【狂神说Java】Dubbo + Zookeeper

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系列专栏 ：狂神说Java
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RPC【Remote Procedure Call】是指远程过程调用，主要作用： A机器的程序调用 B机器的 api
Dubbo是一个高性能的基于java实现的RPC通信框架，本质是一个jar包，能够连接到zookeeper的服务并使用
服务注册与发现，zookeeper，没有熔断机制，借助了Hystrix

15.Dubbo和Zookeeper集成

15.1分布式理论

在《分布式系统原理与范型》一书中有如下定义：“分布式系统是若干独立计算机的集合，这些计算机对于用户来说就像单个相关系统”；
分布式系统是由一组通过网络进行通信、为了完成共同的任务而协调工作的计算机节点组成的系统。分布式系统的出现是为了用廉价的、普通的机器完成单个计算机无法完成的计算、存储任务。其目的是利用更多的机器，处理更多的数据。
分布式系统（distributed system）是建立在网络之上的软件系统。
首先需要明确的是，只有当单个节点的处理能力无法满足日益增长的计算、存储任务的时候，且硬件的提升（加内存、加磁盘、使用更好的CPU）高昂到得不偿失的时候，应用程序也不能进一步优化的时候，我们才需要考虑分布式系统。（所以分布式不应该在一开始设计系统时就考虑到）因为，分布式系统要解决的问题本身就是和单机系统一样的，而由于分布式系统多节点、通过网络通信的拓扑结构，会引入很多单机系统没有的问题，为了解决这些问题又会引入更多的机制、协议，带来更多的问题。。。

15.1.1Dubbo文档

随着互联网的发展，网站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，急需一个治理系统确保架构有条不紊的演进。
在Dubbo的官网文档有这样一张图

单一应用架构
当网站流量很小时，只需一个应用，将所有功能都部署在一起，以减少部署节点和成本。此时，用于简化增删改查工作量的数据访问框架(ORM)是关键。

适用于小型网站，小型管理系统，将所有功能都部署到一个功能里，简单易用。
缺点：
1、性能扩展比较难
2、协同开发问题
3、不利于升级维护
垂直应用架构
当访问量逐渐增大，单一应用增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。

通过切分业务来实现各个模块独立部署，降低了维护和部署的难度，团队各司其职更易管理，性能扩展也更方便，更有针对性。
缺点：公用模块无法重复利用，开发性的浪费
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，使前端应用能更快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，此时需增加一个调度中心基于访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)[ Service Oriented Architecture]是关键。

15.2什么是RPC
RPC【Remote Procedure Call】是指远程过程调用，是一种进程间通信方式，他是一种技术的思想，而不是规范。它允许程序调用另一个地址空间（通常是共享网络的另一台机器上）的过程或函数，而不用程序员显式编码这个远程调用的细节。即程序员无论是调用本地的还是远程的函数，本质上编写的调用代码基本相同。
也就是说两台服务器A，B，一个应用部署在A服务器上，想要调用B服务器上应用提供的函数/方法，由于不在一个内存空间，不能直接调用，需要通过网络来表达调用的语义和传达调用的数据。为什么要用RPC呢？就是无法在一个进程内，甚至一个计算机内通过本地调用的方式完成的需求，比如不同的系统间的通讯，甚至不同的组织间的通讯，由于计算能力需要横向扩展，需要在多台机器组成的集群上部署应用。RPC就是要像调用本地的函数一样去调远程函数；
推荐阅读文章：https://www.jianshu.com/p/2accc2840a1b
说白了就是不同于调用本地的而是调用远程资源和方法
RPC原理：

步骤分析：

RPC两个核心模块：通讯，序列化。

15.2Dubbo的概念和介绍

15.2.1Dubbo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。简单的说，dubbo就是个服务框架，如果没有分布式的需求，其实是不需要用的，只有在分布式的时候，才有dubbo这样的分布式服务框架的需求，并且本质上是个服务调用的东东，说白了就是个远程服务调用的分布式框架
其核心部分包含:
1》远程通讯: 提供对多种基于长连接的NIO框架抽象封装，包括多种线程模型，序列化，以及“请求-响应”模式的信息交换方式。
2》集群容错: 提供基于接口方法的透明远程过程调用，包括多协议支持，以及软负载均衡，失败容错，地址路由，动态配置等集群支持。
3》自动发现: 基于注册中心目录服务，使服务消费方能动态的查找服务提供方，使地址透明，使服务提供方可以平滑增加或减少机器。

15.2.2 Dubbo能做什么

1. 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，只需简单配置，没有任何API侵入。
2. 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，减少单点。
3. 服务自动注册与发现，不再需要写死服务提供方地址，注册中心基于接口名查询服务提供者的IP地址，并且能够平滑添加或删除服务提供者。

15.3搭建测试环境

Apache Dubbo |ˈdʌbəʊ| 是一款高性能、轻量级的开源Java RPC框架，它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。
dubbo官网 http://dubbo.apache.org/zh-cn/index.html

服务提供者（Provider）：暴露服务的服务提供方，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（Consumer）：调用远程服务的服务消费方，服务消费者在启动时，向注册中心订阅自己所需的服务，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。
注册中心（Registry）：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
监控中心（Monitor）：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
调用关系说明
l 服务容器负责启动，加载，运行服务提供者。
l 服务提供者在启动时，向注册中心注册自己提供的服务。
l 服务消费者在启动时，向注册中心订阅自己所需的服务。
l 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。
l 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。
l 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

15.3.1Zookeeper介绍

Zoookeeper是什么？
官方文档上这么解释zookeeper，它是一个分布式服务框架，是Apache Hadoop 的一个子项目，它主要是用来解决分布式应用中经常遇到的一些数据管理问题，如：统一命名服务、状态同步服务、集群管理、分布式应用配置项的管理等。
上面的解释有点抽象，简单来说zookeeper=文件系统+监听通知机制。
①.文件系统
Zookeeper维护一个类似文件系统的数据结构

每个子目录项如 NameService 都被称作为 znode(目录节点)，和文件系统一样，我们能够自由的增加、删除znode，在一个znode下增加、删除子znode，唯一的不同在于znode是可以存储数据的。
有四种类型的znode：

• PERSISTENT-持久化目录节点
  客户端与zookeeper断开连接后，该节点依旧存在
• PERSISTENT_SEQUENTIAL-持久化顺序编号目录节点
  客户端与zookeeper断开连接后，该节点依旧存在，只是Zookeeper给该节点名称进行顺序编号
• EPHEMERAL-临时目录节点
  -客户端与zookeeper断开连接后，该节点被删除
• EPHEMERAL_SEQUENTIAL-临时顺序编号目录节点
  客户端与zookeeper断开连接后，该节点被删除，只是Zookeeper给该节点名称进行顺序编号

2、 监听通知机制
客户端注册监听它关心的目录节点，当目录节点发生变化（数据改变、被删除、子目录节点增加删除）时，zookeeper会通知客户端。
就这么简单，下面我们看看Zookeeper能做点什么呢？
Zookeeper能做什么
zookeeper功能非常强大，可以实现诸如分布式应用配置管理、统一命名服务、状态同步服务、集群管理等功能，我们这里拿比较简单的分布式应用配置管理为例来说明。
假设我们的程序是分布式部署在多台机器上，如果我们要改变程序的配置文件，需要逐台机器去修改，非常麻烦，现在把这些配置全部放到zookeeper上去，保存在 zookeeper 的某个目录节点中，然后所有相关应用程序对这个目录节点进行监听，一旦配置信息发生变化，每个应用程序就会收到 zookeeper 的通知，然后从 zookeeper 获取新的配置信息应用到系统中。

如上，你大致应该了解zookeeper是个什么东西，大概能做些什么了，我们马上来学习下zookeeper的安装及使用

15.3.2windows下安装zookeeper

1、下载zookeeper ：地址http://mirror.bit.edu.cn/apache/zookeeper/zookeeper-3.7.2/ 选择bin.tar.gz虽然是linux但是也能用， 我们下载3.7.2 ， 最新版！解压zookeeper
2、运行/bin/zkServer.cmd ，初次运行会报错，没有zoo.cfg配置文件；
可能遇到问题：闪退 !
解决方案：编辑zkServer.cmd文件末尾添加pause 。这样运行出错就不会退出，会提示错误信息，方便找到原因。

3、修改zoo.cfg配置文件
将conf文件夹下面的zoo_sample.cfg复制一份改名为zoo.cfg即可。
注意几个重要位置：
dataDir=./ 临时数据存储的目录（可写相对路径）
clientPort=2181 zookeeper的端口号
修改完成后再次启动zookeeper

4、使用zkCli.cmd测试
ls /：列出zookeeper根下保存的所有节点

[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 4] ls /
[zookeeper]

create –e /guo123：创建一个guo节点，值为123

15.3.2window下安装dubbo-admin

dubbo本身并不是一个服务软件。它其实就是一个jar包，能够帮你的java程序连接到zookeeper，并利用zookeeper消费、提供服务。
但是为了让用户更好的管理监控众多的dubbo服务，官方提供了一个可视化的监控程序dubbo-admin，不过这个监控即使不装也不影响使用。
我们这里来安装一下：
1、下载dubbo-admin
地址 ：https://github.com/apache/dubbo-admin/tree/develop
2、解压进入目录
修改 dubbo-admin-0.6.0-release\dubbo-admin-server\src\main\resources 指定zookeeper地址 和端口

server.port=38080

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

3、在项目目录下打包dubbo-admin
手动分割-----------------------
第一次打包的过程有点慢，需要耐心等待！直到成功！好像会报错，用idea打开打包吧，好像也不行

还是错误，直接超博客：

<plugin>
  
  <groupId>org.springframework.bootgroupId>
  <artifactId>spring-boot-maven-pluginartifactId>
plugin>


<plugin>
  <groupId>org.apache.maven.pluginsgroupId>
  <artifactId>maven-surefire-pluginartifactId>
  <version>2.22.1version>
  <configuration>
    <skipTests>trueskipTests>
  configuration>
plugin>

手动分割-----------------------
4、执行 dubbo-admin\target 下的dubbo-admin-0.0.1-SNAPSHOT.jar

java -jar dubbo-admin-0.7.0-SNAPSHOT.jar

【注意：zookeeper的服务一定要打开！】
执行完毕，我们去访问一下 http://localhost:38080/ ， 但是没有页面，可能是ui没开，所以cd dubbo-admin-ui 执行 npm install 和 npm run dev
妈的，新版前后端分离，不是一个端口，要访问http://localhost:38082/
写一个脚本吧，一次开启前后端

@echo off  

:: 开启第一个CMD窗口并执行命令  

start cmd /k "cd F:\enviroment\zookeeper-3.7.2\apache-zookeeper-3.7.2-bin && java -jar dubbo-admin-0.7.0-SNAPSHOT.jar"  


:: 开启第二个CMD窗口并执行命令  

start cmd /k "cd F:\enviroment\dubbo-admin-develop\dubbo-admin-ui && npm run dev"

这时候我们需要输入登录账户和密码，我们都是默认的root-root；
登录成功后，查看界面

15.4SpringBoot + Dubbo + zookeeper

15.4.1框架搭建

1. 启动zookeeper ！
2. IDEA创建一个空项目；
3.创建一个模块，实现服务提供者：provider-server ， 选择web依赖即可
4.项目创建完毕，我们写一个服务，比如卖票的服务；
编写接口

package com.example.service;

public interface TicketService {
    public String getTicket();
}

编写实现类

package com.example.service;

public class TicketServiceImpl implements TicketService {
    @Override
    public String getTicket() {
        return "《狂神说Java》";
    }
}

5.创建一个模块，实现服务消费者：consumer-server ， 选择web依赖即可
6.项目创建完毕，我们写一个服务，比如用户的服务；
编写service

package com.example.service;

public class UserService {
    //我们需要去拿去注册中心的服务
}

需求：现在我们的用户想使用买票的服务，这要怎么弄呢 ？这是两个项目，端口都不一样，所以就需要下面的操作：

15.4.2服务提供者

1、将服务提供者注册到注册中心，我们需要整合Dubbo和zookeeper，所以需要导包
我们从dubbo官网进入github，看下方的帮助文档，找到dubbo-springboot，找到依赖包

<dependency>
  <groupId>org.apache.dubbogroupId>
  <artifactId>dubbo-spring-boot-starterartifactId>
  <version>2.7.3version>
dependency>

zookeeper的包我们去maven仓库下载，zkclient；

<dependency>
  <groupId>com.github.sgroschupfgroupId>
  <artifactId>zkclientartifactId>
  <version>0.1version>
dependency>

【新版的坑】zookeeper及其依赖包，解决日志冲突，还需要剔除日志依赖；

<dependency>
  <groupId>org.apache.curatorgroupId>
  <artifactId>curator-frameworkartifactId>
  <version>2.12.0version>
dependency>
<dependency>
  <groupId>org.apache.curatorgroupId>
  <artifactId>curator-recipesartifactId>
  <version>2.12.0version>
dependency>
<dependency>
  <groupId>org.apache.zookeepergroupId>
  <artifactId>zookeeperartifactId>
  <version>3.4.14version>
  
  <exclusions>
    <exclusion>
      <groupId>org.slf4jgroupId>
      <artifactId>slf4j-log4j12artifactId>
    exclusion>
  exclusions>
dependency>

2、在springboot配置文件中配置dubbo相关属性！

#当前应用名字
dubbo.application.name=provider-server
#注册中心地址
dubbo.registry.address=zookeeper://127.0.0.1:2181
#扫描指定包下服务
dubbo.scan.base-packages=com.guo.provider.service

3、在service的实现类中配置服务注解，发布服务！注意导包问题,因为这里的Service注解需要导入的是dubbo中的注解，而不是spring的注解,所以要把其注入就要用Componet，不过最新版本的好像已经解决这个问题：一个新的注解@DubboService

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

@Service //将服务发布出去
@Component //放在容器中
public class TicketServiceImpl implements TicketService {
    @Override
    public String getTicket() {
        return "《狂神说Java》";
    }
}

逻辑理解 ：应用启动起来，dubbo就会扫描指定的包下带有@component注解的服务，将它发布在指定的注册中心中！
运行 zookeeper 和 provider，打开监控查看(dubbo-admin)

15.4.3服务消费者

1.导入依赖，和之前的依赖一样；

<dependency>
  <groupId>org.apache.dubbogroupId>
  <artifactId>dubbo-spring-boot-starterartifactId>
  <version>2.7.3version>
dependency>


<dependency>
  <groupId>com.github.sgroschupfgroupId>
  <artifactId>zkclientartifactId>
  <version>0.1version>
dependency>

<dependency>
  <groupId>org.apache.curatorgroupId>
  <artifactId>curator-frameworkartifactId>
  <version>2.12.0version>
dependency>
<dependency>
  <groupId>org.apache.curatorgroupId>
  <artifactId>curator-recipesartifactId>
  <version>2.12.0version>
dependency>
<dependency>
  <groupId>org.apache.zookeepergroupId>
  <artifactId>zookeeperartifactId>
  <version>3.4.14version>
  
  <exclusions>
    <exclusion>
      <groupId>org.slf4jgroupId>
      <artifactId>slf4j-log4j12artifactId>
    exclusion>
  exclusions>
dependency>

2.配置参数

server.port=8002
#当前应用名字
dubbo.application.name=consumer-server
#注册中心地址
dubbo.registry.address=zookeeper://127.0.0.1:2181

3.本来正常步骤是需要将服务提供者的接口打包，然后用pom文件导入，我们这里使用简单的方式，直接将服务的接口拿过来，路径必须保证正确，即和服务提供者相同；

1. 完善消费者的服务类

package com.example.service;

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

@Service //注意是spring的 而不是 dubbo的
public class UserService {

    @Reference //远程引用指定的服务，他会按照全类名进行匹配，看谁给注册中心注册了这个全类名
    TicketService ticketService;

    public void buyTicket() {
        String ticket = ticketService.getTicket();
        System.out.println("在注册中心买到" + ticket);
    }
}

5.测试类编写

package com.example;

import com.example.service.UserService;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;

@SpringBootTest
class ZookeeperConsumerApplicationTests {

    @Autowired
    UserService userService;

    @Test
    void contextLoads() {
        userService.buyTicket();
    }

}

展望未来

微服务架构问题：
分布式架构会遇到的四个核心问题：
1.这么多的服务，客户端该如何去访问？
2.这么多的服务，服务器之间如何进行通信？
3.这么多的服务，该如何管理和治理？
4.服务挂了，怎么办？
解决方案：
SpringCloud，是一套生态，就是来解决以上分布式架构的四个问题
想使用SpringCloud，必须要掌握Springboot，因为它是基于SpirngBoot的
1.SpringCloud NetFlix，出了一套解决方案
2.Apcahe Dubbo zookeeper 第二套解决方案
API：没有，要么找第三方，要么自己实现
Dubbo是一个高性能的基于java实现的RPC通信框架
服务注册与发现，zookeeper，没有熔断机制，借助了Hystrix
3.SpringCloud Alibaba 一站式解决方案！