一.基础知识

1.分布式基础理论

1.1什么是分布式系统

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(distributed system)是建立在网络之上的软件系统。

随着互联网的发展，网络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已经势在必行，急需一个治理系统确保架构有条不紊的演进。

1.2发展演变

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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。

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，提升效率的方法之一是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)是关键。
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1.3RPC

什么叫RPC
RPC（Remote Procedure Call）是指远程过程调用，是一种进程建通信方式，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，而不用程序员显示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。
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RPC两个核心模块：通讯 序列化
RPC框架有很多如：
dubbo gPRC Thrift HSF（high speed service framework）

2.dubbo核心概念

2.1简介

Apache Dubbo 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：面向接口的远程调用方法，只能容错和负载均衡，以及服务自动注册和发现。

官网：http://dubbo.apache.org/zh-cn/

Dubbo - 图6

节点角色说明
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

调用关系说明
  1. 服务容器负责启动，加载，运行服务提供者。
  2. 服务提供者在启动时，向注册中心注册自己提供的服务。
  3. 服务消费者在启动时，向注册中心订阅自己所需的服务。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。

Dubbo 架构具有以下几个特点，分别是连通性、健壮性、伸缩性、以及向未来架构的升级性。

连通性

  • 注册中心负责服务地址的注册与查找，相当于目录服务，服务提供者和消费者只在启动时与注册中心交互，注册中心不转发请求，压力较小
  • 监控中心负责统计各服务调用次数，调用时间等，统计先在内存汇总后每分钟一次发送到监控中心服务器，并以报表展示
  • 服务提供者向注册中心注册其提供的服务，并汇报调用时间到监控中心，此时间不包含网络开销
  • 服务消费者向注册中心获取服务提供者地址列表，并根据负载算法直接调用提供者，同时汇报调用时间到监控中心，此时间包含网络开销
  • 注册中心，服务提供者，服务消费者三者之间均为长连接，监控中心除外
  • 注册中心通过长连接感知服务提供者的存在，服务提供者宕机，注册中心将立即推送事件通知消费者
  • 注册中心和监控中心全部宕机，不影响已运行的提供者和消费者，消费者在本地缓存了提供者列表

  • 注册中心和监控中心都是可选的，服务消费者可以直连服务提供者

    健壮性

  • 监控中心宕掉不影响使用，只是丢失部分采样数据

  • 数据库宕掉后，注册中心仍能通过缓存提供服务列表查询，但不能注册新服务
  • 注册中心对等集群，任意一台宕掉后，将自动切换到另一台
  • 注册中心全部宕掉后，服务提供者和服务消费者仍能通过本地缓存通讯
  • 服务提供者无状态，任意一台宕掉后，不影响使用

  • 服务提供者全部宕掉后，服务消费者应用将无法使用，并无限次重连等待服务提供者恢复

    伸缩性

  • 注册中心为对等集群，可动态增加机器部署实例，所有客户端将自动发现新的注册中心

  • 服务提供者无状态，可动态增加机器部署实例，注册中心将推送新的服务提供者信息给消费者

    升级性

    当服务集群规模进一步扩大，带动IT治理结构进一步升级，需要实现动态部署，进行流动计算，现有分布式服务架构不会带来阻力。下图是未来可能的一种架构：
    Dubbo - 图7
    节点角色说明
    | 节点 | 角色说明 | | —- | —- | | Deployer | 自动部署服务的本地代理 | | Repository | 仓库用于存储服务应用发布包 | | Scheduler | 调度中心基于访问压力自动增减服务提供者 | | Admin | 统一管理控制台 | | 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 |