分散式理論

什麼是分散式系統？

在《分散式系統原理與範型》一書中有如下定義：“分散式系統是若干獨立計算機的集合，這些計算機對於使用者來說就像單個相關係統”；

分散式系統是由一組通過網路進行通訊、為了完成共同的任務而協調工作的計算機節點組成的系統。分散式系統的出現是為了用廉價的、普通的機器完成單個計算機無法完成的計算、儲存任務。其目的是利用更多的機器，處理更多的資料。

分散式系統（distributed system）是建立在網路之上的軟體系統。

首先需要明確的是，只有當單個節點的處理能力無法滿足日益增長的計算、儲存任務的時候，且硬體的提升（加記憶體、加磁碟、使用更好的CPU）高昂到得不償失的時候，應用程式也不能進一步優化的時候，我們才需要考慮分散式系統。因為，分散式系統要解決的問題本身就是和單機系統一樣的，而由於分散式系統多節點、通過網路通訊的拓撲結構，會引入很多單機系統沒有的問題，為了解決這些問題又會引入更多的機制、協議，帶來更多的問題。。。

Dubbo文件

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，急需一個治理系統確保架構有條不紊的演進。

在Dubbo的官網(http://dubbo.apache.org/zh-cn/index.html)文件有這樣一張圖

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。

適用於小型網站，小型管理系統，將所有功能都部署到一個功能裡，簡單易用。

缺點：

1、效能擴充套件比較難

2、協同開發問題

3、不利於升級維護

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。

通過切分業務來實現各個模組獨立部署，降低了維護和部署的難度，團隊各司其職更易管理，效能擴充套件也更方便，更有針對性。

缺點：公用模組無法重複利用，開發性的浪費

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)[ Service Oriented Architecture]是關鍵。

什麼是RPC

RPC【Remote Procedure Call】是指遠端過程呼叫，是一種程式間通訊方式，他是一種技術的思想，而不是規範。它允許程式呼叫另一個地址空間（通常是共享網路的另一臺機器上）的過程或函式，而不用程式設計師顯式編碼這個遠端呼叫的細節。即程式設計師無論是呼叫本地的還是遠端的函式，本質上編寫的呼叫程式碼基本相同。

也就是說兩臺伺服器A，B，一個應用部署在A伺服器上，想要呼叫B伺服器上應用提供的函式/方法，由於不在一個記憶體空間，不能直接呼叫，需要通過網路來表達呼叫的語義和傳達呼叫的資料。為什麼要用RPC呢？就是無法在一個程式內，甚至一個計算機內通過本地呼叫的方式完成的需求，比如不同的系統間的通訊，甚至不同的組織間的通訊，由於計算能力需要橫向擴充套件，需要在多臺機器組成的叢集上部署應用。RPC就是要像呼叫本地的函式一樣去調遠端函式；

推薦閱讀文章：https://www.jianshu.com/p/2accc2840a1b

RPC基本原理

RPC兩個核心模組：通訊，序列化。

測試環境搭建

Dubbo

Apache Dubbo |ˈdʌbəʊ| 是一款高效能、輕量級的開源Java RPC框架，它提供了三大核心能力：面向介面的遠端方法呼叫，智慧容錯和負載均衡，以及服務自動註冊和發現。

dubbo官網 http://dubbo.apache.org/zh-cn/index.html

1.瞭解Dubbo的特性

2.檢視官方文件

dubbo基本概念

服務提供者（Provider）：暴露服務的服務提供方，服務提供者在啟動時，向註冊中心註冊自己提供的服務。

服務消費者（Consumer）：呼叫遠端服務的服務消費方，服務消費者在啟動時，向註冊中心訂閱自己所需的服務，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。

註冊中心（Registry）：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

監控中心（Monitor）：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

呼叫關係說明

• 服務容器負責啟動，載入，執行服務提供者。

• 服務提供者在啟動時，向註冊中心註冊自己提供的服務。

• 服務消費者在啟動時，向註冊中心訂閱自己所需的服務。

• 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。

• 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。

• 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。

Dubbo環境搭建

點進dubbo官方文件，推薦我們使用Zookeeper 註冊中心

什麼是zookeeper呢？可以檢視官方文件

Window下安裝zookeeper

1. 下載zookeeper ：地址， 我們下載3.6.2， 最新版！解壓zookeeper

   下載帶bin的

   

2. 執行/bin/zkServer.cmd ，初次執行會報錯，沒有zoo.cfg配置檔案；

   可能遇到問題：閃退 !

   解決方案：編輯zkServer.cmd檔案末尾新增pause 。這樣執行出錯就不會退出，會提示錯誤資訊，方便找到原因。

   

   

3. 修改zoo.cfg配置檔案

   • 將conf資料夾下面的zoo_sample.cfg複製一份改名為zoo.cfg即可。

   • 注意幾個重要位置：

     dataDir=./ 臨時資料儲存的目錄（可寫相對路徑）

     clientPort=2181 zookeeper的埠號

   • 修改完成後再次啟動zookeeper

     

4. 使用zkCli.cmd測試

   • ls /：列出zookeeper根下儲存的所有節點

     

     報錯彆著急，多試幾次就好了，我試了三次o(╥﹏╥)o，看報錯資訊

     

   • create -e /zhy 123：建立一個zhy節點，值為123

     

   • get /zhy：獲取/zhy節點的值

     

   • 我們再來檢視一下節點：ls /

     

window下安裝dubbo-admin

• dubbo本身並不是一個服務軟體。它其實就是一個jar包，能夠幫你的java程式連線到zookeeper，並利用zookeeper消費、提供服務。

• 但是為了讓使用者更好的管理監控眾多的dubbo服務，官方提供了一個視覺化的監控程式dubbo-admin，不過這個監控即使不裝也不影響使用。

我們這裡來安裝一下：

1、下載dubbo-admin

地址 ：https://github.com/apache/dubbo-admin/tree/master

2、解壓進入目錄

修改 dubbo-admin\src\main\resources \application.properties 指定zookeeper地址

server.port=7001
spring.velocity.cache=false
spring.velocity.charset=UTF-8
spring.velocity.layout-url=/templates/default.vm
spring.messages.fallback-to-system-locale=false
spring.messages.basename=i18n/message
spring.root.password=root
spring.guest.password=guest

dubbo.registry.address=zookeeper://127.0.0.1:2181

3、在專案目錄下打包dubbo-admin

mvn clean package -Dmaven.test.skip=true

第一次打包的過程有點慢，需要耐心等待！直到成功！

4、執行 dubbo-admin\target 下的dubbo-admin-0.0.1-SNAPSHOT.jar

java -jar dubbo-admin-0.0.1-SNAPSHOT.jar

【注意：zookeeper的服務一定要開啟！】

執行完畢，我們去訪問一下 http://localhost:7001/ ， 這時候我們需要輸入登入賬戶和密碼，我們都是預設的root-root；

登入成功後，檢視介面

安裝完成！

總結：

• zookeeper :註冊中心
• dubbo-admin:是一 個監控管理後臺-檢視我們註冊了哪些服務，哪些服務被消費了（可以不用）
• Dubbo: jar包

SpringBoot + Dubbo + Zookeeper

框架搭建

1. 啟動zookeeper ！

2. IDEA建立一個空專案；

3.建立一個模組，使用Spring Initializr建立，實現服務提供者：provider-server ， 選擇web依賴即可

4.專案建立完畢，我們寫一個服務，比如賣票的服務；

編寫介面

package com.zhy.service;

public interface TicketService {
   public String getTicket();
}

編寫實現類

package com.zhy.service;

public class TicketServiceImpl implements TicketService {
    @Override
    public String getTicket() {
        return "《Dubbo+Zookeeper》";
    }
}

5.建立一個模組，實現服務消費者：consumer-server ， 選擇web依賴即可

6.專案建立完畢，我們寫一個服務，比如使用者的服務；

編寫service

package com.zhy.service;

public interface UserService {
   //我們需要去拿去註冊中心的服務
}

需求：現在我們的使用者想使用買票的服務，這要怎麼弄呢 ？

服務提供者

1、將服務提供者註冊到註冊中心，我們需要整合Dubbo和zookeeper，所以需要導包

我們從dubbo官網進入github，看下方的幫助文件，找到dubbo-springboot，找到依賴包

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.apache.dubbo/dubbo-spring-boot-starter -->
<dependency>
    <groupId>org.apache.dubbo</groupId>
    <artifactId>dubbo-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>2.7.8</version>
</dependency>

zookeeper的包我們去maven倉庫下載，zkclient；

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.github.sgroschupf/zkclient -->
<dependency>
   <groupId>com.github.sgroschupf</groupId>
   <artifactId>zkclient</artifactId>
   <version>0.1</version>
</dependency>

【新版的坑】zookeeper及其依賴包，解決日誌衝突，還需要剔除日誌依賴；

<!-- 引入zookeeper -->
<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.apache.curator/curator-framework -->
<dependency>
    <groupId>org.apache.curator</groupId>
    <artifactId>curator-framework</artifactId>
    <version>5.1.0</version>
</dependency>

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.apache.curator/curator-recipes -->
<dependency>
    <groupId>org.apache.curator</groupId>
    <artifactId>curator-recipes</artifactId>
    <version>5.1.0</version>
</dependency>

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.apache.zookeeper/zookeeper -->
<dependency>
    <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
    <artifactId>zookeeper</artifactId>
    <version>3.6.2</version>
    <!--排除這個slf4j-log4j12-->
    <exclusions>
        <exclusion>
            <groupId>org.slf4j</groupId>
            <artifactId>slf4j-log4j12</artifactId>
        </exclusion>
    </exclusions>
</dependency>

2、在springboot配置檔案中配置dubbo相關屬性！

server.port=8001

#當前應用名字
dubbo.application.name=provider-server
#註冊中心地址
dubbo.registry.address=zookeeper://127.0.0.1:2181
#掃描指定包下服務
dubbo.scan.base-packages=com.zhy.service

3、在service的實現類中配置服務註解，釋出服務！注意導包問題

package com.zhy.service;

import org.apache.dubbo.config.annotation.DubboService;
//舊版要使用如下兩個註解
//@Service    //可以被掃描到，在專案一啟動就自動註冊到註冊中心
//@Component  //使用Dubbo後儘量不要用Service註解
@DubboService
public class TicketServiceImpl implements TicketService {
    @Override
    public String getTicket() {
        return "《Dubbo+Zookeeper》";
    }
}

邏輯理解 ：應用啟動起來，dubbo就會掃描指定的包下的服務，將它釋出在指定的註冊中心中！

4、執行測試

服務消費者

1、匯入依賴，和之前的依賴一樣；

<!--匯入依賴 Dubbo+Zookeeper-->
<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.apache.dubbo/dubbo-spring-boot-starter -->
<dependency>
    <groupId>org.apache.dubbo</groupId>
    <artifactId>dubbo-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>2.7.8</version>
</dependency>
<!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.github.sgroschupf/zkclient -->
<dependency>
    <groupId>com.github.sgroschupf</groupId>
    <artifactId>zkclient</artifactId>
    <version>0.1</version>
</dependency>
<!-- 引入zookeeper -->
<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.apache.curator/curator-framework -->
<dependency>
    <groupId>org.apache.curator</groupId>
    <artifactId>curator-framework</artifactId>
    <version>5.1.0</version>
</dependency>

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.apache.curator/curator-recipes -->
<dependency>
    <groupId>org.apache.curator</groupId>
    <artifactId>curator-recipes</artifactId>
    <version>5.1.0</version>
</dependency>

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.apache.zookeeper/zookeeper -->
<dependency>
    <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
    <artifactId>zookeeper</artifactId>
    <version>3.6.2</version>
    <!--排除這個slf4j-log4j12-->
    <exclusions>
        <exclusion>
            <groupId>org.slf4j</groupId>
            <artifactId>slf4j-log4j12</artifactId>
        </exclusion>
    </exclusions>
</dependency>

2、配置引數

server.port=8002

#當前應用名字
dubbo.application.name=consumer-server
#註冊中心地址
dubbo.registry.address=zookeeper://127.0.0.1:2181

3. 本來正常步驟是需要將服務提供者的介面打包，然後用pom檔案匯入，我們這裡使用簡單的方式，直接將服務的介面拿過來，路徑必須保證正確，即和服務提供者相同；

4. 完善消費者的服務類

package com.zhy.service;


import org.apache.dubbo.config.annotation.DubboReference;
import org.springframework.stereotype.Service;

@Service//注入到容器
public class UserService {
    //我們需要去註冊中心拿服務
    @DubboReference//引用，Pom座標，可以定義路徑相同的介面名，新版用DubboReference
    TicketService ticketService;

    public void buyTicket() {
        String ticket = ticketService.getTicket();
        System.out.println("在註冊中心拿到了=>" + ticket);
    }
}

5. 測試類編寫；

@SpringBootTest
public class ConsumerServerApplicationTests {

   @Autowired
   UserService userService;

   @Test
   public void contextLoads() {
       userService.bugTicket();
  }

}

啟動測試

1. 開啟zookeeper

2. 開啟dubbo-admin實現監控【可以不用做】

3. 開啟服務者

4. 消費者消費測試，結果：

監控中心 ：

ok , 這就是SpingBoot + dubbo + zookeeper實現分散式開發的應用，其實就是一個服務拆分的思想；