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如何快速開(kāi)發(fā)一個(gè) Dubbo 應(yīng)用？

在分布式系統(tǒng)中，遠(yuǎn)程調(diào)用是最基礎(chǔ)也是最重要的基石。歷史上，曾經(jīng)先后出現(xiàn)過(guò) CORBA、RMI、EJB、WebService 等技術(shù)和規(guī)范，在服務(wù)化以及微服務(wù)日趨流行的今天，更多的被廣泛使用的是包括 gRPC、Finagle、以及國(guó)內(nèi)的 Dubbo 為代表的輕量級(jí)框架。

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由于這些框架多半與服務(wù)注冊(cè)中心、配置中心等配套設(shè)施結(jié)合使用，用來(lái)作為系統(tǒng)分布式服務(wù)化的場(chǎng)景，因此這類(lèi)框架又被統(tǒng)稱(chēng)為服務(wù)框架。本文將以 Dubbo 為例，介紹如何快速開(kāi)發(fā)一個(gè) Dubbo 應(yīng)用。

背景

本文將以 Dubbo 為例，介紹如何快速開(kāi)發(fā)一個(gè) Dubbo 應(yīng)用。為了便于讀者理解：

  • 首先會(huì)介紹一下傳統(tǒng)的 RMI 的基本概念
  • 然后比較下現(xiàn)代的 RPC 框架與 RMI 的區(qū)別
  • 再基于 Dubbo 提供的 API 展示最基本的 Dubbo 應(yīng)用如何開(kāi)發(fā)
  • 最后介紹如何通過(guò) start.dubbo.io 快速搭建 Dubbo 的腳手架工程

Java RMI 簡(jiǎn)介

Java RMI （Remote Method Invocation） 遠(yuǎn)程方法調(diào)用，能夠讓客戶(hù)端像使用本地調(diào)用一樣調(diào)用服務(wù)端 Java 虛擬機(jī)中的對(duì)象方法。RMI 是面向?qū)ο笳Z(yǔ)言領(lǐng)域?qū)?RPC （Remote Procedure Call）的完善，用戶(hù)無(wú)需依靠 IDL 的幫助來(lái)完成分布式調(diào)用，而是通過(guò)依賴(lài)接口這種更簡(jiǎn)單自然的方式。

Java RMI 工作原理

一個(gè)典型的 RMI 調(diào)用如下圖所示：

  • 服務(wù)端向 RMI 注冊(cè)服務(wù)綁定自己的地址；
  • 客戶(hù)端通過(guò) RMI 注冊(cè)服務(wù)獲取目標(biāo)地址；
  • 客戶(hù)端調(diào)用本地的 Stub 對(duì)象上的方法，和調(diào)用本地對(duì)象上的方法一致；
  • 本地存根對(duì)象將調(diào)用信息打包，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到服務(wù)端；
  • 服務(wù)端的 Skeleton 對(duì)象收到網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求之后，將調(diào)用信息解包；
  • 然后找到真正的服務(wù)對(duì)象發(fā)起調(diào)用，并將返回結(jié)果打包通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送回客戶(hù)端。

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(來(lái)源：https://www.cs.rutgers.edu/~pxk/417/notes/images/rpc-rmi_flow.png)

Java RMI 基本概念

Java RMI 是 Java 領(lǐng)域創(chuàng)建分布式應(yīng)用的技術(shù)基石。后續(xù)的 EJB 技術(shù)，以及現(xiàn)代的分布式服務(wù)框架，其中的基本理念依舊是 Java RMI 的延續(xù)。在 RMI 調(diào)用中，有以下幾個(gè)核心的概念：

  1. 通過(guò)接口進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)用
  2. 通過(guò)客戶(hù)端的 Stub 對(duì)象和服務(wù)端的 Skeleton 對(duì)象的幫助將遠(yuǎn)程調(diào)用偽裝成本地調(diào)用
  3. 通過(guò) RMI 注冊(cè)服務(wù)完成服務(wù)的注冊(cè)和發(fā)現(xiàn)

對(duì)于第一點(diǎn)，客戶(hù)端需要依賴(lài)接口，而服務(wù)端需要提供該接口的實(shí)現(xiàn)。對(duì)于第二點(diǎn)，在 J2SE 1.5 版本之前需要通過(guò) rmic 預(yù)先編譯好客戶(hù)端的 Stub 對(duì)象和服務(wù)端的 Skeleton 對(duì)象。在之后的版本中，不再需要事先生成 Stub 和 Skeleton 對(duì)象。

下面通過(guò)示例代碼簡(jiǎn)單的展示 RMI 中的服務(wù)注冊(cè)和發(fā)現(xiàn)：

服務(wù)端的服務(wù)注冊(cè)

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說(shuō)明：

  1. 初始化服務(wù)對(duì)象實(shí)例；
  2. 通過(guò) UnicastRemoteObject.exportObject 生成可以與服務(wù)端通訊的 Stub 對(duì)象；
  3. 創(chuàng)建一個(gè)本地的 RMI 注冊(cè)服務(wù)，監(jiān)聽(tīng)端口為 1099。該注冊(cè)服務(wù)運(yùn)行在服務(wù)端，也可以單獨(dú)啟動(dòng)一個(gè)注冊(cè)服務(wù)的進(jìn)程；
  4. 將 Stub 對(duì)象綁定到注冊(cè)服務(wù)上，這樣，客戶(hù)端可以通過(guò) Hello 這個(gè)名字查找到該遠(yuǎn)程對(duì)象。

客戶(hù)端的服務(wù)發(fā)現(xiàn)

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說(shuō)明：

  1. 獲取注冊(cè)服務(wù)實(shí)例，在本例中，由于沒(méi)有傳入任何參數(shù)，假定要獲取的注冊(cè)服務(wù)實(shí)例部署在本機(jī)，并監(jiān)聽(tīng)在 1099 端口上；
  2. 從注冊(cè)服務(wù)中查找服務(wù)名為 Hello 的遠(yuǎn)程對(duì)象；
  3. 通過(guò)獲取的 Stub 對(duì)象發(fā)起一次 RMI 調(diào)用并獲得結(jié)果。

理解 RMI 的工作原理和基本概念，對(duì)掌握現(xiàn)代分布式服務(wù)框架很有幫助，建議進(jìn)一步的閱讀 RMI 官方教材 [1]。

Dubbo 基本概念

現(xiàn)代的分布式服務(wù)框架的基本概念與 RMI 是類(lèi)似的，同樣是使用 Java 的 Interface 作為服務(wù)契約，通過(guò)注冊(cè)中心來(lái)完成服務(wù)的注冊(cè)和發(fā)現(xiàn)，遠(yuǎn)程通訊的細(xì)節(jié)也是通過(guò)代理類(lèi)來(lái)屏蔽。具體來(lái)說(shuō)，Dubbo 在工作時(shí)有以下四個(gè)角色參與：

  1. 服務(wù)提供者：?jiǎn)?dòng)時(shí)在指定端口上暴露服務(wù)，并將服務(wù)地址和端口注冊(cè)到注冊(cè)中心上。
  2. 服務(wù)消費(fèi)者：?jiǎn)?dòng)時(shí)向注冊(cè)中心訂閱自己感興趣的服務(wù)，以便獲得服務(wù)提供方的地址列表。
  3. 注冊(cè)中心 ：負(fù)責(zé)服務(wù)的注冊(cè)和發(fā)現(xiàn)，負(fù)責(zé)保存服務(wù)提供方上報(bào)的地址信息，并向服務(wù)消費(fèi)方推送。
  4. 監(jiān)控中心：負(fù)責(zé)收集服務(wù)提供方和消費(fèi)方的運(yùn)行狀態(tài)，比如服務(wù)調(diào)用次數(shù)、延遲等，用于監(jiān)控。
  5. 運(yùn)行容器：負(fù)責(zé)服務(wù)提供方的初始化、加載以及運(yùn)行的生命周期管理。

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部署階段

  • 服務(wù)提供者在指定端口暴露服務(wù)，并向注冊(cè)中心注冊(cè)服務(wù)信息。
  • 服務(wù)消費(fèi)者向注冊(cè)中心發(fā)起服務(wù)地址列表的訂閱。

運(yùn)行階段

  • 注冊(cè)中心向服務(wù)消費(fèi)者推送地址列表信息。
  • 服務(wù)消費(fèi)者收到地址列表后，從其中選取一個(gè)向目標(biāo)服務(wù)發(fā)起調(diào)用。
  • 調(diào)用過(guò)程服務(wù)消費(fèi)者和服務(wù)提供者的運(yùn)行狀態(tài)上報(bào)給監(jiān)控中心。

基于 API 的 Dubbo 應(yīng)用

Dubbo 的應(yīng)用一般都是通過(guò) Spring 來(lái)組裝的。為了快速獲得一個(gè)可以工作的 Dubbo 應(yīng)用，這里的示例摒棄了復(fù)雜的配置，而改用面向 Dubbo API 的方式來(lái)構(gòu)建服務(wù)提供者和消費(fèi)者，另外，注冊(cè)中心和監(jiān)控中心在本示例中也不需要安裝和配置。

在生產(chǎn)環(huán)境，Dubbo 的服務(wù)需要一個(gè)分布式的服務(wù)注冊(cè)中心與之配合，比如，ZooKeeper。為了方便開(kāi)發(fā)，Dubbo 提供了直連[2]以及組播[3]兩種方式，從而避免額外搭建注冊(cè)中心的工作。在本例中，將使用組播的方式來(lái)完成服務(wù)的注冊(cè)和發(fā)現(xiàn)。

定義服務(wù)契約

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說(shuō)明：

定義了一個(gè)簡(jiǎn)單的服務(wù)契約 GreetingsService，其中只有一個(gè)方法 sayHi 可供調(diào)用，入?yún)⑹?String 類(lèi)型，返回值也是 String 類(lèi)型。

提供契約的實(shí)現(xiàn)

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說(shuō)明：

  1. 服務(wù)提供者需要實(shí)現(xiàn)服務(wù)契約 GreetingsService 接口。
  2. 該實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的返回一個(gè)歡迎信息，如果入?yún)⑹?dubbo，則返回 hi, dubbo。

實(shí)現(xiàn) Dubbo 服務(wù)提供方

??

??

說(shuō)明：

  1. 創(chuàng)建一個(gè) ServiceConfig 的實(shí)例，泛型參數(shù)信息是服務(wù)接口類(lèi)型，即 GreetingsService。
  2. 生成一個(gè) AplicatonConfig 的實(shí)例，并將其裝配進(jìn) ServiceConfig。
  3. 生成一個(gè) RegistryConfig 實(shí)例，并將其裝配進(jìn) ServiceConfig，這里使用的是組播方式，參數(shù)是 multicast://224.5.6.7:1234。合法的組播地址范圍為：224.0.0.0 - 239.255.255.255
  4. 將服務(wù)契約 GreetingsService 裝配進(jìn) ServiceConfig。
  5. 將服務(wù)提供者提供的實(shí)現(xiàn) GreetingsServiceImpl 的實(shí)例裝配進(jìn) ServiceConfig。
  6. ServiceConfig 已經(jīng)具備足夠的信息，開(kāi)始對(duì)外暴露服務(wù)，默認(rèn)監(jiān)聽(tīng)端口是 20880。
  7. 為了防止服務(wù)端退出，按任意鍵或者 ctrl-c 退出。

實(shí)現(xiàn) Dubbo 服務(wù)調(diào)用方

??

??

說(shuō)明：

  1. 創(chuàng)建一個(gè) ReferenceConfig 的實(shí)例，同樣，泛型參數(shù)信息是服務(wù)接口類(lèi)型，即 GreetingService。
  2. 生成一個(gè) AplicatonConfig 的實(shí)例，并將其裝配進(jìn) ReferenceConfig。
  3. 生成一個(gè) RegistryConfig 實(shí)例，并將其裝配進(jìn) ReferenceConfig，注意這里的組播地址信息需要與服務(wù)提供方的相同。
  4. 將服務(wù)契約 GreetingsService 裝配進(jìn) ReferenceConfig。
  5. 從 ReferenceConfig 中獲取到 GreetingService 的代理。
  6. 通過(guò) GreetingService 的代理發(fā)起遠(yuǎn)程調(diào)用，傳入的參數(shù)為 dubbo。
  7. 打印返回結(jié)果 hi, dubbo。

運(yùn)行

完整的示例：

??https://github.com/dubbo/dubbo-samples/tree/master/dubbo-samples-api ??

在完整的示例中，由于配置了 exec-maven-plugin，可以很方便的在命令行下通過(guò) maven 的方式執(zhí)行。當(dāng)然，您也可以在 IDE 里直接執(zhí)行，但是需要注意的是，由于使用了組播的方式來(lái)發(fā)現(xiàn)服務(wù)，運(yùn)行時(shí)需要指定：

 -Djava.net.preferIPv4Stack=true。

  • 構(gòu)建示例

通過(guò)以下的命令來(lái)同步示例代碼并完成構(gòu)建：

  • 同步代碼：git clone https://github.com/dubbo/dubbo-samples.git
  • 構(gòu)建：mvn clean package

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當(dāng)看到 BUILD SUCCESS 的時(shí)候表明構(gòu)建完成，下面就可以開(kāi)始進(jìn)入運(yùn)行階段了。

  • 運(yùn)行服務(wù)端

通過(guò)運(yùn)行以下的 maven 命令來(lái)啟動(dòng)服務(wù)提供者：

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當(dāng) first-dubbo-provider is running. 出現(xiàn)時(shí)，代表服務(wù)提供者已經(jīng)啟動(dòng)就緒，等待客戶(hù)端的調(diào)用。

  • 運(yùn)行客戶(hù)端

通過(guò)運(yùn)行以下的 maven 命令來(lái)調(diào)用服務(wù)：

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可以看到， hi, dubbo 是從服務(wù)提供者返回的執(zhí)行結(jié)果。

快速生成 Dubbo 應(yīng)用

Dubbo 還提供了一個(gè)公共服務(wù)快速搭建基于 Spring Boot 的 Dubbo 應(yīng)用。訪問(wèn) http://start.dubbo.io 并按照下圖所示來(lái)生成示例工程：

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說(shuō)明：

  1. 在 Group 中提供 maven groupId，默認(rèn)值是 com.example。
  2. 在 Artifact 中提供 maven artifactId，默認(rèn)值是 demo。
  3. 在 DubboServiceName 中提供服務(wù)名，默認(rèn)值是 com.example.HelloService。
  4. 在 DubboServiceVersion 中提供服務(wù)的版本，默認(rèn)值是 1.0.0。
  5. 在 Client/Server 中選取本次構(gòu)建的工程是服務(wù)提供者 (Server) 還是服務(wù)消費(fèi)者 (Client)，默認(rèn)值是 server。
  6. 使用 embeddedZookeeper 作為服務(wù)注冊(cè)發(fā)現(xiàn)，默認(rèn)為勾選。
  7. 是否激活 qos 端口，默認(rèn)為不勾選，如果勾選可以通過(guò) 22222 端口訪問(wèn)。
  8. 點(diǎn)擊 Generate Project 即可下載生成好的工程。

在本例中展示的是服務(wù)提供者，同樣的，通過(guò)在生成界面選取 client 來(lái)生成對(duì)應(yīng)的服務(wù)消費(fèi)者。

  • 運(yùn)行

用 IDE 打開(kāi)生成好的工程，可以發(fā)現(xiàn)應(yīng)用是一個(gè)典型的 Spring Boot 應(yīng)用。程序的入口如下所示：

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說(shuō)明：

  1. 在 2181 端口上啟動(dòng)嵌入式 ZooKeeper。
  2. 啟動(dòng) Spring Boot 上下文。

可以直接在 IDE 中運(yùn)行，輸出結(jié)果如下：

2018-05-28 16:59:38.072  INFO 59943 --- [           main] a.b.d.c.e.WelcomeLogoApplicationListener :  
  
  :: Dubbo Spring Boot (v0.1.0) : https://github.com/dubbo/dubbo-spring-boot-project 
  :: Dubbo (v2.0.1) : https://github.com/alibaba/dubbo 
  :: Google group : http://groups.google.com/group/dubbo 
  
 ... 
  
 2018-05-28 16:59:39.624  INFO 59943 --- [           main] com.example.demo.DemoApplication         : Started DemoApplication in 1.746 seconds (JVM running for 2.963)

說(shuō)明：

輸出中打印的以 dubbo. 開(kāi)頭的配置信息，定義在 main/resources/application.properties 中。

  • 通過(guò) Telnet 管理服務(wù)

生成工程的時(shí)候如果選擇了激活 qos 的話(huà)，就可以通過(guò) telnet 或者 nc 來(lái)管理服務(wù)、查看服務(wù)狀態(tài)。

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目前 qos 支持以下幾個(gè)命令，更詳細(xì)的信息請(qǐng)查閱官方文檔[4]：

  • ls：列出消費(fèi)者、提供者信息
  • online：上線服務(wù)
  • offline：下線服務(wù)
  • help：聯(lián)機(jī)幫助

總結(jié)

在本文中，從 RMI 開(kāi)始，介紹了 Java 領(lǐng)域分布式調(diào)用的基本概念，也就是基于接口編程、通過(guò)代理將遠(yuǎn)程調(diào)用偽裝成本地、通過(guò)注冊(cè)中心完成服務(wù)的注冊(cè)和發(fā)現(xiàn)。

然后為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，使用簡(jiǎn)單的組播注冊(cè)方式和直接面向 Dubbo API 編程的方式介紹了如何開(kāi)發(fā)一個(gè) Dubbo 的完整應(yīng)用。深入的了解 ServiceConfig 和 ReferenceConfig 的用法，對(duì)于進(jìn)一步的使用 Spring XML 配置、乃至 Spring Boot 的編程方式有這很大的幫助。

最后，簡(jiǎn)單的介紹了如何通過(guò) Dubbo 團(tuán)隊(duì)提供的公共服務(wù) start.dubbo.io 快速搭建基于 Spring Boot 的 Dubbo 應(yīng)用，并通過(guò) qos 來(lái)做 Dubbo 服務(wù)的簡(jiǎn)單運(yùn)維。

【本文為專(zhuān)欄作者“阿里巴巴官方技術(shù)”原創(chuàng)稿件，轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系原作者】

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