Dubbo 入門

JavaWeb學徒發表於2019-04-21

背景

  • 隨著網際網路的發展，網站應用的規模不斷擴大，常規的垂直應用架構已無法應對，分散式服務架構以及流動計算架構勢在必行，亟需一個治理系統確保架構有條不紊的演進。

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單一應用架構

  • 當網站流量很小時，只需一個應用，將所有功能都部署在一起，以減少部署節點和成本。此時，用於簡化增刪改查工作量的資料訪問框架(ORM)是關鍵。

垂直應用架構

  • 當訪問量逐漸增大，單一應用增加機器帶來的加速度越來越小，將應用拆成互不相干的幾個應用，以提升效率。此時，用於加速前端頁面開發的Web框架(MVC)是關鍵。

分散式服務架構

  • 當垂直應用越來越多，應用之間互動不可避免，將核心業務抽取出來，作為獨立的服務，逐漸形成穩定的服務中心，使前端應用能更快速的響應多變的市場需求。此時，用於提高業務複用及整合的分散式服務框架(RPC)是關鍵。

流動計算架構

  • 當服務越來越多，容量的評估，小服務資源的浪費等問題逐漸顯現，此時需增加一個排程中心基於訪問壓力實時管理叢集容量，提高叢集利用率。此時，用於提高機器利用率的資源排程和治理中心(SOA)是關鍵。

需求

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  • 在大規模服務化之前，應用可能只是通過 RMI 或 Hessian 等工具，簡單的暴露和引用遠端服務，通過配置服務的URL地址進行呼叫，通過 F5 等硬體進行負載均衡。
  • 當服務越來越多時，服務 URL 配置管理變得非常困難，F5 硬體負載均衡器的單點壓力也越來越大。 此時需要一個服務註冊中心，動態地註冊和發現服務，使服務的位置透明。並通過在消費方獲取服務提供方地址列表，實現軟負載均衡和 Failover（failover 又稱故障切換，指系統中其中一項裝置或服務失效而無法運作時，另一項裝置或服務即可自動接手原失效系統所執行的工作。），降低對 F5 硬體負載均衡器的依賴，也能減少部分成本。
  • 當進一步發展，服務間依賴關係變得錯蹤複雜，甚至分不清哪個應用要在哪個應用之前啟動，架構師都不能完整的描述應用的架構關係。 這時，需要自動畫出應用間的依賴關係圖，以幫助架構師理清理關係。
  • 接著，服務的呼叫量越來越大，服務的容量問題就暴露出來，這個服務需要多少機器支撐？什麼時候該加機器？ 為了解決這些問題，第一步，要將服務現在每天的呼叫量，響應時間，都統計出來，作為容量規劃的參考指標。其次，要可以動態調整權重，線上上，將某臺機器的權重一直加大，並在加大的過程中記錄響應時間的變化，直到響應時間到達閾值，記錄此時的訪問量，再以此訪問量乘以機器數反推總容量。

架構

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節點角色說明

節點 角色說明
Provider 暴露服務的服務提供方
Consumer 呼叫遠端服務的服務消費方
Registry 服務註冊與發現的註冊中心
Monitor 統計服務的呼叫次數和呼叫時間的監控中心
Container 服務執行容器

呼叫關係說明

    1. 服務容器負責啟動，載入，執行服務提供者
    1. 服務提供者在啟動時，向註冊中心註冊自己提供的服務。
    1. 服務消費者在啟動時，向註冊中心訂閱自己所需的服務。
    1. 註冊中心返回服務提供者地址列表給消費者，如果有變更，註冊中心將基於長連線推送變更資料給消費者。
    1. 服務消費者，從提供者地址列表中，基於軟負載均衡演算法，選一臺提供者進行呼叫，如果呼叫失敗，再選另一臺呼叫。
    1. 服務消費者和提供者，在記憶體中累計呼叫次數和呼叫時間，定時每分鐘傳送一次統計資料到監控中心。

特點

連通性
  • 註冊中心負責服務地址的註冊與查詢，相當於目錄服務，服務提供者和消費者只在啟動時與註冊中心互動，註冊中心不轉發請求，壓力較小
  • 監控中心負責統計各服務呼叫次數，呼叫時間等，統計先在記憶體彙總後每分鐘一次傳送到監控中心伺服器，並以報表展示
  • 服務提供者向註冊中心註冊其提供的服務，並彙報呼叫時間到監控中心，此時間不包含網路開銷
  • 服務消費者向註冊中心獲取服務提供者地址列表，並根據負載演算法直接呼叫提供者，同時彙報呼叫時間到監控中心，此時間包含網路開銷
  • 註冊中心，服務提供者，服務消費者三者之間均為長連線，監控中心除外
  • 註冊中心通過長連線感知服務提供者的存在，服務提供者當機，註冊中心將立即推送事件通知消費者
  • 註冊中心和監控中心全部當機，不影響已執行的提供者和消費者，消費者在本地快取了提供者列表
  • 註冊中心和監控中心都是可選的，服務消費者可以直連服務提供者
健壯性
  • 監控中心宕掉不影響使用，只是丟失部分取樣資料
  • 資料庫宕掉後，註冊中心仍能通過快取提供服務列表查詢，但不能註冊新服務
  • 註冊中心對等叢集，任意一臺宕掉後，將自動切換到另一臺
  • 註冊中心全部宕掉後，服務提供者和服務消費者仍能通過本地快取通訊
  • 服務提供者無狀態，任意一臺宕掉後，不影響使用
  • 服務提供者全部宕掉後，服務消費者應用將無法使用，並無限次重連等待服務提供者恢復
伸縮性
  • 註冊中心為對等叢集，可動態增加機器部署例項，所有客戶端將自動發現新的註冊中心
  • 服務提供者無狀態，可動態增加機器部署例項，註冊中心將推送新的服務提供者資訊給消費者
升級性
  • 當服務叢集規模進一步擴大，帶動IT治理結構進一步升級，需要實現動態部署，進行流動計算，現有分散式服務架構不會帶來阻力。下圖是未來可能的一種架構：

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節點角色說明
節點 角色說明
Deployer 自動部署服務的本地代理
Repository 倉庫用於儲存服務應用釋出包
Scheduler 排程中心基於訪問壓力自動增減服務提供者
Admin 統一管理控制檯
Registry 服務註冊與發現的註冊中心
Monitor 統計服務的呼叫次數和呼叫時間的監控中心

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