Apache Dubbo

软件架构的演进过程

软件架构的发展经历了由单体架构、垂直架构、SOA架构到微服务架构的演进过程，下面我们分别了解一下这几个架构。

单体架构

架构说明：全部功能集中在一个项目内（All in one）。

架构优点：架构简单，前期开发成本低、开发周期短，适合小型项目。

架构缺点：全部功能集成在一个工程中，对于大型项目不易开发、扩展和维护。技术栈受限，只能使用一种语言开发。系统性能扩展只能通过扩展集群节点，成本高。

垂直架构

架构说明：按照业务进行切割，形成小的单体项目。

架构优点：技术栈可扩展（不同的系统可以用不同的编程语言编写）。

架构缺点：功能集中在一个项目中，不利于开发、扩展、维护。系统扩张只能通过集群的方式。项目之间功能冗余、数据冗余、耦合性强。

SOA 架构

SOA 全称为 Service-Oriented Architecture，即面向服务的架构。它可以根据需求通过网络对松散耦合的粗粒度应用组件 (服务) 进行分布式部署、组合和使用。一个服务通常以独立的形式存在于操作系统进程中。
站在功能的角度，把业务逻辑抽象成可复用的服务，通过服务的编排实现业务的快速再生，目的：把原先固有的业务功能转变为通用的业务服务，实现业务逻辑的快速复用。

架构说明：将重复功能或模块抽取成组件的形式，对外提供服务，在项目与服务之间使用 ESB（企业服务总线）的形式作为通信的桥梁。

架构优点：重复功能或模块抽取为服务，提高开发效率。可重用性高。可维护性高。

架构缺点：各系统之间业务不同，很难确认功能或模块是重复的。抽取服务的粒度大。系统和服务之间耦合度高。

微服务架构

架构说明：将系统服务层完全独立出来，抽取为一个一个的微服务。抽取的粒度更细，遵循单一原则。采用轻量级框架协议传输。

架构优点：服务拆分粒度更细，有利于提高开发效率。可以针对不同服务制定对应的优化方案。适用于互联网时代，产品迭代周期更短。

架构缺点：粒度太细导致服务太多，维护成本高。分布式系统开发的技术成本高，对团队的挑战大。

Apache Dubbo 概述

Dubbo 简介

Apache Dubbo 是一款高性能的 Java RPC 框架。其前身是阿里巴巴公司开源的、轻量级的开源 Java RPC 框架，可以和 Spring 框架无缝集成，2018 年阿里巴巴把这个框架捐献给了 apache 基金会。

Dubbo 官网地址：https://cn.dubbo.apache.org/zh-cn/index.html
Dubbo 提供了三大核心能力：面向接口的远程方法调用，智能容错和负载均衡，以及服务自动注册和发现。

什么是 RPC？

RPC 全称为remote procedure call，即远程过程调用 。比如两台服务器 A 和 B，A 服务器上部署一个应用，B 服务器上部署一个应用，A 服务器上的应用想调用 B 服务器上的应用提供的方法，由于两个应用不在一个内存空间，不能直接调用，所以需要通过网络来表达调用的语义和传达调用的数据。

需要注意的是 RPC 并不是一个具体的技术，而是指整个网络远程调用过程。

RPC 是一个泛化的概念，严格来说一切远程过程调用手段都属于 RPC 范畴。各种开发语言都有自己的 RPC 框架。Java 中的 RPC 框架比较多，广泛使用的有 RMI、Hessian、Dubbo 等。

Dubbo 架构

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 服务注册与发现的注册中心
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

![](Apache Dubbo/ada49bd310b8562e5c37c66ba608150e.png)

调用关系说明:

服务容器负责启动，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。
注册中心返回服务提供者地址列表给消费者，如果有变更，注册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，如果调用失败，再选另一台调用。
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。

服务注册中心

通过前面的 Dubbo 架构图可以看到，Registry（服务注册中心）在其中起着至关重要的作用。Dubbo 官方推荐使用 Zookeeper 作为服务注册中心。

Zookeeper 是 Apache Hadoop 的子项目，是一个树型的目录服务，支持变更推送，适合作为 Dubbo 服务的注册中心，工业强度较高，可用于生产环境，并推荐使用。

流程说明：

服务提供者 (Provider) 启动时：向 /dubbo/com.foo.BarService/providers 目录下写入自己的 URL 地址
服务消费者 (Consumer) 启动时：订阅 /dubbo/com.foo.BarService/providers 目录下的提供者 URL 地址。并向 /dubbo/com.foo.BarService/consumers 目录下写入自己的 URL 地址
监控中心 (Monitor) 启动时：订阅 /dubbo/com.foo.BarService 目录下的所有提供者和消费者 URL 地址

Dubbo 快速入门

Dubbo 作为一个 RPC 框架，其最核心的功能就是要实现跨网络的远程调用。这里是要创建两个应用，一个作为服务的提供方，一个作为服务的消费方。通过 Dubbo 来实现服务消费方远程调用服务提供方的方法。

服务提供方开发

创建 maven 工程（打包方式为 war）dubbodemo_provider，在 pom.xml 文件中导入如下坐标

<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
<packaging>war</packaging>

<properties>
    <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
    <maven.compiler.source>1.8</maven.compiler.source>
    <maven.compiler.target>1.8</maven.compiler.target>
    <spring.version>5.0.5.RELEASE</spring.version>
</properties>
<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework</groupId>
        <artifactId>spring-context</artifactId>
        <version>${spring.version}</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework</groupId>
        <artifactId>spring-beans</artifactId>
        <version>${spring.version}</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework</groupId>
        <artifactId>spring-webmvc</artifactId>
        <version>${spring.version}</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework</groupId>
        <artifactId>spring-jdbc</artifactId>
        <version>${spring.version}</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework</groupId>
        <artifactId>spring-aspects</artifactId>
        <version>${spring.version}</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework</groupId>
        <artifactId>spring-jms</artifactId>
        <version>${spring.version}</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework</groupId>
        <artifactId>spring-context-support</artifactId>
        <version>${spring.version}</version>
    </dependency>
    <!-- dubbo相关 -->
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba</groupId>
        <artifactId>dubbo</artifactId>
        <version>2.6.0</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
        <artifactId>zookeeper</artifactId>
        <version>3.4.7</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.github.sgroschupf</groupId>
        <artifactId>zkclient</artifactId>
        <version>0.1</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>javassist</groupId>
        <artifactId>javassist</artifactId>
        <version>3.12.1.GA</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba</groupId>
        <artifactId>fastjson</artifactId>
        <version>1.2.47</version>
    </dependency>
</dependencies>
<build>
    <plugins>
        <plugin>
            <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
            <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
            <version>2.3.2</version>
            <configuration>
                <source>1.8</source>
                <target>1.8</target>
            </configuration>
        </plugin>
        <plugin>
            <groupId>org.apache.tomcat.maven</groupId>
            <artifactId>tomcat7-maven-plugin</artifactId>
            <version>2.2</version>
            <configuration>
            <!-- 指定端口 -->
                <port>8081</port>
                <!-- 请求路径 -->
                <path>/</path>
            </configuration>
        </plugin>
    </plugins>
</build>

配置 web.xml 文件: 右键项目add framework support(添加框架支持),选择WEB Application , 文件目录IdeaProjects\dubbodemo_provider\web\WEB-INF\web.xml

<context-param>
    <param-name>contextConfigLocation</param-name>
    <param-value>classpath*:applicationContext*.xml</param-value>
</context-param>

<listener>
    <listener-class>org.springframework.web.context.ContextLoaderListener</listener-class>
</listener>

创建服务接口

1
2
3

public interface HelloService {
    public String sayHello(String name);
}

创建服务实现类, 类上使用的 Service 注解是 Dubbo 提供的，用于对外发布服务

import com.alibaba.dubbo.config.annotation.Service;

@Service
public class HelloServiceImpl implements HelloService {
    public String sayHello(String name) {
        return "hello " + name;
    }
}

在 src/main/resources 下创建 applicationContext-service.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:p="http://www.springframework.org/schema/p"
       xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
       xmlns:dubbo="http://code.alibabatech.com/schema/dubbo"
       xmlns:mvc="http://www.springframework.org/schema/mvc"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
        http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
        http://www.springframework.org/schema/mvc
        http://www.springframework.org/schema/mvc/spring-mvc.xsd
        http://code.alibabatech.com/schema/dubbo
        http://code.alibabatech.com/schema/dubbo/dubbo.xsd
        http://www.springframework.org/schema/context
        http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">

    <!-- 当前应用名称，用于注册中心计算应用间依赖关系，注意：消费者和提供者应用名不要一样 -->
    <dubbo:application name="dubbodemo_provider" />
    <!-- 连接服务注册中心zookeeper ip为zookeeper所在服务器的ip地址-->
    <dubbo:registry address="zookeeper://127.0.0.1:2181"/>
    <!-- 注册 协议和port -->
    <dubbo:protocol name="dubbo" port="20881"></dubbo:protocol>
    <!-- 扫描指定包，加入@Service注解的类会被发布为服务 -->
    <dubbo:annotation package="pers.fulsun.service.impl" />
</beans>

插件选择 tomcat7:run启动服务, 在 Zookeeper 查看

1
2

127.0.0.1:2181	$	ls /dubbo/pers.fulsun.service.HelloService/providers
[dubbo%3A%2F%2F192.168.1.5%3A20881%2Fpers.fulsun.service.HelloService%3Fanyhost%3Dtrue%26application%3Ddubbodemo_provider%26dubbo%3D2.6.0%26generic%3Dfalse%26interface%3Dpers.fulsun.service.HelloService%26methods%3DsayHello%26pid%3D1768%26side%3Dprovider%26timestamp%3D1686155530214]

![](Apache Dubbo/205a6dcdb2e6b662e80fe05fafb74e1e.png)

服务消费方开发

创建 maven 工程（打包方式为 war）dubbodemo_consumer，pom.xml 配置和上面服务提供者相同，只需要将 Tomcat 插件的端口号改为 8082 即可。

配置 web.xml 文件

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_4_0.xsd"
         version="4.0">
    <context-param>
        <param-name>contextConfigLocation</param-name>
        <param-value>classpath*:applicationContext*.xml</param-value>
    </context-param>

    <listener>
        <listener-class>org.springframework.web.context.ContextLoaderListener</listener-class>
    </listener>

    <servlet>
        <servlet-name>springmvc</servlet-name>
        <servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet-class>
        <init-param>
            <param-name>contextConfigLocation</param-name>
            <param-value>classpath:applicationContext-web.xml</param-value>
        </init-param>
    </servlet>

    <servlet-mapping>
        <servlet-name>springmvc</servlet-name>
        <url-pattern>/</url-pattern>
    </servlet-mapping>
</web-app>

将服务提供者工程中的 HelloService 接口复制到当前工程, 编写 Controller

import com.alibaba.dubbo.config.annotation.Reference;

@RestController
@RequestMapping("/demo")
public class HelloController {

    @Reference
    private HelloService helloService;

    @RequestMapping("/hello")
    public String sayHello(String name){
        //远程调用
        String result = helloService.sayHello(name);
        System.out.println(result);
        return result;
    }

}

在 src/main/resources 下创建 applicationContext-web.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:p="http://www.springframework.org/schema/p"
       xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
       xmlns:dubbo="http://code.alibabatech.com/schema/dubbo"
       xmlns:mvc="http://www.springframework.org/schema/mvc"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
        http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
        http://www.springframework.org/schema/mvc
        http://www.springframework.org/schema/mvc/spring-mvc.xsd
        http://code.alibabatech.com/schema/dubbo
        http://code.alibabatech.com/schema/dubbo/dubbo.xsd
        http://www.springframework.org/schema/context
        http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">

    <!-- 当前应用名称，用于注册中心计算应用间依赖关系，注意：消费者和提供者应用名不要一样 -->
    <dubbo:application name="dubbodemo_consumer" />
    <!-- 连接服务注册中心zookeeper ip为zookeeper所在服务器的ip地址-->
    <dubbo:registry address="zookeeper://10.0.0.102:2181"/>
    <!-- 扫描指定包，加入@Service注解的类会被发布为服务 -->
    <dubbo:annotation package="com.lxs.controller"/>

</beans>

测试运行

运行测试 tomcat7:run 启动，先启动 provider 再启动 consumer 在浏览器输入 http://localhost:8082/demo/hello?name=huh , 查看浏览器输出结果

![](Apache Dubbo/c975ced72e28dd9fbb483b7a004e8ca5.png)

在 zookeeper 中查看

![](Apache Dubbo/7cc6029aeff9b3a4e1b615e8bf6989de.png)

Dubbo 相关配置说明

包扫描

服务提供者和服务消费者都需要配置，表示包扫描，作用是扫描指定包 (包括子包) 下的类。

1	<dubbo:annotation package="com.lxs.service.impl" />

如果不使用包扫描，也可以通过如下配置的方式来发布服务：

服务提供者和服务消费者都需要配置，表示包扫描，作用是扫描指定包 (包括子包) 下的类。如果不使用包扫描，也可以通过如下配置的方式来发布服务：

1 2	<bean id="helloService" class="pers.fulsun.service.impl.HelloServiceImpl" /> <dubbo:service interface="pers.fulsun.api.HelloService" ref="helloService" />

作为服务消费者，可以通过如下配置来引用服务：

1 2	<!-- 生成远程服务代理，可以和本地bean一样使用helloService --> <dubbo:reference id="helloService" interface=pers.fulsun.api.HelloService" />

上面这种方式发布和引用服务，一个配置项 (dubbo:service、dubbo:reference) 只能发布或者引用一个服务，如果有多个服务，这种方式就比较繁琐了。推荐使用包扫描方式。

协议

一般在服务提供者一方配置，可以指定使用的协议名称和端口号。
其中 Dubbo 支持的协议有：dubbo、rmi、hessian、http、webservice、rest、redis 等。推荐使用的是 dubbo 协议。

1	<dubbo:protocol name="dubbo" port="20881"></dubbo:protocol>

dubbo 协议采用单一长连接和 NIO 异步通讯，适合于小数据量大并发的服务调用，以及服务消费者机器数远大于服务提供者机器数的情况。不适合传送大数据量的服务，比如传文件，传视频等，除非请求量很低。也可以在同一个工程中配置多个协议，不同服务可以使用不同的协议，例如：

<!-- 多协议配置 -->
<dubbo:protocol name="dubbo" port="20880" />
<dubbo:protocol name="rmi" port="1099" />
<!-- 使用dubbo协议暴露服务 -->
<dubbo:service interface="pers.fulsun.api.HelloService" ref="helloService"
protocol="dubbo" />
<!-- 使用rmi协议暴露服务 -->
<dubbo:service interface="pers.fulsun.api.DemoService" ref="demoService"
protocol="rmi" />

负载均衡

负载均衡（Load Balance）：其实就是将请求分摊到多个操作单元上进行执行，从而共同完成工作任务。

在集群负载均衡时，Dubbo 提供了多种均衡策略（包括随机、轮询、最少活跃调用数、一致性 Hash），缺省为 random 随机调用。

算法	特性	备注	配置值
Weighted Random LoadBalance	加权随机	默认算法，默认权重相同	random (默认)
RoundRobin LoadBalance	加权轮询	借鉴于 Nginx 的平滑加权轮询算法，默认权重相同，	roundrobin
LeastActive LoadBalance	最少活跃优先 + 加权随机	背后是能者多劳的思想	leastactive
Shortest-Response LoadBalance	最短响应优先 + 加权随机	更加关注响应速度	shortestresponse
ConsistentHash LoadBalance	一致性哈希	确定的入参，确定的提供者，适用于有状态请求	consistenthash
P2C LoadBalance	Power of Two Choice	随机选择两个节点后，继续选择 “连接数” 较小的那个节点。	p2c
Adaptive LoadBalance	自适应负载均衡	在 P2C 算法基础上，选择二者中 load 最小的那个节点	adaptive

配置负载均衡策略，既可以在服务提供者一方配置，也可以在服务消费者一方配置，如下：

import com.alibaba.dubbo.config.annotation.Reference;

@RestController
@RequestMapping("/demo")
public class HelloController {

    @Reference(check = false, loadbalance = "roundrobin")
    private HelloService helloService;

    @RequestMapping("/hello")
    public String sayHello(String name){
        //远程调用
        String result = helloService.sayHello(name);
        System.out.println(result);
        return result;
    }
}

启动多个服务提供者来观察 Dubbo 负载均衡效果, 在一台机器上启动多个服务提供者，所以需要修改 tomcat 的端口号和 Dubbo 服务的端口号来防止端口冲突。

服务端负载均衡

@Service(loadbalance = "random")
public class HelloServiceImpl implements HelloService {
    public String sayHello(String name) {
        return "hello " + name;
    }
}