1. 分布式理论基础

1.1 什么是分布式系统

《分布式系统原理与范型》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（distributed system）是建立在网络之上的软件系统。

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，亟需一个治理系统确保架构有条不紊的演进。

1.2 发展演变

image.png

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. 不利于维护升级

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。
image.png
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。

image.png

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**。
image.png

1.3 RPC

RPC定义

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。

RPC 基本原理

image.png
RPC 有两个核心模块建立通信和序列化。

序列化效率：二进制流 > json > xml

市面上的 RPC 框架：dubbo、gRPC、Thrift、HSF

2. Dubbo 核心概念

2.1 简介

Apache Dubbo (incubating) |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：

  1. 面向接口的远程方法调用
  2. 智能容错和负载均衡
  3. 以及服务自动注册和发现。

dubbo 特性
image.png关于灰度发布：
灰度发布（又名金丝雀发布**）是指在黑与白之间，能够平滑过渡的一种发布方式。

在其上可以进行A/B testing，即让一部分用户继续用产品特性A，一部分用户开始用产品特性B，如果用户对B没有什么反对意见，那么逐步扩大范围，把所有用户都迁移到B上面来。灰度发布可以保证整体系统的稳定，在初始灰度的时候就可以发现、调整问题，以保证其影响度。灰度期：灰度发布开始到结束期间的这一段时间，称为灰度期。

2.2 基本概念

image.png

  • 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
  • Container：指的是dubbo框架容器

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。

3. Dubbo 环境搭建

3.1 【windows】-安装zookeeper

1、下载zookeeper
网址 https://archive.apache.org/dist/zookeeper/zookeeper-3.4.13/
2、解压zookeeper
解压运行zkServer.cmd ，初次运行会报错，没有zoo.cfg配置文件
3、修改zoo.cfg配置文件
将conf下的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
create –e /atguigu 123``：创建一个atguigu节点，值为123
get /atguigu``：获取/atguigu节点的值

3.2 【windows】-安装dubbo-admin管理控制台

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。所以你不用在 Linux上 启动什么 dubbo 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，不过这个监控即使不装也不影响使用。


1.下载dubbo-admin
https://github.com/apache/incubator-dubbo-ops
image.png
2.进入目录，修改 ubbo-admin 配置
修改 src\main\resources\application.properties 指定 zookeeper 地址

3.打包dubbo-admin
mvn clean package -Dmaven.test.skip=true

4.运行 dubbo-admin
java -jar dubbo-admin-0.0.1-SNAPSHOT.jar

注意：【有可能控制台看着启动了，但是网页打不开，需要在控制台按下ctrl+c即可】
默认使用root/root 登陆
image.png

3.3 Linux 安装 zookeeper

安装 jdk

1、下载jdk
http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/jdk8-downloads-2133151.html
image.png

不要使用wget命令获取jdk链接，这是默认不同意，导致下载来的jdk压缩内容错误

2、上传到服务器并解压image.png


3、设置环境变量
/usr/local/java/jdk1.8.0_171
image.png
文件末尾加入下面配置

  1. export JAVA_HOME=/usr/local/java/jdk1.8.0_171
  2. export JRE_HOME=${JAVA_HOME}/jre
  3. export CLASSPATH=.:${JAVA_HOME}/lib:${JRE_HOME}/lib
  4. export PATH=${JAVA_HOME}/bin:$PATH

image.png

4、使环境变量生效&测试JDK
image.png

安装 zookeeper

1、下载zookeeper
网址 https://archive.apache.org/dist/zookeeper/zookeeper-3.4.11/
wget https://archive.apache.org/dist/zookeeper/zookeeper-3.4.11/zookeeper-3.4.11.tar.gz

2、解压
tar -zxvf zookeeper-3.4.11.tar.tz

3、移动到指定位置并改名为zookeeper
image.png

image.png


开机启动zookeeper

_1）复制如下脚本

  1. #!/bin/bash
  2. #chkconfig:2345 20 90
  3. #description:zookeeper
  4. #processname:zookeeper
  5. ZK_PATH=/usr/local/zookeeper
  6. export JAVA_HOME=/usr/local/java/jdk1.8.0_171
  7. case $1 in
  8.          start) sh  $ZK_PATH/bin/zkServer.sh start;;
  9.          stop)  sh  $ZK_PATH/bin/zkServer.sh stop;;
  10.          status) sh  $ZK_PATH/bin/zkServer.sh status;;
  11.          restart) sh $ZK_PATH/bin/zkServer.sh restart;;
  12.          *)  echo "require start|stop|status|restart"  ;;
  13. esac

image.png

2）把脚本注册为Service
image.png

3）增加权限
image.png

4、配置zookeeper
1、初始化zookeeper配置文件
拷贝/usr/local/zookeeper/conf/zoo_sample.cfg 到同一个目录下改个名字叫 zoo.cfg
image.png

2、启动zookeeper
image.png


3.4【linux】-安装dubbo-admin管理控制台

1.安装Tomcat8（旧版dubbo-admin是war，新版是jar不需要安装Tomcat）
1、下载Tomcat8并解压
https://tomcat.apache.org/download-80.cgi
wget http://mirrors.shu.edu.cn/apache/tomcat/tomcat-8/v8.5.32/bin/apache-tomcat-8.5.32.tar.gz

2、解压移动到指定位置
tar -zxvf apache-tomcat-8.5.32.tar.gz

3、开机启动tomcat8
vim /etc/init.d/tomcat8

复制如下脚本

  1. #!/bin/bash
  2. #chkconfig:2345 21 90
  3. #description:apache-tomcat-8
  4. #processname:apache-tomcat-8
  5. CATALANA_HOME=/opt/apache-tomcat-8.5.32
  6. export JAVA_HOME=/opt/java/jdk1.8.0_171
  7. case $1 in
  8. start)
  9.     echo "Starting Tomcat..."  
  10.     $CATALANA_HOME/bin/startup.sh
  11.     ;;
  12. stop)
  13.     echo "Stopping Tomcat..."  
  14.     $CATALANA_HOME/bin/shutdown.sh
  15.     ;;
  16. restart)
  17.     echo "Stopping Tomcat..."  
  18.     $CATALANA_HOME/bin/shutdown.sh
  19.     sleep 2
  20.     echo  
  21.     echo "Starting Tomcat..."  
  22.     $CATALANA_HOME/bin/startup.sh
  23.     ;;
  24. *)
  25.     echo "Usage: tomcat {start|stop|restart}"  
  26.     ;; esac

4、注册服务&添加权限

  1. chkconfig --add tomcat8
  2. chmod +x tomcat8

5、启动服务&访问tomcat测试
image.png
image.png

2、安装dubbo-admin（监控的控制台）
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。所以你不用在Linux上启动什么dubbo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，不过这个监控即使不装也不影响使用。

1、下载dubbo-admin
https://github.com/apache/incubator-dubbo-ops
image.png
2、进入目录，修改dubbo-admin配置
修改 src\main\resources\application.properties 指定zookeeper地址
image.png

3、打包dubbo-admin
mvn clean package -Dmaven.test.skip=true

4、运行dubbo-admin
java -jar dubbo-admin-0.0.1-SNAPSHOT.jar
登录网址：http://localhost:7001/
默认使用root/root 登陆


3.5【Mac】-安装zookeeper

  1. brew install zookeeper
  2. 安装后 zookeeper 配置文件位置：/usr/local/etc/zookeeper
  3. zookeeper 端口号：2182
  4. 启动服务 zkServer start zk0.cfg
  5. 查看是否启动
  6. zkServer status zk0.cfg 或 telnet 127.0.0.1 2181 stat
  7. 关闭 zkServer stop zk0.cfg
  8. 连接到客户端 zkCli
  9. 创建临时节点：create -e /zcq 123456
  10. 查看节点： ls /
  11. 获取节点的值：get /zcq


4. dubbo-helloworld

4.1. 提出需求

某个电商系统，订单服务需要调用用户服务获取某个用户的所有地址；我们现在 需要创建两个服务模块进行测试

模块 功能
订单服务web模块 创建订单等
用户服务service模块 查询用户地址等

测试预期结果：
订单服务web模块在A服务器，用户服务模块在B服务器，A可以远程调用B的功能。

4.2 工程架构

根据 dubbo《服务化最佳实践》

1、分包
建议将服务接口，服务模型，服务异常等均放在 API 包中，因为服务模型及异常也是 API 的一部分，同时，这样做也符合分包原则：重用发布等价原则(REP)，共同重用原则(CRP)。

如果需要，也可以考虑在 API 包中放置一份 spring 的引用配置，这样使用方，只需在 spring 加载过程中引用此配置即可，配置建议放在模块的包目录下，以免冲突，如：com/alibaba/china/xxx/dubbo-reference.xml。

2、粒度

  • 服务接口尽可能大粒度，每个服务方法应代表一个功能，而不是某功能的一个步骤，否则将面临分布式事务问题，Dubbo 暂未提供分布式事务支持。
  • 服务接口建议以业务场景为单位划分，并对相近业务做抽象，防止接口数量爆炸。
  • 不建议使用过于抽象的通用接口，如：Map query(Map)，这样的接口没有明确语义，会给后期维护带来不便。

image.png


4.3 创建模块

1、gmall-interface：公共接口层（model，service，exception…）

作用：定义公共接口，也可以导入公共依赖
1、Bean模型
public class UserAddress implements Serializable{
 
  1. **private **Integer **id**;<br />
  2. **private **String **userAddress**;<br />
  3. **private **String **userId**;<br />
  4. **private **String **consignee**;<br />
  5. **private **String **phoneNum**;<br />
  6. **private **String **isDefault**;<br />} |

| 3、Service接口
UserService
public List getUserAddressList(String userId) | | image.png |

2、gmall-user：用户模块（对用户接口的实现）

1、pom.xml


com.atguigu.dubbo
gmall-interface
0.0.1-SNAPSHOT
2、Service
public class UserServiceImpl implements UserService {

@Override
public List getUserAddressList(String userId) {
return userAddressDao.getUserAddressById(userId);
}
}

4、gmall-order-web：订单模块（调用用户模块）

1、pom.xml


com.atguigu.dubbo
gmall-interface
0.0.1-SNAPSHOT
2、测试
public class OrderService {

UserService userService;

/
初始化订单，查询用户的所有地址并返回
 @param userId
* @return
*/
public List initOrder(String userId){
return** userService.getUserAddressList(userId);
}
}

现在这样是无法进行调用的。我们gmall-order-web引入了gmall-interface，但是interface的实现是gmall-user，我们并没有引入，而且实际他可能还在别的服务器中。


4.4使用dubbo改造

1、改造gmall-user作为服务提供者image.png

2、改造gmall-order-web作为服务消费者
image.png

3、测试调用
访问gmall-order-web的initOrder请求，会调用UserService获取用户地址；
调用成功。说明我们order已经可以调用远程的UserService了；

_4、注解版
image.png

5. 监控中心

5.1 dubbo-admin

图形化的服务管理页面；安装时需要指定注册中心地址，即可从注册中心中获取到所有的提供者/消费者进行配置管理

5.2 dubbo-monitor-simple

简单的监控中心；
1.安装
image.png
**2、监控中心配置

所有服务配置连接监控中心，进行监控统计

Simple Monitor 挂掉不会影响到 Consumer 和 Provider 之间的调用，所以用于生产环境不会有风险。
Simple Monitor 采用磁盘存储统计信息，请注意安装机器的磁盘限制，如果要集群，建议用mount共享磁盘。

6. 整合SpringBoot

image.png