@Dubbo概述
Dubbo是什么
Dubbo是一个开源分布式服务框架,致力于提供高性能和透明化的RPC远程服务调用方案,以及SOA服务治理方案。
有三个核心部分包括:
- 远程通讯:提供对多种基于长连接的NIO框架抽象封装,包括多种线程模型、序列化、以及"请求-响应"模式的信息交换方案
- 集群容错:提供基于接口方法的透明远程过程调用,包括多协议支持、软负载均衡、失败容错、地址路由、动态配置等集群支持
- 自动发现:基于注册中心目录服务,使服务消费方能动态地查找服务提供方,使地址透明,使服务提供方可以平滑增加或减少机器
Dubbo能做什么
Dubbo功能强大,总结下来,它大致可以做以下几件事:
- 透明化的远程方法调用,就像调用本地方法一样调用远程方法,只需要简单的配置,没有任何API侵入
- 软负载均衡及容错机制,可在内网替代F5等硬件负载均衡器,降低成本、减少单点
- 服务自动注册与发现,不再需要写死服务提供方地址,注册中心基于接口名查询服务提供者的IP地址,并且能够平滑添加或删除服务提供者
背景
随着互联网的发展,网站应用的规模不断扩大,常规的垂直应用架构已无法应对,分布式服务架构以及流动计算架构势在必行,亟需一个治理系统确保架构有条不紊的演进。
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,此时需增加一个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。
需求
在大规模服务化之前,应用可能只是通过 RMI 或 Hessian 等工具,简单的暴露和引用远程服务,通过配置服务的URL地址进行调用,通过 F5 等硬件进行负载均衡。
当服务越来越多时,服务 URL 配置管理变得非常困难,F5 硬件负载均衡器的单点压力也越来越大。 此时需要一个服务注册中心,动态的注册和发现服务,使服务的位置透明。并通过在消费方获取服务提供方地址列表,实现软负载均衡和 Failover,降低对 F5 硬件负载均衡器的依赖,也能减少部分成本。
当进一步发展,服务间依赖关系变得错踪复杂,甚至分不清哪个应用要在哪个应用之前启动,架构师都不能完整的描述应用的架构关系。 这时,需要自动画出应用间的依赖关系图,以帮助架构师理清理关系。
接着,服务的调用量越来越大,服务的容量问题就暴露出来,这个服务需要多少机器支撑?什么时候该加机器? 为了解决这些问题,第一步,要将服务现在每天的调用量,响应时间,都统计出来,作为容量规划的参考指标。其次,要可以动态调整权重,在线上,将某台机器的权重一直加大,并在加大的过程中记录响应时间的变化,直到响应时间到达阀值,记录此时的访问量,再以此访问量乘以机器数反推总容量。
以上是 Dubbo 最基本的几个需求。
架构
节点角色说明
节点 | 角色说明 |
Provider | 暴露服务的服务提供方,向Registry注册服务 |
Consumer | 调用远程服务的服务消费方,从Registry发现服务 |
Registry | 注册中心用于服务的注册与发现 |
Monitor | 统计服务的调用次调和调用时间的监控中心 |
Container | 服务运行容器(一般使用Spring) |
调用关系说明
- 服务容器负责启动,加载,运行服务提供者。通常使用Spring作为我们的服务容器。
- 服务提供者在启动时,向注册中心注册自己提供的服务。
- 服务消费者在启动时,向注册中心订阅自己所需的服务。
- 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。
- 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。Consumer对Provider的调用,直接发起,不需要通过Registory.
- 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。
Dubbo 架构具有以下几个特点,分别是连通性、健壮性、伸缩性、以及向未来架构的升级性。
连通性
- 注册中心负责服务地址的注册与查找,相当于目录服务,服务提供者和消费者只在启动时与注册中心交互,注册中心不转发请求,压力较小
- 监控中心负责统计各服务调用次数,调用时间等,统计先在内存汇总后每分钟一次发送到监控中心服务器,并以报表展示
- 服务提供者向注册中心注册其提供的服务,并汇报调用时间到监控中心,此时间不包含网络开销
- 服务消费者向注册中心获取服务提供者地址列表,并根据负载算法直接调用提供者,同时汇报调用时间到监控中心,此时间包含网络开销
- 注册中心,服务提供者,服务消费者三者之间均为长连接,监控中心除外
- 注册中心通过长连接感知服务提供者的存在,服务提供者宕机,注册中心将立即推送事件通知消费者
- 注册中心和监控中心全部宕机,不影响已运行的提供者和消费者,消费者在本地缓存了提供者列表
- 注册中心和监控中心都是可选的,服务消费者可以直连服务提供者
健状性
- 监控中心宕掉不影响使用,只是丢失部分采样数据
- 数据库宕掉后,注册中心仍能通过缓存提供服务列表查询,但不能注册新服务
- 注册中心对等集群,任意一台宕掉后,将自动切换到另一台
- 注册中心全部宕掉后,服务提供者和服务消费者仍能通过本地缓存通讯
- 服务提供者无状态,任意一台宕掉后,不影响使用
- 服务提供者全部宕掉后,服务消费者应用将无法使用,并无限次重连等待服务提供者恢复
伸缩性
- 注册中心为对等集群,可动态增加机器部署实例,所有客户端将自动发现新的注册中心
- 服务提供者无状态,可动态增加机器部署实例,注册中心将推送新的服务提供者信息给消费者
升级性
当服务集群规模进一步扩大,带动IT治理结构进一步升级,需要实现动态部署,进行流动计算,现有分布式服务架构不会带来阻力。下图是未来可能的一种架构:
节点角色说明
节点 | 角色说明 |
Deployer | 自动部署服务的本地代理 |
Repository | 仓库用于存储服务应用发布包 |
Scheduler | 调度中心基于访问压力自动增减服务提供者 |
Admin | 统一管理控制台 |
Registry | 服务注册与发现的注册中心 |
Monitor | 统计服务的调用次调和调用时间的监控中心 |
Dubbo以包结构来组织各个模块,各个模块及其关系,如图所示:
可以通过Dubbo的代码(使用Maven管理)组织,与上面的模块进行比较。简单说明各个包的情况:
- dubbo-common 公共逻辑模块,包括Util类和通用模型。
- dubbo-remoting 远程通讯模块,相当于Dubbo协议的实现,如果RPC用RMI协议则不需要使用此包。
- dubbo-rpc 远程调用模块,抽象各种协议,以及动态代理,只包含一对一的调用,不关心集群的管理。
- dubbo-cluster 集群模块,将多个服务提供方伪装为一个提供方,包括:负载均衡、容错、路由等,集群的地址列表可以是静态配置的,也可以是由注册中心下发。
- dubbo-registry 注册中心模块,基于注册中心下发地址的集群方式,以及对各种注册中心的抽象。
- dubbo-monitor 监控模块,统计服务调用次数,调用时间的,调用链跟踪的服务。
- dubbo-config 配置模块,是Dubbo对外的API,用户通过Config使用Dubbo,隐藏Dubbo所有细节。
- dubbo-container 容器模块,是一个Standalone的容器,以简单的Main加载Spring启动,因为服务通常不需要Tomcat/JBoss等Web容器的特性,没必要用Web容器去加载服务。
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