Spring Cloud Alibaba生態探索：Dubbo、Nacos及Sentinel的完美結合

智慧zhuhuix發表於2020-09-22
SpringCloud

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目錄

背景

  • 在上篇文章《Spring Cloud Alibaba微服務生態的基礎實踐》中，我們初步瞭解了Spring Cloud Alibaba微服務生態體系，並動手實踐了Nacos與Sentinel的基本應用。
  • 本文將繼續對Spring Cloud Alibaba生態進行探索：研究以Dubbo框架作為RPC元件，Nacos作為服務註冊與發現中心，並整合Sentinel進行流量控制，搭建微服務的整個過程。
    在這裡插入圖片描述

一、專案框架

1.1 採用IDEA和Maven多模組進行專案搭建

在這裡插入圖片描述

1.2 模組管理及版本管理

-父目錄pom.xml:

<?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 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">

    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <modules>
        <module>dubbo-api</module>
        <module>dubbo-provider</module>
        <module>dubbo-consumer</module>
    </modules>

    <groupId>nacos</groupId>
    <artifactId>dubbo</artifactId>
    <packaging>pom</packaging>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <description>Dubbo對接Spring Cloud Alibaba專案</description>


    <properties>
        <java.version>1.8</java.version>
        <spring.boot.version>2.2.9.RELEASE</spring.boot.version>
        <spring.cloud.version>Hoxton.SR1</spring.cloud.version>
        <spring.cloud.alibaba.version>2.2.0.RELEASE</spring.cloud.alibaba.version>
        <dubbo.version>2.7.6</dubbo.version>
        <maven.compiler.source>1.8</maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>1.8</maven.compiler.target>
    </properties>

    <dependencyManagement>
        <dependencies>
            <!-- Spring cloud -->
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
                <version>${spring.cloud.version}</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>

            <!-- Spring cloud Alibaba-->
            <dependency>
                <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-alibaba</artifactId>
                <version>${spring.cloud.alibaba.version}</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>

            <dependency>
                <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
                <version>${spring.cloud.alibaba.version}</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>

            <!-- Spring boot -->
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
                <version>${spring.boot.version}</version>
            </dependency>

            <!-- Dubbo -->
            <dependency>
                <groupId>org.apache.dubbo</groupId>
                <artifactId>dubbo-spring-boot-starter</artifactId>
                <version>${dubbo.version}</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>

            <dependency>
                <groupId>org.apache.dubbo</groupId>
                <artifactId>dubbo</artifactId>
                <version>${dubbo.version}</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>


        </dependencies>
    </dependencyManagement>

    <build>
        <pluginManagement>
            <plugins>
                <plugin>
                    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                    <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
                    <version>${spring.boot.version}</version>

                    <executions>
                        <execution>
                            <goals>
                                <goal>repackage</goal>
                            </goals>
                        </execution>
                    </executions>
                </plugin>
            </plugins>
        </pluginManagement>
    </build>

</project>

二、微服務公共介面

2.1 定義一個公共介面Api

  • 便於微服務提供者與呼叫者共同使用
    在這裡插入圖片描述

2.2 pom.xml

<?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">
    <parent>
        <artifactId>dubbo</artifactId>
        <groupId>nacos</groupId>
        <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <artifactId>dubbo-api</artifactId>
    
</project>

2.3 GoodsService介面類

/**
 * 商品資訊服務介面-模擬返回商品列表
 */
public interface GoodsService {
    // 獲取所有商品資訊
    List<Goods> getAllGoods();
}
  • Goods商品類
/**
 * 商品類
 */
public class Goods implements Serializable {

    // 商品名稱
    private String name;
    // 商品價格
    private Integer number;

    public Goods(String name, Integer number) {
        this.name = name;
        this.number = number;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Integer getNumber() {
        return number;
    }

    public void setNumber(Integer number) {
        this.number = number;
    }
}

三、微服務提供者

3.1 商品資訊微服務

  • 可提供商品資訊及進行獨立部署，供服務消費者進行呼叫
    在這裡插入圖片描述

3.2 pom.xml

  1. 需引入上述定義的微服務公共介面dubbo-api。

  2. 根據官方文件說明引入Spring Cloud Alibaba Sentinel依賴：
    在這裡插入圖片描述

  3. 根據官方文件RPC適配需引入如下依賴：
    在這裡插入圖片描述

  4. 根據官方文件接入Sentinel控制檯需引入如下依賴：
    在這裡插入圖片描述

<?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">
    <parent>
        <artifactId>dubbo</artifactId>
        <groupId>nacos</groupId>
        <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <artifactId>dubbo-provider</artifactId>
    <packaging>jar</packaging>
    <dependencies>

        <!-- Dubbo api -->
        <dependency>
            <groupId>nacos</groupId>
            <artifactId>dubbo-api</artifactId>
            <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
        </dependency>

        <!-- Spring Boot dependencies -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.apache.dubbo</groupId>
            <artifactId>dubbo-spring-boot-starter</artifactId>
        </dependency>

        <!-- Dubbo -->
        <dependency>
            <groupId>org.apache.dubbo</groupId>
            <artifactId>dubbo</artifactId>
        </dependency>

        <!-- Dubbo Registry Nacos -->
        <dependency>
            <groupId>org.apache.dubbo</groupId>
            <artifactId>dubbo-registry-nacos</artifactId>
            <version>2.7.6</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.nacos</groupId>
            <artifactId>nacos-client</artifactId>
        </dependency>

        <!-- Spring Cloud Alibaba Sentinel -->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId>
        </dependency>

        <!-- Sentinel dubbo adapter -->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
            <artifactId>sentinel-apache-dubbo-adapter</artifactId>
            <version>1.7.1</version>
        </dependency>

        <!-- dubbo 接入 Sentinel Dashboard -->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
            <artifactId>sentinel-transport-simple-http</artifactId>
            <version>1.7.1</version>
        </dependency>

    </dependencies>

    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>

</project>

3.3 application.yml專案配置檔案

  1. 根據官方文件配置Sentinel控制檯
    在這裡插入圖片描述
  2. 根據官方文件配置Nacos服務註冊地址及Dubbo協議等（已轉化為yml格式）
    在這裡插入圖片描述
server:
  port: 9001

spring:
  application:
    name: nacos-duboo-goods-service
  # Spring Cloud Alibaba Sentinel DashBoard
  cloud:
    sentinel:
      transport:
        port: 8719
        dashboard: 172.16.109.118:8080

dubbo:
  # 掃描包地址
  scan:
    base-packages: nacos.dubbo
  # 協議
  protocol:
    name: dubbo
    port: -1
  # 註冊地址
  registry:
    address: nacos://172.16.109.118:8848/


  # 版本號
service:
  version: 1.0.0

3.4 GoodsServiceImpl商品資訊微服務實現類

/**
 * 商品資訊服務實現-模擬返回商品列表
 */
// 注意需使用正確的包 org.apache.dubbo.config.annotation.Service
@Service(version = "${service.version}")
public class GoodsServiceImpl implements GoodsService {

    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(GoodsServiceImpl.class);

    @Override
    public List<Goods> getAllGoods() {
        List<Goods> goods = new ArrayList<>();
        goods.add(new Goods("電腦", 10));
        goods.add(new Goods("手機", 20));
        goods.add(new Goods("書籍", 30));
        logger.info(RpcContext.getContext().getRemoteHost()+"正在呼叫服務..");
        return goods;
    }
}
  • ProviderApplication啟動類
/**
 * 啟動類
 */
@SpringBootApplication
public class ProviderApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ProviderApplication.class, args);

    }
}

四、微服務呼叫者

4.1 對外提供Restful介面

  • 使用該介面可以通過Nacos發現商品資訊微服務並進行呼叫，最終組合形成使用者商品資訊返回。
    在這裡插入圖片描述

4.2 pom.xml

  • 需引入上述定義的微服務公共介面dubbo-api
<?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">
    <parent>
        <artifactId>dubbo</artifactId>
        <groupId>nacos</groupId>
        <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
        <relativePath>../pom.xml</relativePath>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <artifactId>dubbo-consumer</artifactId>
    <packaging>jar</packaging>

    <dependencies>
        <!-- Dubbo api -->
        <dependency>
            <groupId>nacos</groupId>
            <artifactId>dubbo-api</artifactId>
            <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
        </dependency>

        <!-- Spring Boot dependencies -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.apache.dubbo</groupId>
            <artifactId>dubbo-spring-boot-starter</artifactId>
        </dependency>

        <!-- Dubbo -->
        <dependency>
            <groupId>org.apache.dubbo</groupId>
            <artifactId>dubbo</artifactId>
        </dependency>

        <!-- Dubbo Registry Nacos -->
        <dependency>
            <groupId>org.apache.dubbo</groupId>
            <artifactId>dubbo-registry-nacos</artifactId>
            <version>2.7.6</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.nacos</groupId>
            <artifactId>nacos-client</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>

    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>

</project>

4.3 application.yml專案配置檔案

server:
  port: 9002

spring:
  application:
    name: nacos-dubbo-user-consumer
dubbo:
  registry:
    address: nacos://172.16.109.118:8848/

service:
    version: 1.0.0

4.4 UserConsumer Restful api介面

  • 使用者消費者呼叫商品資訊微服務
/**
 * Restful api介面:使用者消費者呼叫商品資訊微服務
 */
@RestController
public class UserConsumer {

    @Reference(version= "${service.version}")
    private GoodsService goodsService;


    @GetMapping("/userGoods")
    public User getUserGoods() {
        User user = new User();
        // 通過GoodsService介面呼叫商品微服務
        try {
            List<Goods> goods = goodsService.getAllGoods();
            user.setName("jack");
            user.setGoods(goods);
        } catch (Exception e){
            throw new RuntimeException(e.getMessage());
        }
        return user;
    }
}
  • 使用者類
/**
 * 使用者類
 */
public class User implements Serializable {

    private String name;

    private List<Goods> goods;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public List<Goods> getGoods() {
        return goods;
    }

    public void setGoods(List<Goods> goods) {
        this.goods = goods;
    }
}
  • 啟動類
/**
* 啟動類
*/
@SpringBootApplication
public class UserApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(UserApplication.class, args);
    }
}

五、啟動微服務

  • 啟動微服務提供者及微服務呼叫者，通過微服務呼叫者Restful介面訪問，即呼叫一次微服務，並分別使用Nacos控制檯與Sentinel控制檯進監測

  1. Nacos控制檯
    在這裡插入圖片描述

  2. Sentinel控制檯
    在這裡插入圖片描述

六、使用JMeter測試微服務

6.1 建立微服務測試專案

在這裡插入圖片描述

  • 建立一個執行緒組，設定20個併發請求迴圈執行：
    在這裡插入圖片描述
  • 建立一個HTTP請求，根據服務呼叫者的Resuful介面設定請求地址：
    在這裡插入圖片描述
  • 再建立一個聚合報告及表格，便於觀察測試結果：
    在這裡插入圖片描述
    在這裡插入圖片描述
  • 啟動JMeter，觀察Sentinel控制檯
    在這裡插入圖片描述
    在這裡插入圖片描述

6.2 流量控制

  • 通過流控規則配置對Dubbo 服務進行流量控制
    在這裡插入圖片描述
  • 將QPS單機上限值設為10，模式設為直接，流控效果設為快速失敗。以上資訊儲存後會在流控規則增加以上設定。
    在這裡插入圖片描述
    在這裡插入圖片描述
  • 再次啟動JMeter ，並通過Sentinel控制檯監測
  1. 在Sentinel控制檯監測到通過的QPS為上限10個，併產生大量的拒絕的QPS
    在這裡插入圖片描述
  2. 在JMeter結果表格中同樣會監測到失敗請求資訊
    在這裡插入圖片描述
  • 將上述流控規則中的流控效果從快速失敗改為排隊等待，併除低JMeter併發執行緒數，再次觀察流控效果
    在這裡插入圖片描述
    在這裡插入圖片描述
  1. 通過Sentinel控制檯可以監測到QPS被限制在10，且沒有拒絕的QPS
    在這裡插入圖片描述
  2. 通過JMeter聚合報告同樣可以監測到吞吐量為10/sec，且沒有異常發生。
    在這裡插入圖片描述

小結

  • pom檔案引入Spring Cloud Alibaba、 Dubbo、Nacos及Sentinel相關依賴會遇到很多坑，請大家參考本工程專案的版本進行測試，或仔細閱讀官方文件。
  • Dubbo 融合 Nacos 成為註冊中心的操作步驟非常簡單，可以完美取代ZooKeeper。
  • 在Spring Cloud Alibaba中Dubbo 微服務使用Sentinel實現限流，我們只需要通過Sentinel控制檯中的流控規則等配置即可，Sentinel會通過這些規則自動保護這些微服務。
  • 以上介紹的只是 Sentinel 的一個最簡單的場景 —— 限流。Sentinel 還可以處理更復雜的各種情況，比如降級熔斷、冷啟動、請求勻速等，具體可以參考 Sentinel 文件。

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