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微服务架构 | 12.1 使用 Apache Dubbo 实现远程通信

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  • 前言
  • 1. Dubbo 基础知识
    • 1.1 Dubbo 是什么
    • 1.2 Dubbo 的架构图
    • 1.3 Spring Cloud 与 Dubbo 的区别
    • 1.4 Dubbo 的特点
    • 1.5 Dubbo 的 6 种容错模式
    • 1.6 Dubbo 的 4 种负载均衡策略
    • 1.7 主机绑定规则
  • 2. 构建 Dubbo 服务提供方
    • 2.1 构建服务接口模块
    • 2.2 添加 pom.xml 依赖文件
    • 2.3 修改 application.yml 配置文件
    • 2.4 在主程序类上添加注解
    • 2.5 实现 2.1 定义的接口
  • 3. 构建 Dubbo 服务消费方
    • 3.1 添加 pom.xml 依赖文件
    • 3.2 修改 application.yml 配置文件
    • 3.3 修改业务类
  • 4. 在消费者端使用 Mock 配置实现服务降级
    • 4.1 为接口实现一种服务降级方法
    • 4.2 给 @Reference 注解增加 mock 参数
  • 5. Dubbo 使用 Zookeeper 作为注册中心（Spring Boot）
    • 5.1 下载 Zookeeper 服务器
    • 5.2 引入 pom.xml 依赖文件
    • 5.3 服务提供者
      • 5.3.1 修改 application.yml 配置文件
      • 5.3.2 在主程序类上添加注解
      • 5.3.3 编写业务类
    • 5.4 服务消费者
      • 5.4.1 修改 application.yml 配置文件
      • 5.4.2 在主程序类上添加注解
      • 5.4.3 编写业务类
  • 6. Dubbo 使用 Nacos 作为注册中心（Spring Boot）
    • 6.1 下载 Nacos 服务器
    • 6.2 工程结构
    • 6.3 引入 pom.xml 依赖文件
    • 6.4 修改 application.yml 配置文件
    • 6.5 在主程序类上添加注解
    • 6.6 编写业务类
    • 6.7 启动测试
  • 7. Dubbo 使用 Nacos 作为注册中心（Spring Cloud）
    • 7.1 下载 Nacos 服务器
    • 7.2 工程结构
    • 7.3 添加 pom.xml 依赖
    • 7.4 添加 application.yml 依赖文件
    • 7.5 主程序类上无需额外注解
    • 7.6 编写业务类
  • 最后

参考资料：

《Spring Microservices in Action》

《Spring Cloud Alibaba 微服务原理与实战》

《B站 尚硅谷 SpringCloud 框架开发教程 周阳》

Apache Dubbo 是一个分布式服务框架，主要实现多个系统之间的高性能、透明化调用；

Dubbo 相关内容笔者之前写过一篇入门笔记：Dubbo快速上手笔记 - 环境与配置。入门笔记强调的是 Dubbo 的一些基本特性，以与 Zookeeper 的整合。因此这里将重点放在 Dubbo 与 Spring Cloud 的联系、区别以及整合；

  • 简单来说它就是一个 RPC 框架，但是和普通的 RPC 框架不同的是，它提供了服务治理功能，比如服务注册、监控、路由、容错等；

微服务架构 | 12.1 使用 Apache Dubbo 实现远程通信

  • 参考：https://segmentfault.com/a/1190000038320266
比较项 Dubbo Spring Cloud
通信协议 基于 TCP 协议传输，使用 Netty 配合以Hession序列化完成RPC通信 基于 HTTP 协议 + REST 接口调用远程过程的通信
服务调用方式 RPC REST API
定位 SOA 时代的产物 微服务架构时代
关注点 服务的重用性及解决信息孤岛问题；服务治理 解耦，降低业务之间的耦合度；微服务治理整套方案
模块 服务注册中心、服务提供者、服务消费者、管控中心 分布式一站式框架
  • HTTP 请求会有更大的报文，占的带宽也会更多。但是 REST 相比 RPC 更为灵活，服务提供方和调用方的依赖只依靠一纸契约，不存在代码级别的强依赖，这在强调快速演化的微服务环境下，显得更为合适；
  • 模块组件的具体比较如下：
组件 Spring Cloud (Netflix)
注册中心 以前是 Zookeeper，现在推广 Nacos Spring Cloud Eureka
服务监控 Dubbo-monitor Spring Boot Admin
熔断器 6种容错模式 Spring Cloud Hystrix
负载均衡 4 种负载均衡策略 Spring Cloud Ribbon
服务降级 Mock 机制 Hystrix 的 @HystrixCommand 注解
网关 无 Spring Cloud Zuul
配置 Spring Cloud Config
服务跟踪 Spring Cloud Sleuth
数据流 Spring Cloud Stream
批量任务 Spring Cloud Task
消息总线 Spring Cloud Bus

  • 支持多种协议的服务发布，默认是 dubbo://，还可以支持 rest://、webservice://、thrift:// 等；
  • 支持多种不同的注册中心，如：Nacos、ZooKeeper、Redis，未来还将会支持 Consul、Eureka、Etcd 等；
  • 支持多种序列化技术，如：avro、fst、fastjson、hessian2、kryo 等；
  • 在服务治理方面的功能非常完善，如：集群容错、服务路由、负载均衡、服务降级、服务限流、服务监控、安全验证等；
  • 中文文档；

容错模式 模式名称 说明 适用场景
Failover Cluster 【默认】失败自动切换 当服务调用失败后，会切换到集群中的其他机器进行重试，默认重试次数为2，通过属性 retries=2 可以修改次数 通常用于读操作（查），因为事务型操作会带来数据重复问题
Failfast Cluster 快速失败 当服务调用失败后，立即报错，也就是只发起一次调用 通常用于一些幂等的写操作（增删改），比如新增数据；以避免在结果不确定的情况下导致数据重复插入的问题
Failsafe Cluster 失败安全 出现异常时，直接忽略异常 使用 Failover Cluster(retries="0")，应对（增删改）操作
Failback Cluster 失败后自动回复 服务调用出现异常时，在后台记录这条失败的请求定时重发 适合用于消息通知操作，保证这个请求一定发送成功
Forking Cluster 并行提交 并行调用集群中的多个服务，只要其中一个成功就返回。可以通过forks=2来设置最大并行数
Broadcast Cluster 广播通知 广播调用所有的服务提供者，任意一个服务报错则表示服务调用失败 通常用于通知所有的服务提供者更新缓存或者本地资源信息
  • 可以自行扩展容错模式；
  • 配置也很简单，在 @Service 接口里添加一个

    cluster

     参数即可； 
    @Service(cluster = "failfast") //更改容错方式为快速失败
public class TestServiceImpl implements TestService {
	@Override
	public String test() {
	    ...
	}
}

负载均衡策略 策略名称
Random LoadBalance 随机算法 可以针对性能较好的服务器设置较大的权重值，权重值越大，随机的概率也会越大
RoundRobin LoadBalance 轮询 按照公约后的权重设置轮询比例
LeastActive LoadBalance 最少活跃调用 处理较慢的节点将会收到更少的请求
ConsistentHash LoadBalance 一致性Hash 相同参数的请求总是发送到同一个服务提供者
  • 可以基于 Dubbo 中的 SPI 机制来扩展负载均衡策略；

  • loadbalance

     
    @Service(loadbalance = "roundrobin") //更改负载均衡策略为轮询
public class TestServiceImpl implements TestService {
	@Override
	public String test() {
	    ...
	}
}

  • 主机绑定表示的是 Dubbo 服务对外发布的 IP 地址，默认情况下 Dubbo 会按照以下顺序来查找并绑定主机 IP 地址：
    • 查找环境变量中

      DUBBO_IP_TO_BIND

       属性配置的 IP 地址；
    • 查找

      dubbo.protocol.host

       属性配置的 IP 地址，默认是空，如果没有配置或者IP地址不合法，则继续往下查找；
    • 通过

      LocalHost.getHostAddress

       获取本机 IP 地址，如果获取失败，则继续往下查找；
    • 如果配置了注册中心的地址，则使用 Socket 通信连接到注册中心的地址后，使用 for 循环通过

      socket.getLocalAddress().getHostAddress()

       扫描各个网卡获取网卡 IP 地址；
  • 获取的 IP 地址并不是写入注册中心的地址。默认情况下，写入注册中心的 IP 地址优先选择环境变量中

    DUBBO_IP_TO_REGISTRY

     属性配置的 IP 地址。在这个属性没有配置的情况下，才会选取前面获得的 IP 地址并写入注册中心；
  • 问题：使用默认的主机绑定规则，可能会存在获取的 P 地址不正确的情况；
    • 原因：Dubbo 检测本地 IP 地址的策略是先调用

      LocalHost.getHostAddress

       ，这个方法的原理是通过获取本机的 hostname 映射 IP 地址，如果它指向的是一个错误的 IP 地址，那么这个错误的地址将会作为服务发布的地址注册到 ZooKeeper 节点上；
    • 解决方案：
      • 在

        /etc/hosts

         中配置机器名对应正确的 IP 地址映射；
      • 在环境变量中添加

        DUBBO_IP_TO_BIND

         或者

        DUBBO_IP_TO_REGISTRY

         属性，Value 值为绑定的主机地址；

      • dubbo.protocolhost

         设置主机地址；

  • 同样，这里使用 Zookeeper，就需要先下载 Zookeeper 服务器：详情请见笔者的另一篇文章：微服务架构 | 3.3 Apache Zookeeper 注册中心；

  • Dubbo 官方推荐把服务接口打成 Jar 包发布到仓库上；
  • 这样服务消费者可以依赖该 Jar 包，通过接口调用方式完成远程通信。对于服务提供者来说，也需要依赖该 Jar 包完成接口的实现；
  • 做法如下：
  • 新建

    spring-cloud-dubbo-sample-api

     模块，添加 pom.xml 依赖文件； 
    <!-- Dubbo -->
<dependency>
    <groupId>org.apache.dubbo</groupId>
    <artifactId>dubbo</artifactId>
    <version>${dubbo.version}</version>
</dependency>
  • 在 service 包下新建接口： 
    public interface TestService {
	String test(String message);
}
  • 执行

    mvn install

     命令将接口 jar 包安装到本地仓库； 

<!-- Spring Cloud 核心包-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter</artifactId>
</dependency>

<!-- Dubbo Spring Cloud Starter -->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-dubbo</artifactId>
</dependency>

<!-- Sample API 接口声明-->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-dubbo-sample-api</artifactId>
</dependency>

<!-- Spring Cloud Nacos Service Discovery -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-zookeeper-discovery</artifactId>
</dependency>
           

spring:
  application:
    name: spring-cloud-dubbo-provider
  cloud:
    zookeeper:
      discovery:
        register: true  #表示该服务要注册进注册中心
      connect-string: localhost:2181  #zookeeper 服务器位置
dubbo:     
  protocol:
    name: dubbo
    port: 20880

  • @DubboComponentScan：扫描主程序类所在包及其子包下的所有注解，将

    @Servicr

     注解下类注册进容器里； 

@Service
public class TestServiceImpl implements TestService {
    @Value("${dubbo.application.name}")
    private String serviceName;
    
	@Override
	public String test(String message) {
		return serviceName;
	}
}
  • 可以在 @Service 注解里添加两个属性配置

    cluster

     和

    loadbalance

     ，分别用来配置容错模式和负载均衡策略；
  • 详情请见本篇《1.5 Dubbo 的 6 种容错模式》和《1.6 Dubbo 的 4 种负载均衡策略》

  • 同服务提供方； 
<!-- Spring Cloud 核心包-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter</artifactId>
</dependency>

<!-- Dubbo Spring Cloud Starter -->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-dubbo</artifactId>
</dependency>

<!-- Sample API 接口声明-->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-dubbo-sample-api</artifactId>
</dependency>

<!-- Spring Cloud Nacos Service Discovery -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-zookeeper-discovery</artifactId>
</dependency>
           

spring:
  application:
    name: spring-cloud-dubbo-consumer
  cloud:
    zookeeper:
      discovery:
        register: false #表示该服务不要注册进注册中心
      connect-string: localhost:2181  
dubbo:     
  cloud:
    subscribed-services: spring-cloud-dubbo-provider  #表示服务调用者订阅的服务提供方的应用名称列表。默认值为“*”，不推荐使用默认值

  • 在服务类中使用

    @Reference

     注解注入 TestService 即可； 
@RestController
public class TestController{
    @Reference 
    private TestService testService;
    
    @GetMapping("/message")
    public String testController(){
        return testService.test("message");
}

  • 在本示例中将对 2.1 中定义的 TestService 接口配置服务降级策略；
  • 降级策略的配置都是在基于服务消费者之上的； 

public class MockTestService implements TestService {
	@Override
	public String test(String message) {
		return "当前无法访问";
	}
}
           

@RestController
public class TestController{
    @Reference(mock = "com.dlhjw.springcloud.mock.MockTestService", cluster="failfast")
    private TestService testService;
    
    @GetMapping("/message")
    public String testController(){
        return testService.test("message");
}
  • 在 TestController 类中修改 @Reference 注解增加

    mock

     参数；
  • 其中设置了属性

    cluster="failfast"

     ，因为默认的容错策略会发起两次重试，等待的时间较长；

  • 这里仅使用到了 Spring Boot 的自动配置；
  • 有两种配置方式，一种是使用 .xml，另一种是使用 .yml；
  • .xml 的配置详情请见笔者的另一篇文章：Dubbo | Dubbo快速上手笔记 - 环境与配置；

  • Zookeeper 服务器的下载详情请见笔者的另一篇文章：微服务架构 | 3.3 Apache Zookeeper 注册中心；

  • 服务提供者与服务消费者需要引入的依赖相同； 
<!-- Zookeeper 相关依赖 -->
<dependency>
    <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
    <artifactId>zookeeper</artifactId>
    <version>3.5.3-beta</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.apache.curator</groupId>
    <artifactId>curator-framework</artifactId>
    <version>4.0.1</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.apache.curator</groupId>
    <artifactId>curator-recipes</artifactId>
    <version>4.0.1</version>
</dependency>

<!-- Dubbo 相关依赖 -->
<dependency>
    <groupId>org.apache.dubbo</groupId>
    <artifactId>dubbo-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>2.7.5</version>
</dependency>

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

spring:
  application:
    name: springboot-dubbo-demo 
dubbo:
  #服务提供方的信息
  application:
    name: springboot-provider      
  protocol:
    name: dubbo
    port: 20880
  registry:
    address: zookeeper://localhost:2181  #zookeeper地址
  #scan:
    #base-packages: com.dlhjw.dubbo.service.impl  #指定 Dubbo 服务实现类的扫描基准包，作用等同于 主程序类上的 @DubboComponentScan

  • @DubboComponentScan：作用同 Spring Boot 的

    @ComponentScan

     ，不过这里要扫描 Dubbo 提供的 @Service 注解；
  • @DubboComponentScan(basePackages = "com.dlhjw.dubbo.service.impl")
  • 如果上面 application 中已经做了配置，这里可以不用添加；

  • 创建接口及其实现类： 
public interface TestService {
    void testDubbo();
}
           
@Service(version = "1.0.0",timeout = 3000)
public class TestServiceImpl implements TestService{
    @Override
    public void testDubbo() {
    }
}
  • 注意：@Service 注解是

    com.alibaba.dubbo.config.annotation.Service

     包下的； 

dubbo:
  #服务消费方的信息
  application:
    name: springboot-consumer 
  registry:
    #zookeeper地址
    address: zookeeper://localhost:2181

  • 这里直接在 controller 接口里直接调用服务提供者提供的 TestService 即可； 
@Reference(version = "1.0.0",timeout = 300)
private TestService testService;
  • @Reference 注解可以获得一个远程代理对象；

  • 这里仅提供服务提供者的示例，服务消费者类似；

  • Nacos 服务器的下载详情请见笔者的另一篇文章：微服务架构 | 3.2 Alibaba Nacos 注册中心；

  • 新建一个父工程 spring-cloud-nacos-sample，包含两个模块：nacos-sample-api 和 nacos-sample-provider；
  • 在 nacos-sample-api 中声明接口； 
public interface IHelloService{
    String sayHello(String name);
}

  • 在 nacos-sample-provider 中添加依赖文件： 
<!-- 接口定义类 -->
<dependency>
  <groupId>com.gupaoedu.book.nacos</groupId>
  <version>1.0-SNAPSHOT</version>
  <artifactId>nacos-sample-api</artifactId>
</dependency>
<!-- Nacos 的 starter 组件 -->
<dependency>
  <groupId>com.alibaba.boot</groupId>
  <artifactId>nacos-discovery-spring-boot-starter</artifactId>
  <version>0.2.4</version>
  <exclusions>
    <exclusion>
      <groupId>com.alibaba.spring</groupId>
      <artifactId>spring-context-support</artifactId>
    </exclusion>
  </exclusions>
</dependency>
<!-- Dubbo 的 starter 组件 -->
<dependency>
  <groupId>org.apache.dubbo</groupId>
  <artifactId>dubbo-spring-boot-starter</artifactId>
  <version>2.7.5</version>
</dependency>
           

dubbo:
  application:
    name: spring-boot-dubbo-nacos-sample 
  registry:
    address: nacos://127.0.0.1:8848  #基于 Nacos 协议
  protocol: 
    name: dubbo
    port: 20880

  • @DubboComponentScan：dubbo 的包扫描注解；

  • 实现 6.2 中定义的接口； 
@Service 
public class HelloServiceImpl implements IHelloService{
    @Override 
    public String sayHello(String name){
        return "He1lo World:"+name;
    }
}

  • 启动服务，访问 Nacos 控制台，进入“服务管理” -> “服务列表”，可以看到所有注册在 Nacos 上的服务；

  • 新建一个父工程 spring-cloud-nacos-sample，包含两个模块：spring-cloud-nacos-sample-api 和 spring-cloud-nacos-sample-provider； 
public interface IHelloService{
    String sayHello(String name);
}

  • 在父工程中显示声明依赖的指定版本； 
<dependency>
  <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
  <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
  <version>Greenwich.SR2</version>
  <type>pom</type>
  <scope>import</scope>
</dependency>
<dependency>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId>
  <version>2.1.11.RELEASE</version>
  <type>pom</type>
  <scope>import</scope>
</dependency>
<dependency>
  <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
  <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
  <version>2.1.1.RELEASE</version>
  <type>pom</type>
  <scope>import</scope>
</dependency>
  • 在 spring-cloud-nacos-sample-provider 中添加依赖文件： 
<!-- Spring Cloud 核心包 -->
<dependency>
  <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
  <artifactId>spring-cloud-starter</artifactId>
  <exclusions>
    <exclusion>
      <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
      <artifactId>spring-cloud-context</artifactId>
    </exclusion>
  </exclusions>
</dependency>

<!-- Spring Cloud 的 Dubbo 依赖 -->
<dependency>
  <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
  <artifactId>spring-cloud-starter-dubbo</artifactId>
</dependency>

<!-- api 模块 -->
<dependency>
  <groupId>com.gupaoedu.book.springcloud</groupId>
  <artifactId>spring-cloud-dubbo-sample-api</artifactId>
  <version>1.0-SNAPSHOT</version>
</dependency>

<!-- 基于 Nacos 的服务注册与发现 -->
<dependency>
  <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
  <artifactId>spring-cloud-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
  <exclusions>
    <exclusion>
      <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
      <artifactId>spring-cloud-context</artifactId>
    </exclusion>
  </exclusions>
</dependency>
<dependency>
  <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
  <artifactId>spring-cloud-context</artifactId>
  <version>2.1.1.RELEASE</version>
</dependency>

  • 与 Spring Boot 这整合方式的主要区别就在 pom.xml 配置文件和 application.yml 依赖文件； 
spring: 
  application: 
    name: spring-cloud-nacos-sample 
  cloud: 
    nacos: 
      discovery:
        server-addr: 127.0.0.1:8848  #Nacos 服务注册中心地址

dubbo: 
  scan: 
    base-packages: com.gupaoedu.book.nacos.bootstrap  #功能等同于 @DubboComponentScan   
  protocol: 
    name: dubbo
    port: 20880
  registry:
    address: spring-cloud://localhost  #将服务挂载到 Spring Cloud 注册中心

  • 实现 7.2 中定义的接口即可； 
@Service 
public class HelloServiceImpl implements IHelloService{
    @Override 
    public String sayHello(String name){
        return "He1lo World:"+name;
    }
}

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