3.4.6 目录，创建 data 目录，用于数据的存储。
第五步：进入 conf 目录，把 zoo_sample.cfg 改名为 zoo.cfg ，用于配置相关的数据信息，也是启动的配置文件。

?2.3、启动 ZooKeeper

? 进入 Zookeeper 的 bin 目录，执行相应的文件即可。

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
客户端连接： ./zkCli.sh

3、ZooKeeper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。

?3.1、服务提供方

?创建一个简单的 web 项目作为服务的提供者（由maven进行管理）。

添加依赖：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <groupId>com.beordie</groupId>
    <artifactId>dubbo-normal</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    <packaging>war</packaging>

    <properties>
        <maven.compiler.source>11</maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>11</maven.compiler.target>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
        <spring.version>5.0.5.RELEASE</spring.version>
    </properties>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-context</artifactId>
            <version>${spring.version}</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-beans</artifactId>
            <version>${spring.version}</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-webmvc</artifactId>
            <version>${spring.version}</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-jdbc</artifactId>
            <version>${spring.version}</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-aspects</artifactId>
            <version>${spring.version}</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-jms</artifactId>
            <version>${spring.version}</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-context-support</artifactId>
            <version>${spring.version}</version>
        </dependency>
        <!-- dubbo相关 -->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba</groupId>
            <artifactId>dubbo</artifactId>
            <version>2.6.0</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
            <artifactId>zookeeper</artifactId>
            <version>3.4.7</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>com.github.sgroschupf</groupId>
            <artifactId>zkclient</artifactId>
            <version>0.1</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>javassist</groupId>
            <artifactId>javassist</artifactId>
            <version>3.12.1.GA</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba</groupId>
            <artifactId>fastjson</artifactId>
            <version>1.2.47</version>
        </dependency>
    </dependencies>

    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
                <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
                <version>2.3.2</version>
                <configuration>
                    <source>1.8</source>
                    <target>1.8</target>
                </configuration>
            </plugin>

        </plugins>
    </build>
</project>

配置 web.xml 文件

<!DOCTYPE web-app PUBLIC
        "-//Sun Microsystems, Inc.//DTD Web Application 2.3//EN"
        "http://java.sun.com/dtd/web-app_2_3.dtd" >
<web-app>
    
    <display-name>Archetype Created Web Application</display-name>
    <context-param>
        <param-name>contextConfigLocation</param-name>
        <param-value>classpath:applicationContext*.xml</param-value>
    </context-param>
    <listener>
        <listener-class>org.springframework.web.context.ContextLoaderListener</listener-class>
    </listener>
</web-app>

创建服务接口

package com.beordie.service;

/**
 * @Description
 * @Date 2021/9/2 16:08
 * @Created 30500
 */
public interface ServiceTest {
    public String get(String name);
}

创建服务实现类

package com.beordie.service.impl;

import com.alibaba.dubbo.config.annotation.Service;
import com.beordie.service.ServiceTest;

/**
 * @Description
 * @Date 2021/9/2 16:09
 * @Created 30500
 */
@Service
public class serviceImpl implements ServiceTest {
    @Override
    public String get(String name) {
        return "你好" + 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。

创建web.xml 中指定的配置文件

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

    <!-- 当前应用名称，用于注册中心计算应用间依赖关系，注意：消费者和提供者应用名不要一样 -->
    <dubbo:application name="provider"/>
    <!-- 连接服务注册中心zookeeper ip为zookeeper所在服务器的ip地址-->
    <dubbo:registry address="zookeeper://192.168.55.129:2181"/>
    <!-- 注册 协议和port -->
    <dubbo:protocol name="dubbo" port="20881"></dubbo:protocol>
    <!-- 扫描指定包，加入@Service注解的类会被发布为服务 -->
    <dubbo:annotation package="com.beordie.service.impl" />
</beans>

启动服务并在 ZooKeeper 中进行服务查看

启动完服务后通过打开客户端的命令打开 ZooKeeper 的客户端，然后通过指令 ls / 可查看到当前目录下的文件信息，会发现存在一个 Dubbo 的文件目录，继续对此目录进行查看即可发现相应的服务注册信息。

| 在这里插入图片描述

?3.2、服务消费方

?同样需要创建一个项目来进行服务的拉取，引入的依赖和提供方的类似，这里就直接复制即可。

配置 web.xml 文件

<!DOCTYPE web-app PUBLIC
        "-//Sun Microsystems, Inc.//DTD Web Application 2.3//EN"
        "http://java.sun.com/dtd/web-app_2_3.dtd" >
<web-app>
    <display-name>Archetype Created Web Application</display-name>

    <servlet>
        <servlet-name>springmvc</servlet-name>
        <servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet-class>
        <!-- 指定加载的配置文件 ，通过参数contextConfigLocation加载 -->
        <init-param>
            <param-name>contextConfigLocation</param-name>
            <param-value>classpath:applicationContext-web.xml</param-value>
        </init-param>
        <load-on-startup>1</load-on-startup>
    </servlet>
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>springmvc</servlet-name>
        <url-pattern>/</url-pattern>
    </servlet-mapping>
</web-app>

创建和提供方一致的服务接口

可以直接对接口进行复制，因为之后的服务抓取是通过动态代理的方式进行对象生成的，因此需要对应的接口对象。
编写Controlle对外暴露访问接口

package com.beordie.controller;

import com.alibaba.dubbo.config.annotation.Reference;
import com.beordie.service.ServiceTest;
import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;

/**
 * @Description
 * @Date 2021/9/2 17:05
 * @Created 30500
 */
@Controller
@RequestMapping("/demo")
public class TeController {

    // Dubbo 的远程对象注入
    @Reference
    private ServiceTest serviceTest;

    @RequestMapping("/hello")
    @ResponseBody
    public String getName(String name){
        //远程调用
        String result = serviceTest.get(name);
        System.out.println(result);
        return result;
    }

}

创建对应的启动配置文件

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns:p="http://www.springframework.org/schema/p"
       xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
       xmlns:dubbo="http://code.alibabatech.com/schema/dubbo"
       xmlns:mvc="http://www.springframework.org/schema/mvc"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
        http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
    http://www.springframework.org/schema/mvc
    http://www.springframework.org/schema/mvc/spring-mvc.xsd
    http://code.alibabatech.com/schema/dubbo
    http://code.alibabatech.com/schema/dubbo/dubbo.xsd
    http://www.springframework.org/schema/context
    http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">
    <!-- 当前应用名称，用于注册中心计算应用间依赖关系，注意：消费者和提供者应用名不要一样 -->

    <dubbo:application name="dubbo-consumer"/>
    <!-- 连接服务注册中心zookeeper ip为zookeeper所在服务器的ip地址-->
    <dubbo:registry address="zookeeper://192.168.55.129:2181"/>
    <!-- 扫描的方式暴露接口 -->
    <dubbo:annotation package="com.beordie.controller"/>
</beans>

运行测试

设置完毕后启动项目，然后访问相应地址，即可抓取到正确的服务结果。

?3.3、问题思考

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 (dubbo_provider)复制到服务消费者工程(dubbo_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(dubbo_consumer)中只是引用了接口，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。

4、 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。

?4.1、安装

?只需要下载对应的 war 到本地的tomcat，然后启动服务即可。

需要修改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://192.168.55.129:2181

?4.2、使用

? 访问 http://localhost:8080/dubbo-admin-2.6.0/，输入用户名(root)和密码(root) 即可查看网站，相关的服务信息都可以在这里进行查看。

5、 Dubbo相关配置

?5.1、包扫描

<dubbo:annotation package="com.beordie.service" />

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)下的类，提供者扫描服务所在的包，消费者扫描控制器所在的包。

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：

<bean id="serviceImpl" class="com.beordie.service.impl.serviceImpl" />
<dubbo:service interface="com.beordie.service.Service" ref="serviceImpl" />

作为服务消费者，可以通过如下配置来引用服务：

<!-- 生成远程服务代理，可以和本地bean一样使用Service -->
<dubbo:reference id="serviceTest" interface="com.beordie.ServiceTest" />

? 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。

?5.2、Dubbo 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。

<dubbo:protocol name="dubbo" port="20880"/>

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：

<!-- 多协议配置 -->
<dubbo:protocol name="dubbo" port="20880" />
<dubbo:protocol name="rmi" port="1099" />
<!-- 使用dubbo协议暴露服务 -->
<dubbo:service interface="com.beordie.HelloService" ref="helloService"
protocol="dubbo" />
<!-- 使用rmi协议暴露服务 -->
<dubbo:service interface="com.beordie.DemoService" ref="demoService"
protocol="rmi" />

?5.3、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：

// 调用方配置
@Reference(check = false,loadbalance = "random")

// 服务方配置
@Service(loadbalance = "random")

?5.4、 Dubbo无法发布被事务代理的服务

问题

因为提供的是服务层的接口，在涉及数据库的ACID 时就会添加事务管理，但是这样服务将不会在。ZooKeeper 中进行注册，服务的消费端也就不会拿到对应的代理对象，也会报没有可用的服务提供者的错误。
原因

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.beordie.service），所以后面真正发布服务的代码没有执行。
解决

使用 cglib 代理方式为Service类创建代理对象，并指定发布的接口 @Service(interfaceClass = HelloService.class)