Java集群优化——使用Dubbo对单一应用服务化改造

之前，我们讨论过Nginx+tomcat组成的集群，这已经是非常灵活的集群技术，但是当我们的系统遇到更大的瓶颈，全部应用的单点服务器已经不能满足我们的需求，这时，我们要考虑另外一种，我们熟悉的内容，就是分布式，而当下流行的Dubbo框架，不容我们忽视，这里，咱们一起来探讨一下这个框架的使用。

一：背景

以前我们需要远程调用他人的接口，我们是这么做的：

我们遇到的问题：

(1) 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。 
(2) 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。 
(3) 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。

为解决这些问题，Dubbo为我们做了什么呢：

负载均衡：

这就是所谓的软负载均衡！

现在让我们一起来接触下这个优秀的框架：

二：简介

架构如图：

节点角色说明：

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:  统计服务的调用次调和调用时间的监控中心。

Container:  服务运行容器。

调用关系说明：

0.  服务容器负责启动，加载，运行服务提供者。

1.  服务提供者在启动时，向注册中心注册自己提供的服务。

2.  服务消费者在启动时，向注册中心订阅自己所需的服务。

3.  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。

5.  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 提供了很多协议， Dubbo 协 议、RMI 协议 、 Hessian 协议， 我们查看 Dubbo 源代码，有各种协议的实现，如图所示：

我们之前没用 Dubbo 之前时，大部分都使用 Hessian来使用我们服务的暴露和调用，利用 HessianProxyFactory 调用远程接口。

上面是参考了 Dubbo 官方网介绍，接下来我们来介绍 SpringMVC 、 Dubbo 、 Zookeeper 整合使用。

三：Dubbo与 Zookeeper、SpringMVC 整合使用

第一步：在 Linux 上安装 Zookeeper

Zookeeper 作为 Dubbo 服务的注册中心， Dubbo 原先基于数据库的注册中心，没采用 Zookeeper ， Zookeeper 一个分布式的服务框架，是树型的目录服务 的数据存储，能做到集群管理数据 ，这里能很好的作为 Dubbo 服务的注册中心， Dubbo 能与 Zookeeper 做到集群部署，当提供者出现断电等异常停机时， Zookeeper 注册中心能自动删除提供者信息，当提供者重启时，能自动恢复注册数据，以及订阅请求。我们先在 linux 上安装 Zookeeper ，我们安装最简单的单点，集群比较麻烦。

先需要安装JdK，从Oracle的Java网站下载，安装很简单，就不再详述。

单机模式

单机安装非常简单，只要获取到 Zookeeper 的压缩包并解压到某个目录如：C:\zookeeper-3.4.5\下，Zookeeper 的启动脚本在 bin 目录下，Windows 下的启动脚本是 zkServer.cmd。

在你执行启动脚本之前，还有几个基本的配置项需要配置一下，Zookeeper 的配置文件在 conf 目录下，这个目录下有 zoo_sample.cfg 和 log4j.properties，你需要做的就是将 zoo_sample.cfg 改名为 zoo.cfg，因为 Zookeeper 在启动时会找这个文件作为默认配置文件。下面详细介绍一下，这个配置文件中各个配置项的意义。

 <span style="font-size:18px;"># The number of milliseconds of each tick
 tickTime=2000
 # The number of ticks that the initial
 # synchronization phase can take
 initLimit=10
 # The number of ticks that can pass between
 # sending a request and getting an acknowledgement
 syncLimit=5
 # the directory where the snapshot is stored.
 # do not use /tmp for storage, /tmp here is just
 # example sakes.
 dataDir=C:\\zookeeper-3.4.5\\data
 dataLogDir=C:\\zookeeper-3.4.5\\log
 # the port at which the clients will connect
 clientPort=2181
 #
 # Be sure to read the maintenance section of the
 # administrator guide before turning on autopurge.
 #
 # http://zookeeper.apache.org/doc/current/zookeeperAdmin.html#sc_maintenance
 #
 # The number of snapshots to retain in dataDir
 #autopurge.snapRetainCount=3
 # Purge task interval in hours
 # Set to "0" to disable auto purge feature
 #autopurge.purgeInterval=1</span>

• tickTime：这个时间是作为 Zookeeper 服务器之间或客户端与服务器之间维持心跳的时间间隔，也就是每个 tickTime 时间就会发送一个心跳。
• dataDir：顾名思义就是 Zookeeper 保存数据的目录，默认情况下，Zookeeper 将写数据的日志文件也保存在这个目录里。
• dataLogDir：顾名思义就是 Zookeeper 保存日志文件的目录
• clientPort：这个端口就是客户端连接 Zookeeper 服务器的端口，Zookeeper 会监听这个端口，接受客户端的访问请求。

当这些配置项配置好后，你现在就可以启动 Zookeeper 了，启动后要检查 Zookeeper 是否已经在服务，可以通过 netstat – ano 命令查看是否有你配置的 clientPort 端口号在监听服务。

第二步：配置dubbo-admin 的管理页面，方便我们管理页面

(1)下载 dubbo-admin-2.4.1.war 包，在 windows 的 tomcat 部署，先把 dubbo-admin-2.4.1 放在 tomcat 的 webapps/ROOT 下，然后进行解压

(2)然后到 webapps/ROOT/WEB-INF 下，有一个 dubbo.properties 文件，里面指向Zookeeper ，使用的是Zookeeper 的注册中心，如图所示：

 <span style="font-size:18px;">dubbo.registry.address=zookeeper://127.0.0.1:2181
 dubbo.admin.root.password=root
 dubbo.admin.guest.password=guest</span>

(3)然后启动 tomcat 服务，用户名和密码： root,并访问服务，显示登陆页面，说明dubbo-admin部署成功， 如图所示：

第三步：SpringMVC与 Dubbo 的整合，这边使用的 Maven 的管理项目

第一： 我们先开发服务注册的，就是提供服务，项目结构如图所示：

（1）test-maven-api项目加入了一个服务接口，代码如下：

 public interface TestRegistryService {
    public String hello(String name);
 }

（2）test-maven-console在pom .xml 加入 Dubbo 和Zookeeper的 jar 包、引用 test-maven-api 的 jar 包，代码如下：

 <span style="font-size:18px;"><dependency>
           <groupId>cn.test</groupId>
           <artifactId>test-maven-api</artifactId>
           <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
       </dependency>
     <dependency>
         <groupId>com.alibaba</groupId>
         <artifactId>dubbo</artifactId>
         <version>2.5.3</version>
       </dependency>
        <dependency>
         <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
             <artifactId>zookeeper</artifactId>
             <version>3.4.6</version>
       </dependency>
     <dependency>
           <groupId>com.github.sgroschupf</groupId>
          <artifactId>zkclient</artifactId>
          <version>0.1</version>
 </dependency></span>

(3)test-maven-console实现具体的服务，代码如下：

 @Service("testRegistryService")
 public class TestRegistryServiceImpl implements TestRegistryService {
     public String hello(String name) {
         return "hello"+name;
     }
 }

(4)我们服务以及实现好了，这时要暴露服务，代码如下：

 <?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:jee="http://www.springframework.org/schema/jee"
     xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"
     <span style="color:#cc0000;">xmlns:dubbo="http://code.alibabatech.com/schema/dubbo"</span>
     xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
     xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.1.xsd
     http://www.springframework.org/schema/tx http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx-3.1.xsd
     http://www.springframework.org/schema/jee http://www.springframework.org/schema/jee/spring-jee-3.1.xsd
     <span style="color:#990000;">http://code.alibabatech.com/schema/dubbo http://code.alibabatech.com/schema/dubbo/dubbo.xsd</span>
     http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-3.1.xsd"
     default-lazy-init="false" >
    <!-- 提供方应用名称信息，这个相当于起一个名字，我们dubbo管理页面比较清晰是哪个应用暴露出来的 -->
    <dubbo:application name="dubbo_provider"></dubbo:application>
    <!-- 使用zookeeper注册中心暴露服务地址 -->
    <dubbo:registry address="zookeeper://127.0.0.1:2181" check="false" subscribe="false" register=""></dubbo:registry>
   <!-- 要暴露的服务接口 -->
   <dubbo:service interface="cn.test.dubbo.registry.service.TestRegistryService" ref="testRegistryService" />
 </beans>

说明：

dubbo:registry  标签一些属性的说明：

1 ） register 是否向此注册中心注册服务，如果设为 false ，将只订阅，不注册 。

2 ） check 注册中心不存在时，是否报错。

3 ） subscribe 是否向此注册中心订阅服务，如果设为 false ，将只注册，不订阅 。

4 ） timeout 注册中心请求超时时间 ( 毫秒 ) 。

5 ） address 可以 Zookeeper 集群配置 ，地址可以多个以逗号隔开等。

dubbo:service 标签的一些属性说明：

1 ） interface服务接口的路径

2 ） ref引用对应的实现类的 Bean 的 ID

3 ） registry向指定注册中心注册，在多个注册中心时使用，值为 <dubbo:registry> 的 id 属性，多个注册中心 ID 用逗号分隔，如果不想将该服务注册到任何 registry ，可将值设为 N/A

4 ） register 默认true ，该协议的服务是否注册到注册中心。

(5)启动项目，然后我们在 Dubbo 管理页面上显示，已经暴露的服务，但显示还没有消费者，因为我们还没实现消费者服务，如图所示：

第二：我们在开发服务消费者，就是调用服务，我们在新建一个新的消费者项目：

（1）test-maven-server-console的 pom.xml 引入 Dubbo 和Zookeeper的 jar 包、 test-maven-api 的 jar 包，因为引入 test-maven-api 的 jar 包，我们在项目中调用像在本地调用一样。代码如下：

 <span style="font-size:18px;"><dependency>
           <groupId>cn.test</groupId>
           <artifactId>test-maven-api</artifactId>
           <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
       </dependency>
     <dependency>
         <groupId>com.alibaba</groupId>
         <artifactId>dubbo</artifactId>
         <version>2.5.3</version>
       </dependency>
        <dependency>
         <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
             <artifactId>zookeeper</artifactId>
             <version>3.4.6</version>
       </dependency>
     <dependency>
           <groupId>com.github.sgroschupf</groupId>
          <artifactId>zkclient</artifactId>
          <version>0.1</version>
 </dependency></span>

（2）test-maven-server-console项目的具体实现，代码如下：

 @Controller
 public class IndexController {

     @Autowired
     private TestRegistryService testRegistryService;

     @RequestMapping("/hello")
     public String index(Model model){
          String name=testRegistryService.hello("zz");
          System.out.println("xx=="+name);
         return "";
     }

 }

(3)我们要引用的地址，代码如下：

 <?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:jee="http://www.springframework.org/schema/jee"
     xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"
     <span style="background-color: rgb(255, 255, 255);"><span style="color:#990000;">xmlns:dubbo="http://code.alibabatech.com/schema/dubbo"</span></span>
     xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
     xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.1.xsd
     http://www.springframework.org/schema/tx http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx-3.1.xsd
     http://www.springframework.org/schema/jee http://www.springframework.org/schema/jee/spring-jee-3.1.xsd
     <span style="color:#990000;">http://code.alibabatech.com/schema/dubbo http://code.alibabatech.com/schema/dubbo/dubbo.xsd</span>
     http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-3.1.xsd"
     default-lazy-init="false" >

    <dubbo:application name="dubbo_consumer"></dubbo:application>
    <!-- 使用zookeeper注册中心暴露服务地址 -->
    <dubbo:registry address="zookeeper://192.168.74.129:2181" check="false"></dubbo:registry>
      <!-- 要引用的服务 -->
    <dubbo:reference interface="cn.test.dubbo.registry.service.TestRegistryService" id="testRegistryService"></dubbo:reference>
 </beans>

说明：

dubbo:reference  的一些属性的说明：

1 ） interface调用的服务接口

2 ） check 启动时检查提供者是否存在， true 报错， false 忽略

3 ） registry  从指定注册中心注册获取服务列表，在多个注册中心时使用，值为 <dubbo:registry> 的 id 属性，多个注册中心 ID 用逗号分隔

4 ） loadbalance 负载均衡策略，可选值： random,roundrobin,leastactive ，分别表示：随机，轮循，最少活跃调用

(4)项目启动， Dubbo 管理页面，能看到消费者，如图所示：

(5)然后访问消费者项目， Controller 层能像调用本地一样调用服务的具体实现，如图所示：

总结：

经过一系列的操作之后，我们感觉，的确很简单，dubbo给我们封装了很多操作，让我们不需要过多考虑具体的实现细节，配置化生成咱们的应用，这样的思想，现在在IT行业正在盛行！