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Dubbo

Ynthm Wang 收录于 微服务
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Apache Dubbo™ 是一款高性能Java RPC框架

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。

服务发现

服务发现，即消费端自动发现服务地址列表的能力，是微服务框架需要具备的关键能力，借助于自动化的服务发现，微服务之间可以在无需感知对端部署位置与 IP 地址的情况下实现通信。

实现服务发现的方式有很多种，Dubbo 提供的是一种 Client-Based 的服务发现机制，通常还需要部署额外的第三方注册中心组件来协调服务发现过程，如常用的 Nacos、Consul、Zookeeper 等，Dubbo 自身也提供了对多种注册中心组件的对接，用户可以灵活选择。

/images/dubbo/architecture.png

RPC 通信协议

Dubbo3 提供了 Triple(Dubbo3)、Dubbo2 协议，这是 Dubbo 框架的原生协议。除此之外，Dubbo3 也对众多第三方协议进行了集成，并将它们纳入 Dubbo 的编程与服务治理体系， 包括 gRPC、Thrift、JsonRPC、Hessian2、REST 等。以下重点介绍 Triple 与 Dubbo2 协议。

Dubbo3 与 Dubbo2 的服务发现配置是完全一致的，不需要改动什么内容。但就实现原理上而言，Dubbo3 引入了全新的服务发现模型 - 应用级服务发现， 在工作原理、数据格式上已完全不能兼容老版本服务发现。

  • Dubbo3 应用级服务发现，以应用粒度组织地址数据
  • Dubbo2 接口级服务发现，以接口粒度组织地址数据

Dubbo3 引入的应用级服务发现主要有以下优势

  • 适配云原生微服务变革。云原生时代的基础设施能力不断向上释放，像 Kubernetes 等平台都集成了微服务概念抽象，Dubbo3 的应用级服务发现是适配各种微服务体系的通用模型。
  • 提升性能与可伸缩性。支持超大规模集群的服务治理一直以来都是 Dubbo 的优势，通过引入应用级服务发现模型，从本质上解决了注册中心地址数据的存储与推送压力，相应的 Consumer 侧的地址计算压力也成数量级下降；集群规模也开始变得可预测、可评估（与 RPC 接口数量无关，只与实例部署规模相关）。

多协议暴露服务

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<?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://dubbo.apache.org/schema/dubbo"
    xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-4.3.xsd http://dubbo.apache.org/schema/dubbo http://dubbo.apache.org/schema/dubbo/dubbo.xsd">
    <dubbo:application name="world"  />
    <dubbo:registry id="registry" address="10.20.141.150:9090" username="admin" password="hello1234" />
    <!-- 多协议配置 -->
    <dubbo:protocol name="dubbo" port="20880" />
    <dubbo:protocol name="hessian" port="8080" />
    <!-- 使用多个协议暴露服务 -->
    <dubbo:service id="helloService" interface="com.alibaba.hello.api.HelloService" version="1.0.0" protocol="dubbo,hessian" />
</beans>

配置管理

Dubbo配置主要分为几大类： 启动阶段配置项、服务治理规则、动态配置项。

启动阶段配置项

Dubbo启动时读取的配置项，用于初始化各个组件，不会监听这些配置项的变化。

  • API配置
  • XML配置
  • Annotation配置
  • 属性配置

服务治理规则

服务治理规则主要作用是改变运行时服务的行为和选址逻辑，达到限流，权重配置等目的，包括覆盖规则、标签路由、条件路由。

Dubbo启动后监听服务治理相关的配置项，当配置发生变化时，会自动进行相应的处理。

动态配置项

动态配置项一般用于控制动态开关。

Dubbo启动后监听动态配置项，当配置发生变化时，会自动进行相应的处理。

动态配置的存储方式请参考 配置中心#动态配置

部署架构（注册中心 配置中心 元数据中心）

作为一个微服务框架，Dubbo sdk 跟随着微服务组件被部署在分布式集群各个位置，为了在分布式环境下实现各个微服务组件间的协作， Dubbo 定义了一些中心化组件，这包括：

  • 注册中心。协调 Consumer 与 Provider 之间的地址注册与发现
  • 配置中心。
    • 存储 Dubbo 启动阶段的全局配置，保证配置的跨环境共享与全局一致性
    • 负责服务治理规则（路由规则、动态配置等）的存储与推送。
  • 元数据中心。 接收 Provider 上报的服务接口元数据，为 Admin 等控制台提供运维能力（如服务测试、接口文档等） 作为服务发现机制的补充，提供额外的接口/方法级别配置信息的同步能力，相当于注册中心的额外扩展

扩展性

Dubbo 通过 SPI 机制提供了非常灵活的可扩展性

https://dubbo.apache.org/zh/docs/concepts/extensibility/

集群容错

在集群调用失败时，Dubbo 提供了多种容错方案，缺省为 failover 重试。

负载均衡

在集群负载均衡时，Dubbo 提供了多种均衡策略，缺省为 random 随机调用。

具体实现上，Dubbo 提供的是客户端负载均衡，即由 Consumer 通过负载均衡算法得出需要将请求提交到哪个 Provider 实例。

Random

  • 加权随机，按权重设置随机概率。
  • 在一个截面上碰撞的概率高，但调用量越大分布越均匀，而且按概率使用权重后也比较均匀，有利于动态调整提供者权重。
  • 缺点：存在慢的提供者累积请求的问题，比如：第二台机器很慢，但没挂，当请求调到第二台时就卡在那，久而久之，所有请求都卡在调到第二台上。

RoundRobin

  • 加权轮询，按公约后的权重设置轮询比率，循环调用节点
  • 缺点：同样存在慢的提供者累积请求的问题。

LeastActive

  • 加权最少活跃调用优先，活跃数越低，越优先调用，相同活跃数的进行加权随机。活跃数指调用前后计数差（针对特定提供者：请求发送数 - 响应返回数），表示特定提供者的任务堆积量，活跃数越低，代表该提供者处理能力越强。
  • 使慢的提供者收到更少请求，因为越慢的提供者的调用前后计数差会越大；相对的，处理能力越强的节点，处理更多的请求。

ShortestResponse

  • 加权最短响应优先，在最近一个滑动窗口中，响应时间越短，越优先调用。相同响应时间的进行加权随机。
  • 使得响应时间越快的提供者，处理更多的请求。
  • 缺点：可能会造成流量过于集中于高性能节点的问题。

这里的响应时间 = 某个提供者在窗口时间内的平均响应时间，窗口时间默认是 30s。

ConsistentHash

  • 一致性 Hash，相同参数的请求总是发到同一提供者。
  • 当某一台提供者挂时，原本发往该提供者的请求，基于虚拟节点，平摊到其它提供者，不会引起剧烈变动。
  • 算法参见：Consistent Hashing | WIKIPEDIA
  • 缺省只对第一个参数 Hash，如果要修改，请配置 <dubbo:parameter key="hash.arguments" value="0,1" />
  • 缺省用 160 份虚拟节点，如果要修改，请配置 <dubbo:parameter key="hash.nodes" value="320" />

Protobuf

使用 IDL 定义服务 当前 Dubbo 的服务定义和具体的编程语言绑定，没有提供一种语言中立的服务描述格式，比如 Java 就是定义 Interface 接口，到了其他语言又得重新以另外的格式定义一遍。 2.7.5 版本通过支持 Protobuf IDL 实现了语言中立的服务定义。

日后，不论我们使用什么语言版本来开发 Dubbo 服务，都可以直接使用 IDL 定义如下服务

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syntax = "proto3";

option java_multiple_files = true;
option java_package = "org.apache.dubbo.demo";
option java_outer_classname = "DemoServiceProto";
option objc_class_prefix = "DEMOSRV";

package demoservice;

// The demo service definition.
service DemoService {
  rpc SayHello (HelloRequest) returns (HelloReply) {}
}

// The request message containing the user's name.
message HelloRequest {
  string name = 1;
}

// The response message containing the greetings
message HelloReply {
  string message = 1;
}
更新于 2022-03-28
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