dubbo的前世今生 Dubbo的前世今生

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背景在很久以前 , 网站应用是单体应用的架构 , 流量小 , 所有功能、代码都部署在一起 , 成本低 。此时数据库访问框架ORM是关键 。
后来流量逐渐增大 , 单体应用被拆分为互不相干的多个应用 , 这就是垂直架构 , 此时加速前端页面开发的Web框架MVC是关键 。
再后来 , 垂直应用越来越大 , 应用间的交互不可避免 , 分布式服务框架RPC变成了关键 。
dubboRPC , 全称Remote Procedure Call , 即远程过程调用 , 一句话描述就是调用远程对象就像调用本地方法一样方便简单 。常见的RPC框架有dubbo、grpc、thrift等 。

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dubbo ,  |?d?b??| 是一款高性能、轻量级的开源Java RPC框架 , 它提供了三大核心能力:面向接口的远程方法调用 , 智能容错和负载均衡 , 以及服务自动注册和发现 。目前使用dubbo的公司非常多 。

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前世今生dubbo的发展历程可以总结为3个阶段:
  • 诞生阿里:dubbo前生2008年在阿里内部诞生 , 2011年开源 , 2012年发布2.5.3版本后停止更新
  • 当当续命:2014年当当发布dubbox , 是基于阿里开源的dubbo 2.5.3版本增加rest协议的dubbo版本
  • 重启登顶apache:2017年阿里重启dubbo项目 , 并于2018年进入apache孵化 , 2019年成为apache顶级项目 , 同时也发布了dubbo.js , dubbo-go等多语言dubbo版本 , 2020年发布3.0往云原生项目发展的战略计划

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目前支持的版本主要是2.6.x和2.7.x:
  • 2.6.x 主要以 bugfix 和少量 enhancements 为主 , 因此能完全保证稳定性
  • 2.7.x 作为社区的主要开发版本 , 得到持续更新并增加了大量新 feature 和优化 , 同时也带来了一些稳定性挑战
协议dubbo原生的协议定义如下:
  • 0-15: 魔数 , 判断是否是dubbo协议
  • 16: 判断是请求还是返回
  • 17: 判断是否期望返回
  • 18: 判断是否为事件消息 , 如心跳事件
  • 19-23: 序列化标志
  • 24-31: 标志响应状态(类似http status)
  • 32-63: 请求id
  • 64-95: 内容长度(字节)
  • 96-?: 序列化后的内容(换行符分隔)

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dubbo协议的优点是设计紧凑、请求响应的header一致;缺点是无法通过header定位资源 , header和body中字段存在冗余 , 协议无法扩展 。
当然同时也支持扩展多种协议 , 如当当扩展的rest协议 , 还有最新支持的grpc协议等
说到扩展 , 可能是dubbo设计的最大亮点 , dubbo的扩展基于SPI(Service Provide Interface)设计 , 可以无侵入代码实现非常多的功能 。
注册中心注册中心有如下特点:
  • 动态加入 , 服务提供者通过注册中心动态的把自己暴露给消费者 , 无需消费者逐个更新配置文件 。
  • 动态发现服务 , 消费者可以动态发现新的服务 , 无需重启生效 。
  • 统一配置 , 避免本地配置导致每个服务配置不一致 。
  • 动态调整 , 注册中心支持参数动态调整 , 新参数自动更新到所有相关的服务节点 。
  • 统一管理 , 依靠注册中心数据 , 可以统一管理配置服务节点 。dubbo主流的注册中心一般用zookeeper或者nacos , 其他还有很多扩展实现 。
集群集群包含了路由、负载均衡和集群容错三个内容 , 从一个例子来看这三方面的差异:
一个dubbo的用户服务 , 在北京部署了10个 , 在上海部署了20个 。一个杭州的服务消费方发起了一次调用 , 然后发生了以下的事情:
  1. 根据配置的路由规则 , 如果杭州发起的调用 , 会路由到比较近的上海的20个provider 。
  2. 根据配置的随机负载均衡策略 , 在20个provider中随机选择了一个来调用
  3. 假设随机到了第7个provider 。结果调用第7个 provider 失败了 。根据配置的failover集群容错模式 , 重试其他服务器 。重试了第13个provider , 调用成功 。
    这里1对应了路由 , 2对应了负载均衡 , 3对应了集群容错 。
filter在dubbo的整体设计中 , filter是一个很重要的概念 , 包括dubbo本身的大多数功能 , 都是基于此扩展点实现的 , 在每次的调用过程中 , filter的拦截都会被执行 。filter是一种责任链的设计模式:
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常见的filter:监控打点、日志记录、限流降级、鉴权等 。
三大中心三大中心指注册中心 , 元数据中心 , 配置中心 。为什么需要三大中心 , 可以看一条dubbo注册到注册中心上的数据:
/dubbo/org.apache.dubbo.demo.DemoService/providers/dubbo%3A%2F%2F172.23.234.48%3A20880%2Forg.apache.dubbo.demo.DemoService%3Fanyhost%3Dtrue%26application%3Ddubbo-demo-api-provider%26default%3Dtrue%26deprecated%3Dfalse%26dubbo%3D2.0.2%26dynamic%3Dtrue%26generic%3Dfalse%26interface%3Dorg.apache.dubbo.demo.DemoService%26metadata-type%3Dremote%26methods%3DsayHello%2CsayHelloAsync%26pid%3D21563%26release%3D%26side%3Dprovider%26timestamp%3D1600336623852可以看出数据量很大 , 这还是接口级的数据 , 当接口数量越来越多 , 注册中心的压力越来越大 , 变更推送的数据越来越多 。
所以 , 我们需要元数据中心和配置中心来减轻注册中心的压力 。不经常变化的数据可以放在元数据中心 。
/dubbo/org.apache.dubbo.demo.DemoService/providers/dubbo%3A%2F%2F172.23.234.48%3A20880%2Forg.apache.dubbo.demo.DemoService%3Fapplication%3Ddubbo-demo-api-provider%26deprecated%3Dfalse%26dubbo%3D2.0.2%26timestamp%3D1600336144382配置中心也是如此 , 如果没有配置中心需要全量将变更的url推送下去 , 有了配置中心只需要推送变更的配置即可 。
泛化调用我们常见的dubbo调用方式是引入provider定义的接口jar包 , 但如果没有这个jar包 , 能否发起调用?当然是可以 , 也确实有这样的场景 , 比如服务测试平台 , dubbo服务网关等 。只要知道接口名 , 参数等信息即可发起调用 。
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未来发展dubbo当时的未来规划其实走了个曲线 , 并不是一步到现在的云原生方向 。2019年想走的方向是响应式编程(或者叫反应式编程) 。IO密集型的应用 , 通常线程池是限制吞吐的重要因素之一 , 假设consumer线程池为100 , provider接口响应时间为500ms , consumer的qps上限为 (1000 / 500) x 100 = 200 。响应式编程就是解决这个问题 。
响应式编程(reactive programming)是一种基于数据流(data stream)和变化传递(propagation of change)的声明式(declarative)的编程范式 。RSocket 是一个支持 reactive-stream 语义的开源网络通信协议 , 它将 reactive 语义的复杂逻辑封装了起来 , 使得上层可以方便实现网络程序 。Dubbo 在 3.0.0-SNAPSHOT 版本里基于 RSocket 对响应式编程提供了支持 , 用户可以在请求参数和返回值里使用Mono和Flux类型的对象 。
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但到了2020年 , 随着云原生概念的兴起和大厂纷纷地落地 , dubbo是否也可以朝这个方向发展呢?
云原生是基于容器、服务网格、微服务、不可变基础设施和声明式API构建的可弹性扩展的应用 , 基于自动化技术构建具备高容错性、易管理和便于观察的松耦合系统 , 构建一个统一的开源云技术生态 , 能和云厂商提供的服务解耦 。
dubbo的服务级注册发现 , 与k8s容器编排的应用级服务发现相违背 , dubbo是“重sdk” , 与易管理相违背 。
所以在最新的版本中支持了应用级的服务发现 , 原先是这样的一个接口:
/dubbo/org.apache.dubbo.demo.DemoService/providers/dubbo%3A%2F%2F172.23.234.48%3A20880%2Forg.apache.dubbo.demo.DemoService%3Fapplication%3Ddubbo-demo-api-provider%26deprecated%3Dfalse%26dubbo%3D2.0.2%26timestamp%3D1600336144382使用应用级服务发现注册到注册中心上是这样
/services/dubbo-demo-api-provider/172.23.234.48:20880而重sdk , 未来可能会被mesh改善 , 据说阿里内部已经有dubbo mesh落地的业务线了 。
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