本文详细介绍分布式服务框架Dubbo，包括其核心组件、架构设计及应用场景。通过实例展示如何使用Dubbo搭建分布式服务。
Dubbo是什么？
Dubbo[]是一个分布式服务框架，致力于提供高性能和透明化的RPC远程服务调用方案，以及SOA服务治理方案。
其核心部分包含:
- 远程通讯: 提供对多种基于长连接的NIO框架抽象封装，包含多种线程模型，序列化。以及“请求-响应”模式的信息交换方式。
- 集群容错: 提供基于接口方法的透明远程过程调用。包含多协议支持，以及软负载均衡。失败容错。地址路由，动态配置等集群支持。
- 自己主动发现: 基于注冊中心文件夹服务，使服务消费方能动态的查找服务提供方。使地址透明，使服务提供方能够平滑添加或降低机器。
Dubbo能做什么？
- 透明化的远程方法调用，就像调用本地方法一样调用远程方法，仅仅需简单配置。没有不论什么API侵入。
- 软负载均衡及容错机制，可在内网替代F5等硬件负载均衡器，降低成本，降低单点。
- 服务自己主动注冊与发现。不再须要写死服务提供方地址。注冊中心基于接口名查询服务提供者的IP地址，而且能够平滑加入或删除服务提供者。
背景
随着互联网的发展。站点应用的规模不断扩大，常规的垂直应用架构已无法应对，分布式服务架构以及流动计算架构势在必行，亟需一个治理系统确保架构有条不紊的演进。 
- 单一应用架构
- 当站点流量非常小时。仅仅需一个应用，将全部功能都部署在一起，以降低部署节点和成本。
- 此时。用于简化增删改查工作量的 数据訪问框架(ORM) 是关键。
- 垂直应用架构
- 当訪问量逐渐增大。单一应用添加机器带来的加速度越来越小，将应用拆成互不相干的几个应用，以提升效率。
- 此时，用于加速前端页面开发的 Web框架(MVC) 是关键。
- 分布式服务架构
- 当垂直应用越来越多，应用之间交互不可避免。将核心业务抽取出来，作为独立的服务，逐渐形成稳定的服务中心，使前端应用能更高速的响应多变的市场需求。
- 此时，用于提高业务复用及整合的 分布式服务框架(RPC) 是关键。
- 流动计算架构
- 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。此时需添加一个调度中心基于訪问压力实时管理集群容量，提高集群利用率。
- 此时，用于提高机器利用率的 资源调度和治理中心(SOA) 是关键。
需求
在大规模服务化之前，应用可能仅仅是通过RMI或Hessian等工具，简单的暴露和引用远程服务。通过配置服务的URL地址进行调用，通过F5等硬件进行负载均衡。
(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。
此时须要一个服务注冊中心，动态的注冊和发现服务，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。也能降低部分成本。
(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写叙述应用的架构关系。
这时。须要自己主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。这个服务须要多少机器支撑？什么时候该加机器？
为了解决这些问题，第一步，要将服务如今每天的调用量，响应时间，都统计出来，作为容量规划的參考指标。
其次，要能够动态调整权重，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，记录此时的訪问量。再以此訪问量乘以机器数反推总容量。
以上是Dubbo最主要的几个需求，很多其他服务治理问题參见：
http://code.alibabatech.com/blog/experience_1402/service-governance-process.html
架构 
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: 服务注冊与发现的注冊中心。
- Monitor: 统计服务的调用次调和调用时间的监控中心。
- Container: 服务执行容器。
调用关系说明：
- 服务容器负责启动。载入，执行服务提供者。
- 服务提供者在启动时，向注冊中心注冊自己提供的服务。
- 服务消费者在启动时，向注冊中心订阅自己所需的服务。
- 注冊中心返回服务提供者地址列表给消费者。假设有变更，注冊中心将基于长连接推送变更数据给消费者。
- 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，假设调用失败。再选还有一台调用。
- 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。
框架设计
整体架构
图例说明：
- 图中左边淡蓝背景的为服务消费方使用的接口，右边淡绿色背景的为服务提供方使用的接口， 位于中轴线上的为两方都用到的接口。
- 图中从下至上分为十层，各层均为单向依赖，右边的黑色箭头代表层之间的依赖关系，每一层都能够剥离上层被复用，当中，Service和Config层为API。其他各层均为SPI。
- 图中绿色小块的为扩展接口，蓝色小块为实现类。图中仅仅显示用于关联各层的实现类。
- 图中蓝色虚线为初始化过程，即启动时组装链，红色实线为方法调用过程。即执行时调时链，紫色三角箭头为继承，能够把子类看作父类的同一个节点，线上的文字为调用的方法。
Dubbo框架设计一共划分了10个层，官方文档对各层说明：
- config，配置层。对外配置接口，以ServiceConfig,
ReferenceConfig为中心。能够直接new配置类。也能够通过spring解析配置生成配置类 - proxy，服务代理层。服务接口透明代理，生成服务的客户端Stub和server端Skeleton。以ServiceProxy为中心，扩展接口为ProxyFactory
- registry，注冊中心层，封装服务地址的注冊与发现，以服务URL为中心。扩展接口为RegistryFactory, Registry,
RegistryService - cluster。路由层，封装多个提供者的路由及负载均衡，并桥接注冊中心，以Invoker为中心。扩展接口为Cluster,
Directory, Router, LoadBalance - monitor，监控层。RPC调用次数和调用时间监控，以Statistics为中心，扩展接口为MonitorFactory,
Monitor, MonitorService - protocol。远程调用层，封将RPC调用，以Invocation, Result为中心。扩展接口为Protocol, Invoker,
Exporter - exchange。信息交换层。封装请求响应模式，同步转异步，以Request, Response为中心。扩展接口为Exchanger,
ExchangeChannel, ExchangeClient, ExchangeServer - transport，网络传输层。抽象mina和netty为统一接口，以Message为中心，扩展接口为Channel, Transporter, Client, Server, Codec
- serialize，数据序列化层。可复用的一些工具，扩展接口为Serialization, ObjectInput, ObjectOutput, ThreadPool
入门演示样例
Dubbo採用全Spring配置方式，透明化接入应用，相应用没有不论什么API侵入。仅仅需用Spring载入Dubbo的配置就可以。
以下以官网给出的DemoService作为演示样例。教大家一步步使用Dubbo实现自己的分布式服务。
官网文档介绍：http://dubbo.io/User+Guide-zh.htm#UserGuide-zh-%E5%BF%AB%E9%80%9F%E5%90%AF%E5%8A%A8
开发环境
- JDK 1.7 or 1.8
- Maven 3.3
- Eclipse Juno
- Git
1.定义服务接口
package com.ricky.dubbo.api;
import com.ricky.dubbo.api.model.User;
public interface DemoService {
public String sayHello(String name);
public User findUserById(long id);
}User.java
package com.ricky.dubbo.api.model;
import java.io.Serializable;
public class User implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = 1L;
private long id;
private String name;
private int age;
public long getId() {
return id;
}
public void setId(long id) {
this.id = id;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "User [id=" + id + ", name=" + name + ", age=" + age + "]";
}
}
服务接口须要在服务提供方和消费方共享，所以，将它单独放置在一个project中，方便后面我们在服务提供方和消费方进行引用。
2.服务提供者
2.1 在服务提供方实现DemoService接口。并实现相应的方法。
package com.ricky.dubbo.provider.impl;
import com.ricky.dubbo.api.DemoService;
import com.ricky.dubbo.api.model.User;
public class DemoServiceImpl implements DemoService {
@Override
public String sayHello(String name) {
return "Hello " + name;
}
@Override
public User findUserById(long id) {
User user = new User();
user.setId(id);
user.setName("Ricky");
user.setAge(26);
return user;
}
}2.2 用Spring配置声明暴露服务
provider.xml
<?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:dubbo="http://code.alibabatech.com/schema/dubbo"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd http://code.alibabatech.com/schema/dubbo http://code.alibabatech.com/schema/dubbo/dubbo.xsd">
<!-- 提供方应用信息，用于计算依赖关系 -->
<dubbo:application name="dubbo-provider-app" />
<!-- 使用zookeeper注冊中心暴露服务地址 -->
<!-- 使用multicast广播注冊中心暴露服务地址 -->
<dubbo:registry address="multicast://224.5.6.7:1234" />
<!-- 用dubbo协议在20880端口暴露服务 -->
<dubbo:protocol name="dubbo" port="20880" />
<!-- 声明须要暴露的服务接口 -->
<dubbo:service interface="com.ricky.dubbo.api.DemoService" ref="demoService" />
<!-- 和本地bean一样实现服务 -->
<bean id="demoService" class="com.ricky.dubbo.provider.impl.DemoServiceImpl" />
</beans>2.3 载入Spring配置
package com.ricky.dubbo.provider;
import java.io.IOException;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;
/**
* Dubbo provider
*
*/
public class App {
public static void main(String[] args) {
ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext(
new String[] { "provider.xml" });
context.start();
System.out.println("Dubbo provider start...");
try {
System.in.read(); // 按随意键退出
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
3.服务消费者
3.1 通过Spring配置引用远程服务
consumer.xml
<?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:dubbo="http://code.alibabatech.com/schema/dubbo"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd http://code.alibabatech.com/schema/dubbo http://code.alibabatech.com/schema/dubbo/dubbo.xsd">
<!-- 消费方应用名，用于计算依赖关系，不是匹配条件。不要与提供方一样 -->
<dubbo:application name="consumer-of-helloworld-app" />
<!-- 使用zookeeper注冊中心暴露服务地址 -->
<!-- 使用multicast广播注冊中心暴露发现服务地址 -->
<dubbo:registry address="multicast://224.5.6.7:1234" />
<!-- 生成远程服务代理，能够和本地bean一样使用demoService -->
<dubbo:reference id="demoService" interface="com.ricky.dubbo.api.DemoService" />
</beans>3.2 载入Spring配置，并调用远程服务
package com.ricky.dubbo.consumer;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;
import com.ricky.dubbo.api.DemoService;
import com.ricky.dubbo.api.model.User;
/**
* Dubbo Consumer client
*
*/
public class App {
public static void main(String[] args) {
ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext(
new String[] { "consumer.xml" });
context.start();
DemoService demoService = (DemoService) context.getBean("demoService"); // 获取远程服务代理
String hello = demoService.sayHello("ricky"); // 执行远程方法
System.out.println(hello); // 显示调用结果
User user = demoService.findUserById(15);
System.out.println(user); // 显示调用结果
}
}
OK。到这里一个简单的分布式服务已经开发完成了。赶紧动手试试吧。
完整Sample代码下载链接：https://github.com/FBing/dubbo-samples
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