Java集群优化——dubbo+zookeeper构建高可用分布式集群
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摘要: 不久前,我们讨论过Nginx+tomcat组成的集群,这已经是非常灵活的集群技术,但是当我们的系统遇到更大的瓶颈,全部应用的单点服务器已经不能满足我们的需求,这时,我们要考虑另外一种,我们熟悉的内容,就是分布式,而当下流行的Dubbo框架,不容我们忽视,这里,咱们一起来探讨一下这个框架的使用。

不久前,我们讨论过Nginx+tomcat组成的集群,这已经是非常灵活的集群技术,但是当我们的系统遇到更大的瓶颈,全部应用的单点服务器已经不能满足我们的需求,这时,我们要考虑另外一种,我们熟悉的内容,就是分布式,而当下流行的Dubbo框架,不容我们忽视,这里,咱们一起来探讨一下这个框架的使用。

 

一,背景

 

    以前我们需要远程调用他人的接口,我们是这么做的:

                                              

我们遇到的问题:

        (1) 当服务越来越多时,服务URL配置管理变得非常困难,F5硬件负载均衡器的单点压力也越来越大。
此时需要一个服务注册中心,动态的注册和发现服务,使服务的位置透明。
并通过在消费方获取服务提供方地址列表,实现软负载均衡和Failover,降低对F5硬件负载均衡器的依赖,也能减少部分成本。
        (2) 当进一步发展,服务间依赖关系变得错踪复杂,甚至分不清哪个应用要在哪个应用之前启动,架构师都不能完整的描述应用的架构关系。
这时,需要自动画出应用间的依赖关系图,以帮助架构师理清理关系。
        (3) 接着,服务的调用量越来越大,服务的容量问题就暴露出来,这个服务需要多少机器支撑?什么时候该加机器?
        为了解决这些问题,第一步,要将服务现在每天的调用量,响应时间,都统计出来,作为容量规划的参考指标。
        其次,要可以动态调整权重,在线上,将某台机器的权重一直加大,并在加大的过程中记录响应时间的变化,直到响应时间到达阀值,记录此时的访问量,再以此访问量乘以机器数反推总容量。

        为解决这些问题,Dubbo为我们做了什么呢:

                               

 

 

负载均衡:

                                        

 

        这就是所谓的软负载均衡!

 

 

        现在让我们一起来接触下这个优秀的框架:

        简介

 

     架构如图:

                                                      

 

节点角色说明:

        Provider: 暴露服务的服务提供方。

        Consumer: 调用远程服务的服务消费方。

        Registry: 服务注册与发现的注册中心。

        Monitor: 统计服务的调用次调和调用时间的监控中心。

        Container: 服务运行容器。

 

调用关系说明:

        0. 服务容器负责启动,加载,运行服务提供者。

        1. 服务提供者在启动时,向注册中心注册自己提供的服务。

        2. 服务消费者在启动时,向注册中心订阅自己所需的服务。

        3. 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。

        4. 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。

        5. 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。

 

 

 

 

        Dubbo提供了很多协议,Dubbo协议、RMI协议、Hessian协议,我们查看Dubbo源代码,有各种协议的实现,如图所示:

                                                                       

 

 

        我们之前没用Dubbo之前时,大部分都使用Hessian来使用我们服务的暴露和调用,利用HessianProxyFactory调用远程接口。

 

        上面是参考了Dubbo官方网介绍,接下来我们来介绍SpringMVC、Dubbo、Zookeeper整合使用。

 

第三:Dubbo与Zookeeper、SpringMVC整合使用

  

  第一步:在Linux上安装Zookeeper

 

       Zookeeper作为Dubbo服务的注册中心,Dubbo原先基于数据库的注册中心,没采用Zookeeper,Zookeeper一个分布式的服务框架,是树型的目录服务的数据存储,能做到集群管理数据 ,这里能很好的作为Dubbo服务的注册中心,Dubbo能与Zookeeper做到集群部署,当提供者出现断电等异常停机时,Zookeeper注册中心能自动删除提供者信息,当提供者重启时,能自动恢复注册数据,以及订阅请求。我们先在linux上安装Zookeeper,我们安装最简单的单点,集群比较麻烦。

   

先需要安装JdK,从Oracle的Java网站下载,安装很简单,就不再详述。

单机模式

        单机安装非常简单,只要获取到 Zookeeper 的压缩包并解压到某个目录如:C:\zookeeper-3.4.5\下,Zookeeper 的启动脚本在 bin 目录下,Windows 下的启动脚本是 zkServer.cmd。

        在你执行启动脚本之前,还有几个基本的配置项需要配置一下,Zookeeper 的配置文件在 conf 目录下,这个目录下有 zoo_sample.cfg 和 log4j.properties,你需要做的就是将 zoo_sample.cfg 改名为 zoo.cfg,因为 Zookeeper 在启动时会找这个文件作为默认配置文件。下面详细介绍一下,这个配置文件中各个配置项的意义。

需要了解源码的朋友加我QQ:2137028325

框架简介:

本系统一款通用的SOA中间件平台,用来开发各类J2EE企业级应用,节省时间和人力成本。本系统采用MVC模式、AOP引擎、任务调度器、Ajax、拦截器、过滤器、缓存、日志监控、数据访问、表达式、国际化等技术。

框架/平台构成:
Maven+Springmvc + Mybatis + Shiro(权限)+ Tiles(模板) +ActiveMQ(消息队列) + Rest(服务) + WebService(服务)+ EHcache(缓存) + Quartz(定时调度)+ Html5(支持PC、IOS、Android)

用户权限系统:
组织结构:角色、用户、用户组、组织机构;权限点:页面、方法、按钮、数据权限、分级授权

项目管理新体验:
快速出原型系统、组件树、版本控制、模块移植、协同开发、实时监控、发布管理

可持续集成:
所有组件可移植、可定制、可扩充,开发成果不断积累,形成可持续发展的良性循环

支持平台平台: 
Windows XP、Windows 7 、Windows 10 、 Linux 、 Unix

服务器容器:
Tomcat 5/6/7 、Jetty、JBoss、WebSphere 8.5 

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[html] view plain copy

  1. <span style="font-size:18px;"># The number of milliseconds of each tick  
  2. tickTime=2000  
  3. # The number of ticks that the initial   
  4. # synchronization phase can take  
  5. initLimit=10  
  6. # The number of ticks that can pass between   
  7. # sending a request and getting an acknowledgement  
  8. syncLimit=5  
  9. # the directory where the snapshot is stored.  
  10. # do not use /tmp for storage, /tmp here is just   
  11. # example sakes.  
  12. dataDir=C:\\zookeeper-3.4.5\\data  
  13. dataLogDir=C:\\zookeeper-3.4.5\\log  
  14. # the port at which the clients will connect  
  15. clientPort=2181  
  16. #  
  17. # Be sure to read the maintenance section of the   
  18. # administrator guide before turning on autopurge.  
  19. #  
  20. # http://zookeeper.apache.org/doc/current/zookeeperAdmin.html#sc_maintenance  
  21. #  
  22. # The number of snapshots to retain in dataDir  
  23. #autopurge.snapRetainCount=3  
  24. # Purge task interval in hours  
  25. # Set to "0" to disable auto purge feature  
  26. #autopurge.purgeInterval=1</span>  

 

  • tickTime:这个时间是作为 Zookeeper 服务器之间或客户端与服务器之间维持心跳的时间间隔,也就是每个 tickTime 时间就会发送一个心跳。
  • dataDir:顾名思义就是 Zookeeper 保存数据的目录,默认情况下,Zookeeper 将写数据的日志文件也保存在这个目录里。
  • dataLogDir:顾名思义就是 Zookeeper 保存日志文件的目录
  • clientPort:这个端口就是客户端连接 Zookeeper 服务器的端口,Zookeeper 会监听这个端口,接受客户端的访问请求。

        当这些配置项配置好后,你现在就可以启动 Zookeeper 了,启动后要检查 Zookeeper 是否已经在服务,可以通过 netstat – ano 命令查看是否有你配置的 clientPort 端口号在监听服务。

 

 

  第二步:配置dubbo-admin的管理页面,方便我们管理页面

        (1)下载dubbo-admin-2.4.1.war包,在windows的tomcat部署,先把dubbo-admin-2.4.1放在tomcat的webapps/ROOT下,然后进行解压

        (2)然后到webapps/ROOT/WEB-INF下,有一个dubbo.properties文件,里面指向Zookeeper ,使用的是Zookeeper 的注册中心,如图所示:

        

 

[html] view plain copy

  1. <span style="font-size:18px;">dubbo.registry.address=zookeeper://127.0.0.1:2181  
  2. dubbo.admin.root.password=root  
  3. dubbo.admin.guest.password=guest</span>  

 

 

        (3)然后启动tomcat服务,用户名和密码:root,并访问服务,显示登陆页面,说明dubbo-admin部署成功,如图所示:

      

  第三步:SpringMVC与Dubbo的整合,这边使用的Maven的管理项目

        第一:我们先开发服务注册的,就是提供服务,项目结构如图所示:

         

        (1)test-maven-api项目加入了一个服务接口,代码如下:

 

[java] view plain copy

  1. public interface TestRegistryService {  
  2.    public String hello(String name);  
  3. }  


 

 

       (2)test-maven-console在pom.xml加入Dubbo和Zookeeper的jar包、引用test-maven-api的jar包,代码如下:

 

  

[html] view plain copy

  1. <span style="font-size:18px;"><dependency>  
  2.         <groupId>cn.test</groupId>  
  3.         <artifactId>test-maven-api</artifactId>  
  4.         <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>  
  5.     </dependency>  
  6.     
  7.       <dependency>  
  8.             <groupId>com.alibaba</groupId>  
  9.             <artifactId>dubbo</artifactId>  
  10.             <version>2.5.3</version>  
  11.         </dependency>  
  12.           
  13.          <dependency>  
  14.             <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>  
  15.             <artifactId>zookeeper</artifactId>  
  16.             <version>3.4.6</version>  
  17.         </dependency>  
  18.     
  19.       <dependency>  
  20.          <groupId>com.github.sgroschupf</groupId>  
  21.          <artifactId>zkclient</artifactId>  
  22.          <version>0.1</version>  
  23. </dependency></span>  

 

 

        (3)test-maven-console实现具体的服务,代码如下:

 

[java] view plain copy

  1. @Service("testRegistryService")  
  2. public class TestRegistryServiceImpl implements TestRegistryService {  
  3.     public String hello(String name) {    
  4.         return "hello"+name;  
  5.     }  
  6. }  

 

 

        (4)我们服务以及实现好了,这时要暴露服务,代码如下:

  

 

[html] view plain copy

  1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>  
  2. <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"  
  3.     xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"   
  4.     xmlns:jee="http://www.springframework.org/schema/jee"  
  5.     xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"  
  6.     <span style="color:#cc0000;">xmlns:dubbo="http://code.alibabatech.com/schema/dubbo"</span>  
  7.     xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"  
  8.     xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.1.xsd  
  9.     http://www.springframework.org/schema/tx http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx-3.1.xsd  
  10.     http://www.springframework.org/schema/jee http://www.springframework.org/schema/jee/spring-jee-3.1.xsd  
  11.     <span style="color:#990000;">http://code.alibabatech.com/schema/dubbo http://code.alibabatech.com/schema/dubbo/dubbo.xsd</span>  
  12.     http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-3.1.xsd"  
  13.     default-lazy-init="false" >  
  14.    <!-- 提供方应用名称信息,这个相当于起一个名字,我们dubbo管理页面比较清晰是哪个应用暴露出来的 -->  
  15.    <dubbo:application name="dubbo_provider"></dubbo:application>  
  16.    <!-- 使用zookeeper注册中心暴露服务地址 -->    
  17.    <dubbo:registry address="zookeeper://127.0.0.1:2181" check="false" subscribe="false" register=""></dubbo:registry>  
  18.   <!-- 要暴露的服务接口 -->    
  19.   <dubbo:service interface="cn.test.dubbo.registry.service.TestRegistryService" ref="testRegistryService" />        
  20. </beans>  


 

 

  

 

说明:

   dubbo:registry 标签一些属性的说明:

      1)register是否向此注册中心注册服务,如果设为false,将只订阅,不注册。

      2)check注册中心不存在时,是否报错。

      3)subscribe是否向此注册中心订阅服务,如果设为false,将只注册,不订阅。

      4)timeout注册中心请求超时时间(毫秒)。

      5)address可以Zookeeper集群配置,地址可以多个以逗号隔开等。

  dubbo:service标签的一些属性说明:

     1)interface服务接口的路径

     2)ref引用对应的实现类的Bean的ID

     3)registry向指定注册中心注册,在多个注册中心时使用,值为<dubbo:registry>的id属性,多个注册中心ID用逗号分隔,如果不想将该服务注册到任何registry,可将值设为N/A

     4)register 默认true ,该协议的服务是否注册到注册中心。

 

    (5)启动项目,然后我们在Dubbo管理页面上显示,已经暴露的服务,但显示还没有消费者,因为我们还没实现消费者服务,如图所示:

  

   第二:我们在开发服务消费者,就是调用服务,我们在新建一个新的消费者项目:

       

        (1)test-maven-server-console的pom.xml引入Dubbo和Zookeeper的jar包、test-maven-api的jar包,因为引入test-maven-api的jar包,我们在项目中调用像在本地调用一样。代码如下:

      

[html] view plain copy

  1. <span style="font-size:18px;"><dependency>  
  2.         <groupId>cn.test</groupId>  
  3.         <artifactId>test-maven-api</artifactId>  
  4.         <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>  
  5.     </dependency>  
  6.     
  7.       <dependency>  
  8.             <groupId>com.alibaba</groupId>  
  9.             <artifactId>dubbo</artifactId>  
  10.             <version>2.5.3</version>  
  11.         </dependency>  
  12.           
  13.          <dependency>  
  14.             <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>  
  15.             <artifactId>zookeeper</artifactId>  
  16.             <version>3.4.6</version>  
  17.         </dependency>  
  18.     
  19.       <dependency>  
  20.          <groupId>com.github.sgroschupf</groupId>  
  21.          <artifactId>zkclient</artifactId>  
  22.          <version>0.1</version>  
  23. </dependency></span>  

 

 

        (2)test-maven-server-console项目的具体实现,代码如下:

     

[java] view plain copy

  1. @Controller  
  2. public class IndexController {  
  3.       
  4.     @Autowired  
  5.     private TestRegistryService testRegistryService;  
  6.       
  7.     @RequestMapping("/hello")  
  8.     public String index(Model model){  
  9.          String name=testRegistryService.hello("zz");  
  10.          System.out.println("xx=="+name);  
  11.         return "";  
  12.     }  
  13.   
  14. }  




        (3)我们要引用的地址,代码如下:
   

[java] view plain copy

  1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>  
  2. <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"  
  3.     xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"   
  4.     xmlns:jee="http://www.springframework.org/schema/jee"  
  5.     xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"  
  6.     <span style="background-color: rgb(255, 255, 255);"><span style="color:#990000;">xmlns:dubbo="http://code.alibabatech.com/schema/dubbo"</span></span>  
  7.     xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"  
  8.     xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.1.xsd  
  9.     http://www.springframework.org/schema/tx http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx-3.1.xsd  
  10.     http://www.springframework.org/schema/jee http://www.springframework.org/schema/jee/spring-jee-3.1.xsd  
  11.     <span style="color:#990000;">http://code.alibabatech.com/schema/dubbo http://code.alibabatech.com/schema/dubbo/dubbo.xsd</span>  
  12.     http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-3.1.xsd"  
  13.     default-lazy-init="false" >  
  14.   
  15.    <dubbo:application name="dubbo_consumer"></dubbo:application>  
  16.    <!-- 使用zookeeper注册中心暴露服务地址 -->    
  17.    <dubbo:registry address="zookeeper://192.168.74.129:2181" check="false"></dubbo:registry>   
  18.      <!-- 要引用的服务 -->    
  19.    <dubbo:reference interface="cn.test.dubbo.registry.service.TestRegistryService" id="testRegistryService"></dubbo:reference>  
  20. </beans>  

 

 

说明:

   dubbo:reference 的一些属性的说明:

      1)interface调用的服务接口

      2)check 启动时检查提供者是否存在,true报错,false忽略

      3)registry 从指定注册中心注册获取服务列表,在多个注册中心时使用,值为<dubbo:registry>的id属性,多个注册中心ID用逗号分隔

      4)loadbalance 负载均衡策略,可选值:random,roundrobin,leastactive,分别表示:随机,轮循,最少活跃调用

   

(4)项目启动,Dubbo管理页面,能看到消费者,如图所示:

 

(5)然后访问消费者项目,Controller层能像调用本地一样调用服务的具体实现,如图所示:

  

 

总结:

        经过一系列的操作之后,我们感觉,的确很简单,dubbo给我们封装了很多操作,让我们不需要过多考虑具体的实现细节,配置化生成咱们的应用,这样的思想,现在在IT行业正在盛行!

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