Dubbo介绍与入门实战

前言

Dubbo作为一款RPC和微服务框架，还是很值得深入学习一波的。

Dubbo帮助我们解决了微服务实战中的两个问题：
1、作为服务开发框架，制定了微服务定义、开发与调用的规范；并通过RPC完成数据交换。解决了开发和通讯的问题。
2、抽象了一套微服务治理模式，包括地址发现、负载均衡、流量路由、可观测性。简化微服务的运维。

架构

总体架构

Provider：服务提供方
Consumer：服务消费方
Registry：服务注册与发现的注册中心
Monitor：监控中心，统计调用次数与时间
Container：服务运行容器

调用关系说明
0、服务容器启动，运行服务提供者。
1、服务提供者启动时，向注册中心注册自己。
2、服务消费者启动，从注册中心订阅自己所需的服务。
3、注册中心将服务提供者地址返回给服务消费者，包括变更。
4、服务消费者调用服务提供者
5、服务提供者与消费者，定期上报调用信息。

代码架构

说明：
1、左侧为服务消费使用的接口；右侧为服务提供方使用的接口；中轴线上为双方都使用到的接口。
2、紫色三角箭头为继承关系，其它标注参考图最上一排的文字。

各层说明

Config 配置层：对外配置接口。
Proxy 服务代理层：服务接口透明代理，生成客户端Stub和服务端Skeleton。
Registry 注册中心层：封装服务地址的注册与发现，以服务URL为中心。
Cluster 路由层：封装多个提供者的路由及负载均衡。
Monitor 监控层：RPC调用次数与调用时间监控。
Protocol 远程调用层：封装RPC调用。
Exchange 信息交换层：封装请求响应模式，同步转异步，以Request、Response为中心。
Transport 网络传输层：抽象mina和netty为统一接口，完成网络传输。
Serialize 数据序列化层：能够进行复用的一些工具。

核心概念与功能

服务发现

Dubbo提供了服务发现的机制，依赖于第三方注册中心组件来协助。
常见的注册中心如 Nacos、Consul、Zookeeper等。
工作原理图：

负载均衡

在有多个服务提供者时，需要通过负载均衡算法的选出请求哪个服务提供方。
默认是加权随机算法，默认权重相同，在此情况下，对应1比1的请求量。

另外还有：加权轮询、最少活跃优先+加权随机、最短响应优先+加权随机、一致性哈希（适合有状态请求）。

流量管控

Dubbo提供了路由管控策略，有负载均衡(包括多种算法)和路由策略。
大致流程：获取到的请求地址集合，经过多个路由策略，变成新的地址子集，再经过负载均衡策略选择服务进行调用。

工作原理：

多个路由器组成一个路由链共同协助。

通讯协议

Dubbo提供了自定义的高性能通讯协议：基于HTTP/2的Triple 协议和基于TCP的Dubbo2协议。

Dobbo同时支持任意协议的框架，如gRpc、Thrift、REST、JsonRPC、Hession2等。更多协议还可以自定义扩展。

扩展适配

Dubbo的扩展性可以方便将Dubbo切分成一个个的子模块，实现热插拔特性。可使用自身实现替代Dubbo原生实现。

协议与编码扩展：通讯协议、序列号编码协议
流量管控扩展：集群容错、路由策略、负载均衡、限流降级等
服务治理扩展：注册中心、配置中心、元数据中心
诊断优化扩展：日志、健康检查、流量统计、配置加载等

微服务生态

比较丰富的生态支持，不用担心治理诉求

入门实战

接下来以SpringBoot + Dubbo3来搭建演示demo

示例已上传github地址，可以下载直接学习演示。

1、创建项目dubbo-spring-boot-demo
引入pom

<properties>
        <maven.compiler.source>11</maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>8</maven.compiler.target>

        <dubbo.version>3.2.0-beta.4</dubbo.version>
        <spring-boot.version>2.6.6</spring-boot.version>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
    </properties>

    <dependencyManagement>
        <dependencies>
            <!-- Spring Boot -->
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId>
                <version>${spring-boot.version}</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>

            <!-- Dubbo -->
            <dependency>
                <groupId>org.apache.dubbo</groupId>
                <artifactId>dubbo-bom</artifactId>
                <version>${dubbo.version}</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>

            <dependency>
                <groupId>org.apache.dubbo</groupId>
                <artifactId>dubbo-dependencies-zookeeper-curator5</artifactId>
                <version>${dubbo.version}</version>
                <type>pom</type>
            </dependency>
        </dependencies>
    </dependencyManagement>

2、创建3个模块，分别命名
dubbo-spring-boot-demo-interface
dubbo-spring-boot-demo-provider
dubbo-spring-boot-demo-consumer

3、对于dubbo-spring-boot-demo-interface模块
创建接口，并定义接口如下：

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

4、对于dubbo-spring-boot-demo-provider模块
作为服务提供方

4.1、添加pom依赖

<dependencies>
        <dependency>
            <groupId>top.xudj</groupId>
            <artifactId>dubbo-spring-boot-demo-interface</artifactId>
            <version>${project.parent.version}</version>
        </dependency>

        <!-- dubbo -->
        <dependency>
            <groupId>org.apache.dubbo</groupId>
            <artifactId>dubbo-spring-boot-starter</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.dubbo</groupId>
            <artifactId>dubbo-dependencies-zookeeper-curator5</artifactId>
            <type>pom</type>
            <exclusions>
                <exclusion>
                    <artifactId>slf4j-reload4j</artifactId>
                    <groupId>org.slf4j</groupId>
                </exclusion>
            </exclusions>
        </dependency>

        <!-- spring boot starter -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>

4.2、添加yaml配置

dubbo:
  application:
    name: dubbo-spring-boot-demo-provider
  protocol:
    # 定义dubbo协议
    name: dubbo
    port: -1
  registry:
    # 指定注册中心 zookeeper
    address: zookeeper://${zookeeper.address:127.0.0.1}:2181

4.3、定义服务提供者实现

**
 * 通过@DubboService发布dubbo服务
 */
@DubboService
public class DemoServiceImpl implements DemoService {

    @Override
    public String sayHello(String name) {
        return "hello " + name;
    }

}

4.4、定义启动类

@SpringBootApplication
@EnableDubbo
public class ProviderApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ProviderApplication.class, args);
    }
}

5、对于dubbo-spring-boot-demo-consumer模块
作为服务消费方

5.1、增加pom依赖

<dependencies>
        <dependency>
            <groupId>top.xudj</groupId>
            <artifactId>dubbo-spring-boot-demo-interface</artifactId>
            <version>${project.parent.version}</version>
        </dependency>

        <!-- dubbo -->
        <dependency>
            <groupId>org.apache.dubbo</groupId>
            <artifactId>dubbo-spring-boot-starter</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.dubbo</groupId>
            <artifactId>dubbo-dependencies-zookeeper-curator5</artifactId>
            <type>pom</type>
            <exclusions>
                <exclusion>
                    <artifactId>slf4j-reload4j</artifactId>
                    <groupId>org.slf4j</groupId>
                </exclusion>
            </exclusions>
        </dependency>

        <!-- spring boot starter -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>

5.2、添加yaml配置

dubbo:
  application:
    name: dubbo-spring-boot-demo-consumer
  protocol:
    # 定义dubbo协议
    name: dubbo
    port: -1
  registry:
    # 指定注册中心 zookeeper
    address: zookeeper://${zookeeper.address:127.0.0.1}:2181

5.3、添加消费逻辑，调用服务提供方

@Component
public class Task implements CommandLineRunner {

    @DubboReference
    private DemoService demoService;

    @Override
    public void run(String... args) throws Exception {
        String result = demoService.sayHello("world");
        System.out.println("Receive result ======> " + result);

        new Thread(()-> {
            while (true) {
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                    System.out.println(new Date() + " Receive result ======> " + demoService.sayHello("world"));
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                    Thread.currentThread().interrupt();
                }
            }
        }).start();
    }

}

5.4、定义启动类

@SpringBootApplication
@EnableDubbo
public class ConsumerApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ConsumerApplication.class, args);
    }

}

6、启动注册中心
配置是以zookeeper作为注册中心。可以自行安装启动。这里给出一个通过dubbo-samples启动的简易注册中心方式，如下：

git clone --depth=1 https://github.com/apache/dubbo-samples
cd dubbo-samples 执行：./mvnw clean compile exec:java -pl tools/embedded-zookeeper

7、测试
启动服务提供方ProviderApplication
启动服务消费方ConsumerApplication

正常每秒输出：

Thu Mar 16 22:11:37 CST 2023 Receive result ======> hello world
Thu Mar 16 22:11:38 CST 2023 Receive result ======> hello world
Thu Mar 16 22:11:39 CST 2023 Receive result ======> hello world
Thu Mar 16 22:11:40 CST 2023 Receive result ======> hello world

总结

Dubbo作为一款PRC与微服务框架，已经具备了比较完整的生态，它既提供了开发框架的规范，也具备了服务治理的能力。

文中介绍了Dubbo的架构，包括总体架构与代码架构，提供的功能不仅包括文中列出的那些，还有很多治理、诊断等机制可供使用。

最后给出了Dubbo的演示示例，也可以在github下载dubbo源码，启动dubbo-demo模块下的dubbo-demo-spring-boot模块进行学习演示，如下：

1、clone代码：https://github.com/apache/dubbo
2、进入项目：mvn clean install -Dmaven.test.skip=true
3、idea导入项目
4、进行演示：dubbo-demo模块的：dubbo-demo-spring-boot，启动ProviderApplication、ConsumerApplication