基础知识
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什么是分布式系统?
分布式系统:由若干个独立计算机的集合,这些计算机对于用户来说就像单个相关系统
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发展演变
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单一应用架构(ORM)
网站流量小,一个应用就将所有功能都部署在一起,减少部署节点和成本。
优点:适用于小型网站,小型管理系统,简单易用。
缺点:1、性能扩展比较难
2、协同开发问题
3、不利于升级维护
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垂直应用架构(MVC)
将应用拆成互不相干几个应用,以提升效率
优点: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,团队各司其职更容易管理,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
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分布式服务架构(RPC)
将核心业务抽取出来,作为独立的服务,逐渐形成稳定的中心,逐渐形成稳定地服务中心。
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流动计算架构
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,此时需要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。
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RPC
RPC:远程过程调用,是一种进程间通信方式,是一种技术的思想,不是规范。允许程序调用另一个地址空间(网络中的另一台机器)的过程,而不用程序员显示编码的细节。
基本原理
PRC两个核心模块: 通讯,序列号。
核心概念
是一款高性能、轻量级的开源Java-PRC框架,提供了三大核心能力:面向接口的远程方法调用,只能容错和负载均衡,以及服务自动注册和发现。
基本概念:
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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,向注册中心自己提供的服务。
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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,来进行调用。
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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。
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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。
调用关系:
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,进行提供者的调用。
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次数监控中心。
Dubbo 配置
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JVM 启动 -D 参数优先,这样可以使用用户在部署和启动时进行参数重写。
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XML次之,在XML中有配置,在.properties中的配置项无效
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Properties相当于缺省值,通常用于共享公共配置。
重试次数
失败自动切换其他服务器,但重试会带来更长延迟。
重试次数配置: ,retries属性值填写次数(不包含第一次)。
超时时间
网络或服务端不可靠,会导致调用出现一种不确定的中间状态(超时),避免超时导致客户端资源(线程)挂起耗尽。
超时时间配置: timeout属性值填写时间,单位为毫秒。
配置原则
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推荐在Provider上尽量多配置Consumer属性。
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服务的提供者比服务使用更清楚服务性能参数。
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Provider配置可以作为Consumer的缺省值。
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方法级配置别优于接口级别,即小Scope优先。
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Consumer端配置 优于 Provider配置 优于 全局配置
版本号
当一个接口实现,出现不兼容升级,可以用版本号过渡,版本号不同的服务相互间不引用。
老版本服务提供者配置:
<dubbo:service interface="com.foo.BarService" version="1.0.0" />
新版本服务提供者配置:
<dubbo:service interface="com.foo.BarService" version="2.0.0" />
老版本服务消费者配置:
<dubbo:reference id="barService" interface="com.foo.BarService" version="1.0.0" />
新版本服务消费者配置:
<dubbo:reference id="barService" interface="com.foo.BarService" version="2.0.0" />
如果不需要区分版本,可以按照以下的方式配置:
<dubbo:reference id="barService" interface="com.foo.BarService" version="*" />
高可用
zookeeper宕机和dubbo直连
现象:zookeeper注册宕机,还可以消费dubbo暴露的服务
原因
健壮性
1. 监控中心宕掉不影响使用,只是丢失部分采样数据
2. 数据库宕掉,注册中心能通过缓存提供服务列表查询,但注册服务不可用
3. 注册中心宕掉后,服务提供者和服务消费者可以通过本地缓存通信
4. 服务提供者无状态,任意一台宕掉都不影响使用
5. 服务提供者全部宕掉,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
高可用:通过设计,减少系统不能提供服务的时间
集群下Dubbo负载均衡配置
负载均衡策略
缺省为 random 随机调用
1.Random LoadBalance
随机,按权重随机概率,比较均匀,有利于动态调整提供者权重
2.RoundRobin LoadBalance
轮询,按公约后的权重设置轮询比例
存在慢的提供者累积请求的问题,会出现比较慢的服务器会大量累积请求处理不完
3.LeastActive LoadBalance
最少活跃调用数,相同活跃数的随机,活跃数指调用前后计数差,使慢的提供者收到少的请求,防止前后计数差越来越大。
4.ConsistentHash LoadBalance
一致性hash,相同参数的请求总是发到同一提供者。
Dubbo原理
一次完整的PRC调用流程(同步调用、异步另说):
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服务消费方调用本地调用方式调用服务
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client.stub接收到掉用后负责将方法、参数等组装成能够进行网络传输的消息体
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client.stub收到服务地址,并将消费发送到服务端
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server.stub收到消息后进行解码
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server.stub根据解码结果调用本地的服务
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本地服务执行并将结果返回给server.stub
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server.stub 将返回结果打包成消息并发送至消费方
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client.stub接收到消息后,并进行解码
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服务消费方得到最终结果
PRC框架将2-8的步骤封装起来,对用户是不可见的。
netty通信原理
Netty是一个异步事件驱动的网络应用程序框架,用于快速开发可维护的高性能协议服务器和客户端。简化TCP和UDP套接字服务器等网络编程。
Selector:连接器、多路复用器
Connect(连接就绪)、Accept(接收就绪)、Read(读就绪)、Write(写就绪)
Dubbo-框架设计
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config 配置层:对外配置接口,以ServiceConfig ReferenceConfig 为中心,可以直接初始化配置类,也可以通过 spring 解析配置生成配置类
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proxy 服务代理层:服务接口透明代理,生成服务的客户端 Stub和服务端 Skeleton,以 ServiceProxy 为中心,扩展接口为 ProxyFactory
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registry 注册中心层:封装服务地址的注册和发现,以服务 URL 为中心,扩展接口为:RegistryFactory Registry RegistryService
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cluster 路由层:封装多个提供者的路由及负载均衡,并桥接注册中心,以invoker 为中心,扩展接口为 Cluster ,Directory,Router,LoadBalance
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monitor 监控层:PRC 调用次数和调用时间监控,以Statistics 为中心,扩展接口为 MonitorFactory,Monitor,MonitorService
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protocol 远程调用层:封装 PRC 调用,以 invocation,Result 为中心,扩展接口 Protocol,Invokey,Exporter
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exchange 信息交换层:封装请求响应模式,同步转异,异Request,Response 为中心,扩展接口为 Exchange,ExchangeChannel,ExchangeClient,ExchangeServer
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transport 网络传输层:抽象 mina 和 netty 为统一接口,以 Message 为中心,扩展接口为:Channel,Transporter,Client,Server,Codec
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serialize 数据序列号层:可复用的一些工具,扩展接口为 Serialization,ObjectInput,ObjectOutput,ThreadPool
服务暴露
服务引用