dubbo+zookeeper构建微服务架构

xiaoxiao2022-07-05 155

微服务架构成了当下的技术热点，实现微服务是要付出很大成本的，但也许是因为微服务的优点太过于吸引人，以至于大部分开发者都将它当成未来的发展趋势。

微服务架构的演进过程 dubbo的用户手册中介绍了服务化架构的进化过程，如下图：

图一、服务化架构的演进过程

1.orm – 单一应用架构一个高内聚版本，所有功能部署在一起。数据访问框架（orm）成为关键。这个架构很少被人使用，几乎接近灭绝了吧。优点：成本低，适合功能少又简单缺点：很多，比如无法适应高流量，二次开发难，部署成本高 2.mvc架构－垂直应用架构当访问量渐渐增大，慢慢演化成用的很多的mvc架构。虽然还是所有的功能都是部署在同一个进程中，但是可以通过双机或者前置负载均衡来实现负载分流。这样应用也可以拆分成不同的几个应用，以提升性能和效率。此时，mvc架构用于分离前后端逻辑。一方面，有一定的模块化。另一方面，加速和方便了开发。 3.rpc架构－分布式服务架构当mvc垂直应用分成不同应用时，越来越多的情况下。不可避免的事应用a与应用b之间的交互。此时将核心和公共的业务功能抽出来，作为单独的服务，并实现前后端逻辑分离。此时则就需要提高业务的复用及整合的分布式rpc框架，例如dubbo等。 4.soa架构－流动计算架构当rpc架构中的服务越来越多时，服务的生命周期的管控，容量的评估等各种问题会出现，使服务化成为瓶颈。需要增加一个调度中心来进行对服务管控，监督等。 5.微服务架构在soa的基础上，人们又提出了微服务架构，它就是将功能分散到各个离散的服务中然后实现对方案的解耦。服务更原子，自治更小，然后高密度部署服务。微服务的技术关注点要实现一个微服务的架构，我们需要关注的技术点包括：服务注册、发现、负载均衡和健康检查，前端路由(网关)，容错，服务框架的选择，动态配置管理等模块。这些模块可以组成一个简化的微服务架构图如下：

图二、简化的微服务架构图

笔者使用蚂蚁金融云有一年的时间，蚂蚁金服通过蚂蚁金融云输出了积累多年的技术组件。给其他企业的服务化体系和框架建设提供了很好的设计思路。除了微服务所需要的基础组件之外，还提供了分布式消息组件，分库分表组件，分布式调度组件等企业开发常用的中间件。根据蚂蚁金融云的设计思路，一个网站的基础组件架构图如下：

图三、网站的基础组件架构图

可惜蚂蚁金融云中的产品并不是开源的，一个企业想拥有属于自己的网站架构，就要选出最适合的开源的服务框架实现这些组件，从而使后续开发者更关注于业务逻辑实现。这些组件的实现方式以后有时间的话会一一讲解，这篇文章接下来先介绍一下dubbo+zookeeper来实现微服务中的前端服务、后端通用服务、服务注册中心中所涉及到的功能。使用dubbo+zookeeper实现简化的微服务架构 dubbo是一个分布式服务框架，是阿里巴巴SOA服务化治理方案的核心框架。zookeeper是一个为分布式应用提供一致性服务的软件，提供的功能包括：配置维护、域名服务、分布式同步、组服务等。zookeeper可以作为dubbo服务的注册中心，两者结合起来可以实现微服务中的服务注册、发现、负载均衡和健康检查，容错，动态配置管理的功能。由于dubbo没有提供前端路由的功能，所以我们还需实现一个具备监控、安全认证、限流、服务反向路由功能的网关组件才能实现完整的微服务。这个组件实现起来比较复杂，在这篇文章中不做介绍，我们先用springMVC将dubbo服务暴露成浏览器可访问的http接口。第一步：zookeeper集群的部署使用zookeeper作为dubbo的注册中心，部署起来并不麻烦。为了保持注册中心的高可用性，在生产环境下我们需要配置多个zookeeper协同运行。在集群模式下，zookeeper会基于Paxos算法从集群中选择一台作为leader，其他机器作为follower，注册中心的数据都以leader为准。一台zk机器成为leader的条件是超过这台机器是可用的，且被超过半数的机器选举为leader。基于这种实现方式，我们选择zk集群的数量时最好为奇数个，最少为3个，这样只要有超过半数的zk机器存活那注册中心就是可用的。注：如果我们选择2台机器作为zk的集群，那只要有一台zk挂掉，另一台机器就无法得到超过半数的选票，那么这个zk集群就直接失效了。因此选2台机器作为zk集群的稳定性在理论上不如一台机器作为注册中心的稳定性。以3台机器作为zk集群为例，每台zk的具体部署方式为： 1、下载安装包并解压到安装目录，zookeeper安装包的下载地址为：http://www.apache.org/dist/zookeeper/ 2、进入解压目录的conf文件夹，配置zookeeper启动的基本参数。在conf文件夹下有一个 zoo_sample.cfg的文件，是zk启动的配置样例，zookeeper进程在启动的时候会找zoo.cfg文件作为默认的配置文件，所以我们复制一个名称为zoo.cfg的文件，并编辑其中的配置信息如下：

图四、zookeeper的配置文件

图中用红框标出来的地方是zk启动需要额外注意的参数： dataDir为内存数据库快照的存放位置， clientPort 为zk进程的监听端口 server.A=B:C:D A为数字，标识这条配置为第几个zk服务器，即机器id B为host名，标识这个服务器的主机地址 C和D为zk集群的成员用于选举leader时的通讯端口 3、在dataDir路径下创建myid文件，标识这台机器对应的机器id 4、运行zookeeper进程，在zookeeper目录下的bin文件夹中，运行 ./zkServer.sh start ps: 停止方法——运行 ./zkServer.sh stop 5、服务验证 zk进程启动后，默认会从三台机器中选出一个leader，2个follower，在bin目录下运行./zkServer.sh status可以查看zk进程的运行状态

图五、三台机器zookeeper的运行状态

如图所示，集群选择zoo2作为leader，其他机器作为 follower 的方式运行。第二步：开发前端服务和后端通用服务第二步需要创建两个项目：我们使用springMVC模块代替一下服务前端路由，与前端服务合成一个项目，作为服务的调用者。开发一个后端通用服务接口，作为服务的提供者。如果开发者是用maven做的项目管理，给大家推荐一个十分实用的多模块项目结构，模块的分层和依赖关系如下：

图六：项目模块划分

如果项目的数据层操作比较复杂，可以在DAO层前面加一个领域层，模块依赖关系如下：

图七：项目模块划分（带领域层）

按照图中的maven模块结构，我们生成服务提供方和服务调用方两个项目，如图：

图八、服务提供方项目结构

图九、服务调用方项目结构

我们将服务提供方命名为dubboservice，服务调用方命名为dubboclient。首先在dubboservice项目中实现一个简单的Hello World 服务。 1、接口： public interface TestService { String sayHello(String name); } 2、实现类： @Service("testService") public class TestServiceImpl implements TestService { @Override public String sayHello(String name) { return String.format("Hi! Client_%s! ", name); } } 3、然后在dubboservice中引入dubbo，zookeeper所用的依赖，坐标如下： <dependency> <groupId>com.alibaba</groupId> <artifactId>dubbo</artifactId> <version>2.5.3</version> </dependency> <dependency> <groupId>org.apache.zookeeper</groupId> <artifactId>zookeeper</artifactId> <version>3.4.5</version> </dependency> <dependency> <groupId>com.github.sgroschupf</groupId> <artifactId>zkclient</artifactId> <version>0.1</version> </dependency> 4、将Hello World服务在spring的配置文件中暴露出来,如图： <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<context:property-placeholder location=“classpath:/META-INF/app.properties” />

<dubbo:application name="dubboservice_provider" />  <dubbo:registry protocol="zookeeper" address="10.139.99.231:2181,10.139.106.145:2181,10.139.103.116:2181"/>  <dubbo:service interface="org.zhdd.test.dubboservice.service.TestService" ref="testService"/> 5、将dubboservice项目启动，我们便向注册中心提供了一个简易的后端通用服务。然后在dubboclient项目中实现对后端服务的引用，和对外的路由 1、除了在dubboclient中引入dubbo，zookeeper所用的依赖之外，我们还需要引入dubboservice中所用到的服务依赖，如下： <dependency> <groupId>com.alibaba</groupId> <artifactId>dubbo</artifactId> <version>2.5.3</version> </dependency> <dependency> <groupId>org.apache.zookeeper</groupId> <artifactId>zookeeper</artifactId> <version>3.4.5</version> </dependency> <dependency> <groupId>com.github.sgroschupf</groupId> <artifactId>zkclient</artifactId> <version>0.1</version> </dependency>  <dependency> <groupId>org.zhdd.test</groupId> <artifactId>dubboservice-service</artifactId> <version>1.0.0-SNAPSHOT</version> </dependency> 2、在spring的配置文件中声明所引用的服务：  <dubbo:application name="dubboservice_consumer" />  <dubbo:registry protocol="zookeeper" address="10.139.99.231:2181,10.139.106.145:2181,10.139.103.116:2181"/>  <dubbo:reference interface="org.zhdd.test.dubboservice.service.TestService" id="testService"/> 3、新建一个controller，将引用的服务通过controller暴露出去，代码如下： @Controller public class HelloController { @Autowired private TestService testService; @RequestMapping("/hello/{name}") @ResponseBody public String hello(@PathVariable String name){ String rslt=testService.sayHello(name); return rslt; } } 4、启动项目，这个时候dubboclient 就成功引用到了dubboservice的服务我们通过浏览器访问dubboclient暴露出来的接口，确保dubboclient可以正常调用到dubboservice的具体实现，如图所示：这样我们就成功部署了一个简易的微服务架构。我们可以通过zookeeper的查看工具更直观的查看dubbo在zookeeper中的注册和订阅信息，此时的注册和订阅信息如下：

后续：

dubbo与zookeeper的复杂配置还有很多，本文只介绍了dubbo与zookeeper最基本的用法。要想了解更多的信息可以通过官方文档进行学习： dubbo中文文档：http://dubbo.io/ zookeeper文档：http://zookeeper.apache.org/

微服务架构的演进过程

dubbo的用户手册中介绍了服务化架构的进化过程，如下图：

图一、服务化架构的演进过程

1.orm – 单一应用架构一个高内聚版本，所有功能部署在一起。数据访问框架（orm）成为关键。这个架构很少被人使用，几乎接近灭绝了吧。优点：成本低，适合功能少又简单缺点：很多，比如无法适应高流量，二次开发难，部署成本高

2.mvc架构－垂直应用架构当访问量渐渐增大，慢慢演化成用的很多的mvc架构。虽然还是所有的功能都是部署在同一个进程中，但是可以通过双机或者前置负载均衡来实现负载分流。这样应用也可以拆分成不同的几个应用，以提升性能和效率。此时，mvc架构用于分离前后端逻辑。一方面，有一定的模块化。另一方面，加速和方便了开发。

3.rpc架构－分布式服务架构当mvc垂直应用分成不同应用时，越来越多的情况下。不可避免的事应用a与应用b之间的交互。此时将核心和公共的业务功能抽出来，作为单独的服务，并实现前后端逻辑分离。此时则就需要提高业务的复用及整合的分布式rpc框架，例如dubbo等。

4.soa架构－流动计算架构当rpc架构中的服务越来越多时，服务的生命周期的管控，容量的评估等各种问题会出现，使服务化成为瓶颈。需要增加一个调度中心来进行对服务管控，监督等。

5.微服务架构在soa的基础上，人们又提出了微服务架构，它就是将功能分散到各个离散的服务中然后实现对方案的解耦。服务更原子，自治更小，然后高密度部署服务。

微服务的技术关注点

要实现一个微服务的架构，我们需要关注的技术点包括：服务注册、发现、负载均衡和健康检查，前端路由(网关)，容错，服务框架的选择，动态配置管理等模块。这些模块可以组成一个简化的微服务架构图如下：

图二、简化的微服务架构图

图三、网站的基础组件架构图

可惜蚂蚁金融云中的产品并不是开源的，一个企业想拥有属于自己的网站架构，就要选出最适合的开源的服务框架实现这些组件，从而使后续开发者更关注于业务逻辑实现。

这些组件的实现方式以后有时间的话会一一讲解，这篇文章接下来先介绍一下dubbo+zookeeper来实现微服务中的前端服务、后端通用服务、服务注册中心中所涉及到的功能。

使用dubbo+zookeeper实现简化的微服务架构

dubbo是一个分布式服务框架，是阿里巴巴SOA服务化治理方案的核心框架。zookeeper是一个为分布式应用提供一致性服务的软件，提供的功能包括：配置维护、域名服务、分布式同步、组服务等。zookeeper可以作为dubbo服务的注册中心，两者结合起来可以实现微服务中的服务注册、发现、负载均衡和健康检查，容错，动态配置管理的功能。由于dubbo没有提供前端路由的功能，所以我们还需实现一个具备监控、安全认证、限流、服务反向路由功能的网关组件才能实现完整的微服务。这个组件实现起来比较复杂，在这篇文章中不做介绍，我们先用springMVC将dubbo服务暴露成浏览器可访问的http接口。

第一步：zookeeper集群的部署

使用zookeeper作为dubbo的注册中心，部署起来并不麻烦。为了保持注册中心的高可用性，在生产环境下我们需要配置多个zookeeper协同运行。在集群模式下，zookeeper会基于Paxos算法从集群中选择一台作为leader，其他机器作为follower，注册中心的数据都以leader为准。一台zk机器成为leader的条件是超过这台机器是可用的，且被超过半数的机器选举为leader。基于这种实现方式，我们选择zk集群的数量时最好为奇数个，最少为3个，这样只要有超过半数的zk机器存活那注册中心就是可用的。

注：如果我们选择2台机器作为zk的集群，那只要有一台zk挂掉，另一台机器就无法得到超过半数的选票，那么这个zk集群就直接失效了。因此选2台机器作为zk集群的稳定性在理论上不如一台机器作为注册中心的稳定性。

以3台机器作为zk集群为例，每台zk的具体部署方式为：

1、下载安装包并解压到安装目录，zookeeper安装包的下载地址为：http://www.apache.org/dist/zookeeper/

2、进入解压目录的conf文件夹，配置zookeeper启动的基本参数。

在conf文件夹下有一个 zoo_sample.cfg的文件，是zk启动的配置样例，zookeeper进程在启动的时候会找zoo.cfg文件作为默认的配置文件，所以我们复制一个名称为zoo.cfg的文件，并编辑其中的配置信息如下：

图四、zookeeper的配置文件

图中用红框标出来的地方是zk启动需要额外注意的参数：

dataDir为内存数据库快照的存放位置，

clientPort 为zk进程的监听端口

server.A=B:C:D

A为数字，标识这条配置为第几个zk服务器，即机器id

B为host名，标识这个服务器的主机地址

C和D为zk集群的成员用于选举leader时的通讯端口

3、在dataDir路径下创建myid文件，标识这台机器对应的机器id

4、运行zookeeper进程，在zookeeper目录下的bin文件夹中，运行

./zkServer.sh start

ps: 停止方法——运行 ./zkServer.sh stop

5、服务验证

zk进程启动后，默认会从三台机器中选出一个leader，2个follower，在bin目录下运行./zkServer.sh status可以查看zk进程的运行状态

图五、三台机器zookeeper的运行状态

如图所示，集群选择zoo2作为leader，其他机器作为 follower 的方式运行。

第二步：开发前端服务和后端通用服务

第二步需要创建两个项目：

我们使用springMVC模块代替一下服务前端路由，与前端服务合成一个项目，作为服务的调用者。

开发一个后端通用服务接口，作为服务的提供者。

如果开发者是用maven做的项目管理，给大家推荐一个十分实用的多模块项目结构，模块的分层和依赖关系如下：

图六：项目模块划分

如果项目的数据层操作比较复杂，可以在DAO层前面加一个领域层，模块依赖关系如下：

图七：项目模块划分（带领域层）

按照图中的maven模块结构，我们生成服务提供方和服务调用方两个项目，如图：

图八、服务提供方项目结构

图九、服务调用方项目结构

我们将服务提供方命名为dubboservice，服务调用方命名为dubboclient。

首先在dubboservice项目中实现一个简单的Hello World 服务。

1、接口：

public interface TestService { String sayHello(String name); }

2、实现类：

@Service("testService") public class TestServiceImpl implements TestService { @Override public String sayHello(String name) { return String.format("Hi! Client_%s! ", name); } }

3、然后在dubboservice中引入dubbo，zookeeper所用的依赖，坐标如下：

4、将Hello World服务在spring的配置文件中暴露出来,如图：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<context:property-placeholder location=“classpath:/META-INF/app.properties” />

5、将dubboservice项目启动，我们便向注册中心提供了一个简易的后端通用服务。

然后在dubboclient项目中实现对后端服务的引用，和对外的路由

1、除了在dubboclient中引入dubbo，zookeeper所用的依赖之外，我们还需要引入dubboservice中所用到的服务依赖，如下：

<dependency> <groupId>com.alibaba</groupId> <artifactId>dubbo</artifactId> <version>2.5.3</version> </dependency> <dependency> <groupId>org.apache.zookeeper</groupId> <artifactId>zookeeper</artifactId> <version>3.4.5</version> </dependency> <dependency> <groupId>com.github.sgroschupf</groupId> <artifactId>zkclient</artifactId> <version>0.1</version> </dependency>  <dependency> <groupId>org.zhdd.test</groupId> <artifactId>dubboservice-service</artifactId> <version>1.0.0-SNAPSHOT</version> </dependency>

2、在spring的配置文件中声明所引用的服务：

<dubbo:application name="dubboservice_consumer" />  <dubbo:registry protocol="zookeeper" address="10.139.99.231:2181,10.139.106.145:2181,10.139.103.116:2181"/>  <dubbo:reference interface="org.zhdd.test.dubboservice.service.TestService" id="testService"/>

3、新建一个controller，将引用的服务通过controller暴露出去，代码如下：

@Controller public class HelloController { @Autowired private TestService testService; @RequestMapping("/hello/{name}") @ResponseBody public String hello(@PathVariable String name){ String rslt=testService.sayHello(name); return rslt; } }

4、启动项目，这个时候dubboclient 就成功引用到了dubboservice的服务

我们通过浏览器访问dubboclient暴露出来的接口，确保dubboclient可以正常调用到dubboservice的具体实现，如图所示：

这样我们就成功部署了一个简易的微服务架构。

我们可以通过zookeeper的查看工具更直观的查看dubbo在zookeeper中的注册和订阅信息，此时的注册和订阅信息如下：

后续：

dubbo与zookeeper的复杂配置还有很多，本文只介绍了dubbo与zookeeper最基本的用法。要想了解更多的信息可以通过官方文档进行学习：

dubbo中文文档：http://dubbo.io/

zookeeper文档：http://zookeeper.apache.org/

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