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掌握之分布式-1.Dubbo-创新互联
掌握高并发、高可用架构
第三章 分布式
本章介绍分布式架构的底层技术。主要说明面试过程中可能被问到的技术点。
第一节 Dubbo
Duboo 服务治理 Zookeeper
1. Dubbo的概念
Dubbo是一个分布式、高性能、透明化的RPC（远程服务调用）服务框架， 提供服务自动注册、自动发现等高效服务治理方案，可以和Spring无缝集成。
2. Dubbo的由来
当网站流量很小时，可以把所有功能都部署在一个项目中，叫单体应用框架。
随着流量的增大，应用拆分必不可少，此时会出现多个垂直应用，在美格尔应用中处理各自的业务逻辑。
当垂直应用越来越多，应用之间的交互不可避免，将核心业务抽离出来，作为独立的服务，逐渐形成稳定的服务中心。此时，用于提高业务复用和整合的 分布式服务框架 RPC 是关键。
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，此时需要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，用于提高集群利用率的 资源调度和治理中心 SOA 是关键。
3. Dubbo的主要特点
- 透明化的远程方法调用，没有API侵入
- 软负载均衡及容错机制，降低成本，拒绝单点
- 服务自动注册与发现，不再需要写死服务提供者地址，注册中心基于接口名查询服务提供者的IP地址，并能够平滑的添加或删除服务提供者
4. Dubbo的核心组件
Provider，暴露服务的服务提供方Consumer，调用远程服务的服务消费者Registry，服务注册与发现的服务中心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
下面来解释上述的两张图：
- 服务容器启动、加载、运行服务提供者
- 服务提供者在启动时，向注册中心注册自己提供的服务
- 服务消费者在启动时，向注册中心订阅自己所需的服务，并将获得的地址列表进行缓存。如果没有订阅到自己想订阅的服务，它会不断尝试订阅
- 注册中心返回服务提供者地址列表给消费者。当新的服务注册到注册中心后，注册中心会基于长连接将这些服务通过notify到消费者
- 服务消费者从缓存的提供者地址列表中，基于软负载均衡算法，选一台进行服务调用（此处有容错机制）
- 服务提供者和消费者，在各自的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
5. Dubbo的核心配置
| 配置 | 配置说明 |
|---|---|
| dubbo:service | 服务配置，用于暴露服务，定义服务的元信息，一个服务可用多个协议暴露，也可以注册到多个注册中心，对应ServiceBean |
| dubbo:reference | 引用配置，用于创建一个远程服务代理，一个引用可以指向多个注册中心。对应ReferenceBean |
| dubbo:protocol | 协议配置，用于配置提供服务的协议信息，协议由提供方指定，消费方被动接受。对应ProtocolConfig |
| dubbo:application | 应用配置，用于配置当前应用信息，不管应用是服务提供方还是消费方 。对应ApplicationConfig |
| dubbo:module | 模块配置，用于配置当前模块信息，可选。对应ModuleConfig |
| dubbo:registry | 注册中心配置。对应RegistryConfig |
| dubbo:monitor | 监控中心配置。对应MonitorConfig |
| dubbo:provider | 提供者配置，当没有配置ProtocolConfig或ServiceBean时，采用该配置项，可选。对应ProviderConfig |
| dubbo:consumer | 消费方配置，当没有配置ReferenceBean时，采用该配置项，可选。对应ConsumerConfig |
| dubbo:method | 方法配置 |
| dubbo:argument | 参数配置 |
6. Dubbo支持的协议
| 协议名称 | 实现描述 | 连接 | 使用场景 |
|---|---|---|---|
| dubbo协议（默认） | 传输：mina、netty、grizzly 序列化：hessian2、java、json | 缺省采用单一长连接和NIO异步通信，TCP | 1.传入传出参数数据包较小 2.消费者数量远大于生产者 3.常规远程服务调用 4.不适合传输大数据量的服务，比如文件、视频等 |
| rmi | 传输：rmi java 序列化：java标准序列化 | 连接个数：多连接 连接方式：短连接 传输协议：TCP/IP 传输方式：BIO | 1.常规RPC调用 2.传入传出参数大小包混合 3.可传文件 4.不支持防火墙穿透 5.生产者和消费者数量差不多 |
| hessian | 传输：servlet容器 序列化：hessian2 | 连接个数：多连接 连接方式：短连接 传输协议：HTTP 传输方式：同步传输 | 1.生产者的数量比消费者多 2.可传文件 3.传入传输参数数据包较大 4.跨语言传输 |
| http | 传输：servlet容器 序列化：表单序列化JSON 采用Spring的httpInvoker实现，基于表单的远程服务调用 | 连接个数：多连接 连接方式：短连接 传输协议：HTTP 传输方式：同步传输 | 1.生产者多余消费者 2.数据包大小混合 3.需同时给应用程序和浏览器使用的服务 |
| webservice | 传输：HTTP 序列化：SOAP文本序列化 | 连接个数：多连接 连接方式：短连接 传输协议：HTTP 传输方式：同步传输 | 1.系统集成 2.跨语言传输 |
| thrift | 与thrift rpc实现集成，并在基础上修改了报文头 | 长连接、NIO异步传输 | |
| memcached | |||
| redis |
7.支持的序列化框架
hessian（默认）、dubbo（不建议）、fastjson、Java自带序列化
8. 支持的通信框架
默认是Netty的NIO通信，还支持mina、Grizzly、Http等
9. 支持的集群容错机制
| 集群容错方案 | 说明 |
|---|---|
| Failover Cluster（默认） | 失败自动切换，自动重试其他服务器 |
| Failfast Cluster | 快速失败，立即报错，只发起一次调用 |
| Failsafe Cluster | 失败安全，出现异常时，直接忽略 |
| Failback Cluster | 失败自动恢复，记录失败请求，定时重发 |
| Forking Cluster | 并行调用多个服务器，只要一个成功立即返回 |
| Broadcast Cluster | 广播逐个调用所有生产者，任意一个报错则报错 |
读操作建议使用Failover失败自动切换，默认重试两次
写操作建议使用Failfast快速失败，调用一次失败就报错
10. 支持的负载均衡算法
| 负载均衡测量 | 说明 |
|---|---|
| Random LoadBalance（默认） | 随机，按权重分配随机概率 |
| RoundRobin LoadBalance | 轮询，按公约后的权重设置轮询比率 |
| LeastActive LoadBalance | 最少活跃调用数，相同活跃数的随机 |
| ConsistendHash LoadBalance | 一致性Hash，相同参数的请求总是发到同一生产者 |
11. 支持的注册中心
- Multicast注册中心
- Zookeeper注册中心
- Redis注册中心
- Simple注册中心
12. 服务暴露和服务消费的过程
服务暴露：在容器启动时，按照Spring的加载流程初始化BeanDefinition，把服务提供者解析成ServiceBean。然后调用export()方法进行暴露。（暴露过程相当长，以后慢慢看吧）
ServiceBean拿到对外提供服务的实际类ref（如HelloWorldImpl）- 通过
ProxyFactory的getInvoker()方法使用ref生成一个AbstractProxyInvoker实例。到这一步就完成了到Invoker的转换 - 将
Invoker转换为Exporter，这个根据不同的协议会有不同的实现- Dubbo的实现：发生在
DubboProtocol的export()，主要是打开socket侦听服务，并接收客户端发来的各种请求 - RMI的实现：发生在
RmiProtocol的export()
- Dubbo的实现：发生在
服务消费，分为消费端的初始化和服务引用过程。
初始化：
- 把服务引用的信息封装成URL，并注册到zk中心
- 监听注册中心服务的上下线
- 连接服务提供端，创建
NettyClient对象 - 将这些信息包装成
DubboInvoker消费端的调用链，创建消费端Invoker实例的服务代理并返回
服务引用：
- 经过负载均衡策略，调用提供者
- 选择其中一个服务的URL与提供者netty建立连接，使用ProxyFactory创建远程代理或本地通信的Invoker，并将Invoker发送到netty提供端
- 服务提供端接到该Invoker请求后，找到对应的本地Invoker，处理
- 获取异步、同步处理结果
- 异步调用，不需要立即拿到返回值，使用
ExchangeClient.send() - 同步调用，需要立即拿到返回值，使用
ExchangeClient.request()，返回一个ResponseFuture，一直阻塞到拿到返回值
- 异步调用，不需要立即拿到返回值，使用
ReferenceBean的init()方法调用Protocal的ref()方法生成Invoker实例- 将
Invoker实例转换成客户端需要的接口类
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