使用 Apache Dubbo 实现远程通信(微服务架构)

浏览：5日期：2023-02-08 11:05:55

前言

参考资料：
《Spring Microservices in Action》
《Spring Cloud Alibaba 微服务原理与实战》
《B站尚硅谷 SpringCloud 框架开发教程周阳》

Apache Dubbo 是一个分布式服务框架，主要实现多个系统之间的高性能、透明化调用；
Dubbo 相关内容笔者之前写过一篇入门笔记：Dubbo快速上手笔记 - 环境与配置。入门笔记强调的是 Dubbo 的一些基本特性，以与 Zookeeper 的整合。因此这里将重点放在 Dubbo 与 Spring Cloud 的联系、区别以及整合；

1. Dubbo 基础知识

1.1 Dubbo 是什么

Apache Dubbo 是一个分布式服务框架，主要实现多个系统之间的高性能、透明化调用；
简单来说它就是一个 RPC 框架，但是和普通的 RPC 框架不同的是，它提供了服务治理功能，比如服务注册、监控、路由、容错等；

1.2 Dubbo 的架构图

1.3 Spring Cloud 与 Dubbo 的区别

参考：https://segmentfault.com/a/1190000038320266

比较项DubboSpring Cloud通信协议基于 TCP 协议传输，使用 Netty 配合以Hession序列化完成RPC通信基于 HTTP 协议 + REST 接口调用远程过程的通信服务调用方式RPCREST API定位SOA 时代的产物微服务架构时代关注点服务的重用性及解决信息孤岛问题；服务治理解耦，降低业务之间的耦合度；微服务治理整套方案模块服务注册中心、服务提供者、服务消费者、管控中心分布式一站式框架

HTTP 请求会有更大的报文，占的带宽也会更多。但是 REST 相比 RPC 更为灵活，服务提供方和调用方的依赖只依靠一纸契约，不存在代码级别的强依赖，这在强调快速演化的微服务环境下，显得更为合适；
模块组件的具体比较如下：

组件DubboSpring Cloud (Netflix)注册中心以前是 Zookeeper，现在推广 NacosSpring Cloud Eureka服务监控Dubbo-monitorSpring Boot Admin熔断器6种容错模式Spring Cloud Hystrix负载均衡4 种负载均衡策略Spring Cloud Ribbon服务降级Mock 机制Hystrix 的 @HystrixCommand 注解网关无Spring Cloud Zuul配置无Spring Cloud Config服务跟踪无Spring Cloud Sleuth数据流无Spring Cloud Stream批量任务无Spring Cloud Task消息总线无Spring Cloud Bus

1.4 Dubbo 的特点

支持多种协议的服务发布，默认是 dubbo://，还可以支持 rest://、webservice://、thrift:// 等；
支持多种不同的注册中心，如：Nacos、ZooKeeper、Redis，未来还将会支持 Consul、Eureka、Etcd 等；
支持多种序列化技术，如：avro、fst、fastjson、hessian2、kryo 等；
在服务治理方面的功能非常完善，如：集群容错、服务路由、负载均衡、服务降级、服务限流、服务监控、安全验证等；
中文文档；

1.5 Dubbo 的 6 种容错模式容错模式

容错模式模式名称说明适用场景Failover Cluster【默认】失败自动切换当服务调用失败后，会切换到集群中的其他机器进行重试，默认重试次数为2，通过属性 retries=2 可以修改次数通常用于读操作（查），因为事务型操作会带来数据重复问题Failfast Cluster快速失败当服务调用失败后，立即报错，也就是只发起一次调用通常用于一些幂等的写操作（增删改），比如新增数据；以避免在结果不确定的情况下导致数据重复插入的问题Failsafe Cluster失败安全出现异常时，直接忽略异常使用 Failover Cluster(retries="0")，应对（增删改）操作Failback Cluster失败后自动回复服务调用出现异常时，在后台记录这条失败的请求定时重发适合用于消息通知操作，保证这个请求一定发送成功Forking Cluster并行提交并行调用集群中的多个服务，只要其中一个成功就返回。可以通过forks=2来设置最大并行数 Broadcast Cluster广播通知广播调用所有的服务提供者，任意一个服务报错则表示服务调用失败通常用于通知所有的服务提供者更新缓存或者本地资源信息

可以自行扩展容错模式；
配置也很简单，在 @Service 接口里添加一个 cluster 参数即可；

@Service(cluster = "failfast") //更改容错方式为快速失败
public class TestServiceImpl implements TestService {
	@Override
	public String test() {
	    ...
	}
}

1.6 Dubbo 的 4 种负载均衡策略

负载均衡策略策略名称说明Random LoadBalance随机算法可以针对性能较好的服务器设置较大的权重值，权重值越大，随机的概率也会越大RoundRobin LoadBalance轮询按照公约后的权重设置轮询比例LeastActive LoadBalance最少活跃调用处理较慢的节点将会收到更少的请求ConsistentHash LoadBalance一致性Hash相同参数的请求总是发送到同一个服务提供者

可以基于 Dubbo 中的 SPI 机制来扩展负载均衡策略；
配置也很简单，在 @Service 接口里添加一个 loadbalance 参数即可；

@Service(loadbalance = "roundrobin") //更改负载均衡策略为轮询
public class TestServiceImpl implements TestService {
	@Override
	public String test() {
	    ...
	}
}

1.7 主机绑定规则

主机绑定表示的是 Dubbo 服务对外发布的 IP 地址，默认情况下 Dubbo 会按照以下顺序来查找并绑定主机 IP 地址：
- 查找环境变量中 DUBBO_IP_TO_BIND 属性配置的 IP 地址；
- 查找 dubbo.protocol.host 属性配置的 IP 地址，默认是空，如果没有配置或者IP地址不合法，则继续往下查找；
- 通过 LocalHost.getHostAddress 获取本机 IP 地址，如果获取失败，则继续往下查找；
- 如果配置了注册中心的地址，则使用 Socket 通信连接到注册中心的地址后，使用 for 循环通过 socket.getLocalAddress().getHostAddress() 扫描各个网卡获取网卡 IP 地址；
获取的 IP 地址并不是写入注册中心的地址。默认情况下，写入注册中心的 IP 地址优先选择环境变量中 DUBBO_IP_TO_REGISTRY 属性配置的 IP 地址。在这个属性没有配置的情况下，才会选取前面获得的 IP 地址并写入注册中心；
问题：使用默认的主机绑定规则，可能会存在获取的 P 地址不正确的情况；
- 原因：Dubbo 检测本地 IP 地址的策略是先调用 LocalHost.getHostAddress，这个方法的原理是通过获取本机的 hostname 映射 IP 地址，如果它指向的是一个错误的 IP 地址，那么这个错误的地址将会作为服务发布的地址注册到 ZooKeeper 节点上；
- 解决方案：
  - 在 /etc/hosts 中配置机器名对应正确的 IP 地址映射；
  - 在环境变量中添加 DUBBO_IP_TO_BIND 或者 DUBBO_IP_TO_REGISTRY 属性，Value 值为绑定的主机地址；
  - 通过 dubbo.protocolhost 设置主机地址；

2. 构建 Dubbo 服务提供方

同样，这里使用 Zookeeper，就需要先下载 Zookeeper 服务器：详情请见笔者的另一篇文章：apache zookeeper使用方法实例详解；

2.1 构建服务接口模块

Dubbo 官方推荐把服务接口打成 Jar 包发布到仓库上；
这样服务消费者可以依赖该 Jar 包，通过接口调用方式完成远程通信。对于服务提供者来说，也需要依赖该 Jar 包完成接口的实现；
做法如下：
新建 spring-cloud-dubbo-sample-api 模块，添加 pom.xml 依赖文件；

<!-- Dubbo -->
<dependency>
    <groupId>org.apache.dubbo</groupId>
    <artifactId>dubbo</artifactId>
    <version>${dubbo.version}</version>
</dependency>

在 service 包下新建接口：

public interface TestService {
	String test(String message);
}

执行 mvn install 命令将接口 jar 包安装到本地仓库；

2.2 添加 pom.xml 依赖文件

<!-- Spring Cloud 核心包-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter</artifactId>
</dependency>

<!-- Dubbo Spring Cloud Starter -->
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-dubbo</artifactId>
<!-- Sample API 接口声明-->
    <artifactId>spring-cloud-dubbo-sample-api</artifactId>
<!-- Spring Cloud Nacos Service Discovery -->
    <artifactId>spring-cloud-starter-zookeeper-discovery</artifactId>

2.3 修改 application.yml 配置文件

spring:
  application:
    name: spring-cloud-dubbo-provider
  cloud:
    zookeeper:
      discovery:
        register: true  #表示该服务要注册进注册中心
      connect-string: localhost:2181  #zookeeper 服务器位置
dubbo:     
  protocol:
    name: dubbo
    port: 20880

2.4 在主程序类上添加注解

@DubboComponentScan：扫描主程序类所在包及其子包下的所有注解，将 @Servicr 注解下类注册进容器里；

2.5 实现 2.1 定义的接口

@Service
public class TestServiceImpl implements TestService {
    @Value("${dubbo.application.name}")
    private String serviceName;
    
	@Override
	public String test(String message) {
		return serviceName;
	}
}

可以在 @Service 注解里添加两个属性配置 cluster 和 loadbalance，分别用来配置容错模式和负载均衡策略；
详情请见本篇《1.5 Dubbo 的 6 种容错模式》和《1.6 Dubbo 的 4 种负载均衡策略》

3. 构建 Dubbo 服务消费方

3.1 添加 pom.xml 依赖文件同服务提供方；

<!-- Spring Cloud 核心包-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter</artifactId>
</dependency>

<!-- Dubbo Spring Cloud Starter -->
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-dubbo</artifactId>
<!-- Sample API 接口声明-->
    <artifactId>spring-cloud-dubbo-sample-api</artifactId>
<!-- Spring Cloud Nacos Service Discovery -->
    <artifactId>spring-cloud-starter-zookeeper-discovery</artifactId>

3.2 修改 application.yml 配置文件

spring:
  application:
    name: spring-cloud-dubbo-consumer
  cloud:
    zookeeper:
      discovery:
        register: false #表示该服务不要注册进注册中心
      connect-string: localhost:2181  
dubbo:     
  cloud:
    subscribed-services: spring-cloud-dubbo-provider  #表示服务调用者订阅的服务提供方的应用名称列表。默认值为“*”，不推荐使用默认值

3.3 修改业务类

在服务类中使用 @Reference 注解注入 TestService 即可；

@RestController
public class TestController{
    @Reference 
    private TestService testService;
    
    @GetMapping("/message")
    public String testController(){
        return testService.test("message");
}

4. 在消费者端使用 Mock 配置实现服务降级

在本示例中将对 2.1 中定义的 TestService 接口配置服务降级策略；
降级策略的配置都是在基于服务消费者之上的；

4.1 为接口实现一种服务降级方法

public class MockTestService implements TestService {
	@Override
	public String test(String message) {
		return "当前无法访问";
	}
}

4.2 给 @Reference 注解增加 mock 参数

@RestController
public class TestController{
    @Reference(mock = "com.dlhjw.springcloud.mock.MockTestService", cluster="failfast")
    private TestService testService;
    
    @GetMapping("/message")
    public String testController(){
        return testService.test("message");
}

在 TestController 类中修改 @Reference 注解增加 mock 参数；
其中设置了属性 cluster="failfast"，因为默认的容错策略会发起两次重试，等待的时间较长；

5. Dubbo 使用 Zookeeper 作为注册中心（Spring Boot）

这里仅使用到了 Spring Boot 的自动配置；
有两种配置方式，一种是使用 .xml，另一种是使用 .yml；
.xml 的配置详情请见笔者的另一篇文章：Dubbo | Dubbo快速上手笔记 - 环境与配置；

5.1 下载 Zookeeper 服务器

Zookeeper 服务器的下载详情请见笔者的另一篇文章：apache zookeeper使用方法实例详解

5.2 引入 pom.xml 依赖文件服务提供者与服务消费者需要引入的依赖相同；

<!-- Zookeeper 相关依赖 -->
<dependency>
    <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
    <artifactId>zookeeper</artifactId>
    <version>3.5.3-beta</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.apache.curator</groupId>
    <artifactId>curator-framework</artifactId>
    <version>4.0.1</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.apache.curator</groupId>
    <artifactId>curator-recipes</artifactId>
    <version>4.0.1</version>
</dependency>

<!-- Dubbo 相关依赖 -->
<dependency>
    <groupId>org.apache.dubbo</groupId>
    <artifactId>dubbo-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>2.7.5</version>
</dependency>

<!-- Spring Boot 依赖 -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
</dependency>

5.3 服务提供者

5.3.1 修改 application.yml 配置文件

spring:
  application:
    name: springboot-dubbo-demo 
dubbo:
  #服务提供方的信息
  application:
    name: springboot-provider      
  protocol:
    name: dubbo
    port: 20880
  registry:
    address: zookeeper://localhost:2181  #zookeeper地址
  #scan:
    #base-packages: com.dlhjw.dubbo.service.impl  #指定 Dubbo 服务实现类的扫描基准包，作用等同于 主程序类上的 @DubboComponentScan

5.3.2 在主程序类上添加注解

@DubboComponentScan：作用同 Spring Boot 的 @ComponentScan，不过这里要扫描 Dubbo 提供的 @Service 注解；
@DubboComponentScan(basePackages = "com.dlhjw.dubbo.service.impl")
如果上面 application 中已经做了配置，这里可以不用添加；

5.3.3 编写业务类

创建接口及其实现类：

public interface TestService {
    void testDubbo();
}

@Service(version = "1.0.0",timeout = 3000)
public class TestServiceImpl implements TestService{
    @Override
    public void testDubbo() {
    }
}

注意：@Service 注解是 com.alibaba.dubbo.config.annotation.Service 包下的；

5.4 服务消费者

5.4.1 修改 application.yml 配置文件

dubbo:
  #服务消费方的信息
  application:
    name: springboot-consumer 
  registry:
    #zookeeper地址
    address: zookeeper://localhost:2181

5.4.2 在主程序类上添加注解

5.4.3 编写业务类

这里直接在 controller 接口里直接调用服务提供者提供的 TestService 即可；

@Reference(version = "1.0.0",timeout = 300)
private TestService testService;

@Reference 注解可以获得一个远程代理对象；

6. Dubbo 使用 Nacos 作为注册中心（Spring Boot）

这里仅使用到了 Spring Boot 的自动配置；
这里仅提供服务提供者的示例，服务消费者类似；

6.1 下载 Nacos 服务器

Nacos 服务器的下载详情请见笔者的另一篇文章：apache zookeeper使用方法实例详解

6.2 工程结构

新建一个父工程 spring-cloud-nacos-sample，包含两个模块：nacos-sample-api 和 nacos-sample-provider；
在 nacos-sample-api 中声明接口；

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

6.3 引入 pom.xml 依赖文件

在 nacos-sample-provider 中添加依赖文件：

<!-- 接口定义类 -->
<dependency>
  <groupId>com.gupaoedu.book.nacos</groupId>
  <version>1.0-SNAPSHOT</version>
  <artifactId>nacos-sample-api</artifactId>
</dependency>
<!-- Nacos 的 starter 组件 -->
<dependency>
  <groupId>com.alibaba.boot</groupId>
  <artifactId>nacos-discovery-spring-boot-starter</artifactId>
  <version>0.2.4</version>
  <exclusions>
    <exclusion>
      <groupId>com.alibaba.spring</groupId>
      <artifactId>spring-context-support</artifactId>
    </exclusion>
  </exclusions>
</dependency>
<!-- Dubbo 的 starter 组件 -->
<dependency>
  <groupId>org.apache.dubbo</groupId>
  <artifactId>dubbo-spring-boot-starter</artifactId>
  <version>2.7.5</version>
</dependency>

6.4 修改 application.yml 配置文件

dubbo:
  application:
    name: spring-boot-dubbo-nacos-sample 
  registry:
    address: nacos://127.0.0.1:8848  #基于 Nacos 协议
  protocol: 
    name: dubbo
    port: 20880

6.5 在主程序类上添加注解

@DubboComponentScan：dubbo 的包扫描注解；

6.6 编写业务类实现

6.2 中定义的接口；

@Service 
public class HelloServiceImpl implements IHelloService{
    @Override 
    public String sayHello(String name){
        return "He1lo World:"+name;
    }

6.7 启动测试

启动服务，访问 Nacos 控制台，进入“服务管理” -> “服务列表”，可以看到所有注册在 Nacos 上的服务；

7. Dubbo 使用 Nacos 作为注册中心（Spring Cloud）

这里仅提供服务提供者的示例，服务消费者类似；

7.1 下载 Nacos 服务器