微服务架构搭建及开源应用

作者: wencst 分类: JAVA,Uncategorized,微服务,程序设计 发布时间: 2016-11-13 17:07 阅读: 214 次
微服务架构成了当下的技术热点,实现微服务是要付出很大成本的,但也许是因为微服务的优点太过于吸引人,以至于大部分开发者都将它当成未来的发展趋势。

微服务架构的演进过程

dubbo的用户手册中介绍了服务化架构的进化过程,如下图:

图一、服务化架构的演进过程

 

1.orm–单一应用架构
一个高内聚版本,所有功能部署在一起。数据访问框架(orm)成为关键。这个架构很少被人使用,几乎接近灭绝了吧。
优点:成本低,适合功能少又简单缺点:很多,比如无法适应高流量,二次开发难,部署成本高2.mvc架构-垂直应用架构
当访问量渐渐增大,慢慢演化成用的很多的mvc架构。虽然还是所有的功能都是部署在同一个进程中,但是可以通过双机或者前置负载均衡来实现负载分流。这样应用也可以拆分成不同的几个应用,以提升性能和效率。
此时,mvc架构用于分离前后端逻辑。一方面,有一定的模块化。另一方面,加速和方便了开发。

3.rpc架构-分布式服务架构
当mvc垂直应用分成不同应用时,越来越多的情况下。不可避免的事应用a与应用b之间的交互。此时将核心和公共的业务功能抽出来,作为单独的服务,并实现前后端逻辑分离。
此时则就需要提高业务的复用及整合的分布式rpc框架,例如dubbo等。

4.soa架构-流动计算架构
当rpc架构中的服务越来越多时,服务的生命周期的管控,容量的评估等各种问题会出现,使服务化成为瓶颈。需要增加一个调度中心来进行对服务管控,监督等。

5.微服务架构

在soa的基础上,人们又提出了微服务架构,它就是将功能分散到各个离散的服务中然后实现对方案的解耦。服务更原子,自治更小,然后高密度部署服务。
 

微服务的技术关注点

要实现一个微服务的架构,我们需要关注的技术点包括:服务注册、发现、负载均衡和健康检查,前端路由(网关),容错,服务框架的选择,动态配置管理等模块。这些模块可以组成一个简化的微服务架构图如下:

图二、简化的微服务架构图

 

笔者使用蚂蚁金融云有一年的时间,蚂蚁金服通过蚂蚁金融云输出了积累多年的技术组件。给其他企业的服务化体系和框架建设提供了很好的设计思路。除了微服务所需要的基础组件之外,还提供了分布式消息组件,分库分表组件,分布式调度组件等企业开发常用的中间件。根据蚂蚁金融云的设计思路,一个网站的基础组件架构图如下:

图三、网站的基础组件架构图

 

可惜蚂蚁金融云中的产品并不是开源的,一个企业想拥有属于自己的网站架构,就要选出最适合的开源的服务框架实现这些组件,从而使后续开发者更关注于业务逻辑实现。

这些组件的实现方式以后有时间的话会一一讲解,这篇文章接下来先介绍一下dubbo+zookeeper来实现微服务中的前端服务、后端通用服务、服务注册中心中所涉及到的功能。

 

使用dubbo+zookeeper实现简化的微服务架构

dubbo是一个分布式服务框架,是阿里巴巴SOA服务化治理方案的核心框架。zookeeper是一个为分布式应用提供一致性服务的软件,提供的功能包括:配置维护、域名服务、分布式同步、组服务等。zookeeper可以作为dubbo服务的注册中心,两者结合起来可以实现微服务中的服务注册、发现、负载均衡和健康检查,容错,动态配置管理的功能。由于dubbo没有提供前端路由的功能,所以我们还需实现一个具备监控、安全认证、限流、服务反向路由功能的网关组件才能实现完整的微服务。这个组件实现起来比较复杂,在这篇文章中不做介绍,我们先用springMVC将dubbo服务暴露成浏览器可访问的http接口。

第一步:zookeeper集群的部署

使用zookeeper作为dubbo的注册中心,部署起来并不麻烦。为了保持注册中心的高可用性,在生产环境下我们需要配置多个zookeeper协同运行。在集群模式下,zookeeper会基于Paxos算法从集群中选择一台作为leader,其他机器作为follower,注册中心的数据都以leader为准。一台zk机器成为leader的条件是超过这台机器是可用的,且被超过半数的机器选举为leader。基于这种实现方式,我们选择zk集群的数量时最好为奇数个,最少为3个,这样只要有超过半数的zk机器存活那注册中心就是可用的。

注:如果我们选择2台机器作为zk的集群,那只要有一台zk挂掉,另一台机器就无法得到超过半数的选票,那么这个zk集群就直接失效了。因此选2台机器作为zk集群的稳定性在理论上不如一台机器作为注册中心的稳定性。

以3台机器作为zk集群为例,每台zk的具体部署方式为:

1、下载安装包并解压到安装目录,zookeeper安装包的下载地址为:http://www.apache.org/dist/zookeeper/

2、进入解压目录的conf文件夹,配置zookeeper启动的基本参数。

在conf文件夹下有一个 zoo_sample.cfg的文件,是zk启动的配置样例,zookeeper进程在启动的时候会找zoo.cfg文件作为默认的配置文件,所以我们复制一个名称为zoo.cfg的文件,并编辑其中的配置信息如下:

图四、zookeeper的配置文件

图中用红框标出来的地方是zk启动需要额外注意的参数:

dataDir为内存数据库快照的存放位置,

clientPort 为zk进程的监听端口

server.A=B:C:D

A为数字,标识这条配置为第几个zk服务器,即机器id

B为host名,标识这个服务器的主机地址

C和D为zk集群的成员用于选举leader时的通讯端口

3、在dataDir路径下创建myid文件,标识这台机器对应的机器id

4、运行zookeeper进程,在zookeeper目录下的bin文件夹中,运行

./zkServer.sh start

ps: 停止方法——运行./zkServer.sh stop

5、服务验证

zk进程启动后,默认会从三台机器中选出一个leader,2个follower,在bin目录下运行./zkServer.sh status可以查看zk进程的运行状态

图五、三台机器zookeeper的运行状态

如图所示,集群选择zoo2作为leader,其他机器作为 follower 的方式运行。

 

第二步:开发前端服务和后端通用服务

第二步需要创建两个项目:

我们使用springMVC模块代替一下服务前端路由,与前端服务合成一个项目,作为服务的调用者。

开发一个后端通用服务接口,作为服务的提供者。

如果开发者是用maven做的项目管理,给大家推荐一个十分实用的多模块项目结构,模块的分层和依赖关系如下:

图六:项目模块划分

如果项目的数据层操作比较复杂,可以在DAO层前面加一个领域层,模块依赖关系如下:

图七:项目模块划分(带领域层)

 

按照图中的maven模块结构,我们生成服务提供方和服务调用方两个项目,如图:

图八、服务提供方项目结构

图九、服务调用方项目结构

 

我们将服务提供方命名为dubboservice,服务调用方命名为dubboclient。

首先在dubboservice项目中实现一个简单的Hello World 服务。

1、接口:

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

2、实现类:

                @Service("testService")
                public class TestServiceImpl implements TestService {
                    @Override
                    public String sayHello(String name) {
                        return String.format("Hi! Client_%s! ", name);
                    }
                }

3、然后在dubboservice中引入dubbo,zookeeper所用的依赖,坐标如下:

            
            com.alibaba<\groupId>
            dubbo<\artifactId>
            2.5.3<\version>
        <\dependency>
            
            org.apache.zookeeper<\groupId>
            zookeeper<\artifactId>
            3.4.5<\version>
        <\dependency>            
            com.github.sgroschupf<\groupId>
            zkclient<\artifactId>
            0.1<\version>
        <\dependency>

4、将Hello World服务在spring的配置文件中暴露出来,如图:

5、将dubboservice项目启动,我们便向注册中心提供了一个简易的后端通用服务。

然后在dubboclient项目中实现对后端服务的引用,和对外的路由

1、除了在dubboclient中引入dubbo,zookeeper所用的依赖之外,我们还需要引入dubboservice中所用到的服务依赖,如下:

2、在spring的配置文件中声明所引用的服务:

3、新建一个controller,将引用的服务通过controller暴露出去,代码如下:

                @Controller
                public class HelloController {

                    @Autowired
                    private TestService testService;

                    @RequestMapping("/hello/{name}")
                    @ResponseBody
                    public String hello(@PathVariable String name){
                        String rslt=testService.sayHello(name);
                        return rslt;
                    }
                }

4、启动项目,这个时候dubboclient 就成功引用到了dubboservice的服务

我们通过浏览器访问dubboclient暴露出来的接口,确保dubboclient可以正常调用到dubboservice的具体实现,如图所示:

这样我们就成功部署了一个简易的微服务架构。

我们可以通过zookeeper的查看工具更直观的查看dubbo在zookeeper中的注册和订阅信息,此时的注册和订阅信息如下:

后续:

dubbo与zookeeper的复杂配置还有很多,本文只介绍了dubbo与zookeeper最基本的用法。要想了解更多的信息可以通过官方文档进行学习:

dubbo中文文档:http://dubbo.io/

zookeeper文档:http://zookeeper.apache.org/

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