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Dubbo的高階特性：服務治理篇

2023-07-12 12:02:34

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上一篇中，我們已經在Spring Boot應用中整合了Dubbo，並註冊了一個服務提供方和一個服務使用方。當然，生產環境中應用往往會部署多個節點，以此來保證服務的高可用，那麼如何設定Dubbo的負載均衡策略呢？

下面我們以此為切入點，來介紹Dubbo在服務治理方面提供的高階特性的設定與使用。Dubbo預設支援6種設定來源：

  • JVM System Properties，JVM -D引數

  • System environment，JVM程序的環境變數

  • Externalized Configuration，外部化設定，從設定中心讀取

  • Application Configuration，應用的屬性設定，從Spring應用的Environment中提取"dubbo"打頭的屬性集

  • API//註解等程式設計介面採集的設定可以被理解成設定來源的一種，是直接面向用戶程式設計的設定採集方式

  • 從classpath讀取組態檔 dubbo.properties

在今天的內容中，我們只會涉及到Application Configuration，XML和註解這3種常見的設定方式。

Tips：本篇為基礎內容，重點在設定和使用，不涉及任何實現原理和演演算法原理。

負載均衡

微服務中，負載均衡指的是將請求「合理」的分配在服務的不同節點間，以達到優化使用資源，提供高吞吐量，降低響應時間的目的。Dubbo 3.X中提供了7種負載均衡策略：

演演算法 特性 設定值 預設設定 說明
Weighted Random LoadBalance 加權隨機 random 是 預設演演算法，預設權重相同
RoundRobin LoadBalance 加權輪詢 roundrobin 否 借鑑於 Nginx 的平滑加權輪詢演演算法，預設權重相同，
LeastActive LoadBalance 最少活躍優先 + 加權隨機 leastactive 否 背後是能者多勞的思想
Shortest-Response LoadBalance 最短響應優先 + 加權隨機 shortestresponse 否 更加關注響應速度
ConsistentHash LoadBalance 一致性雜湊 consistenthash 否 確定的入參，確定的提供者，適用於有狀態請求
P2C LoadBalance Power of Two Choice p2c 否 隨機選擇兩個節點後，繼續選擇「連線數」較小的那個節點。
Adaptive LoadBalance 自適應負載均衡 adaptive 否 在 P2C 演演算法基礎上，選擇二者中 load 最小的那個節點

Dubbo支援為服務提供方和服務使用方設定負載均衡策略，當兩者都設定了負載均衡策略，以服務使用方的負載均衡策略為準。

首先我們來看XML檔案的設定方式，通過XML檔案，可以為介面，方法設定負載均衡策略，先為服務提供方的DubboDemoService介面設定負載均衡策略：

<dubbo:service interface="com.wyz.api.DubboDemoService" ref="dubboDemoServiceImpl" loadbalance="roundrobin"/>

接著我們為服務使用方在呼叫DubboDemoService#say方法時設定負載均很策略：

<dubbo:reference id="DubboDemoService" interface="com.wyz.api.DubboDemoService">
  <dubbo:method name="say" loadbalance="roundrobin"/>
</dubbo:reference>

接著我們使用Application檔案設定負載均衡策略，通過Application檔案，可以設定Dubbo應用的全域性負載均衡策略，內容如下：

dubbo:
  provider:
    loadbalance: roundrobin
  consumer:
    loadbalance: roundrobin

最後註解的形式設定負載均衡策略，可以為介面和方法設定負載均衡策略設定，程式碼如下：

@DubboService(loadbalance = "roundrobin")
public class DubboDemoServiceImpl implements DubboDemoService {
  
  @Override
  @DubboService(loadbalance = "leastactive")
  public String say(String message) {
    return "DubboProvider  say : " + message;
  }
}

叢集容錯

當設定好負載均衡策略後，程式一直穩定執行。可是突然有一天，叢集中的某個節點不可用了，當請求「命中」了不可用的節點後，Dubbo會如何處理呢？

Dubbo提供了叢集容錯的能力，實現了9中針對叢集中節點故障的處理方案：

策略 設定值 預設設定 特性 應用場景
Failover Cluster failover 是 失敗自動切換，當出現失敗，重試其它伺服器 通常用於讀操作，可以設定重試次數
Failfast Cluster failfast 否 快速失敗，失敗後立即報錯 通常用於非冪等寫操作
Failsafe Cluster failsafe 否 失敗安全，出現異常時，直接忽略 通常用於寫入審計紀錄檔
Failback Cluster failback 否 失敗自動恢復，後臺記錄失敗請求，定時重發 通常用於訊息通知
Forking Cluster forking 否 並行呼叫多個伺服器，只要一個成功即返回 通常用於實時性要求較高的讀操作
Broadcast Cluster broadcast 否 廣播呼叫所有提供者，逐個呼叫，任意一臺報錯則報錯 快取更新
Available Cluster available 否 呼叫目前可用的範例（只呼叫一個），如果當前沒有可用的範例，則丟擲異常 不需要負載均衡的場景
Mergeable Cluster mergeable 否 將叢集中的呼叫結果聚合起來返回結果，通常和group一起配合使用 /
ZoneAware Cluster / 否 多註冊中心訂閱的場景，註冊中心叢集間的負載均衡 /

XML檔案的形式依舊提供了介面及介面方法級別的叢集容錯策略設定：

<dubbo:service interface="com.wyz.api.DubboDemoService" ref="dubboDemoServiceImpl" cluster="failover" retries="2"/>

其中retries是Failover Cluster策略的引數，設定了介面重試的次數（不含正常呼叫次數），例如，在上述設定中，正常呼叫失敗後，至多會再呼叫兩次。通過XML設定方法級別的叢集容錯策略與設定負載均衡策略一致，這裡就不過多贅述了。

Application檔案中可以設定全域性的叢集容錯策略，內容如下：

dubbo:
  provider:
    cluster: failover
    retries: 2

最後是註解設定方式，依舊是通過@DubboService來設定介面和介面方法級別的叢集容錯策略，程式碼如下：

@DubboService(cluster = "failover", retries = 2)
public class DubboDemoServiceImpl implements DubboDemoService {
  
  @Override
  @DubboService(cluster = "failover", retries = 2)
  public String say(String message) {
    return "DubboProviderXML  say : " + message;
  }
}

服務降級

Dubbo自身提供的服務降級功能較為簡陋，只提供了mock功能，如果想要體驗功能完善的限流熔斷等功能，可以使用Sentinel，Hystrix以及Resilience4j等Dubbo支援的專業的技術元件。由於Dubbo的服務降級功能較為簡陋，這裡只通過3種XML檔案的設定方式瞭解服務降級的功能的設定即可。

設定方式一

<dubbo:service interface="com.wyz.api.DubboDemoService" ref="dubboDemoServiceImpl"  mock="true"/>

這種方式的設定中，需要在相同包下有類名 + Mock字尾的實現類，例如：DubboDemoServiceMock。

public class DubboDemoServiceMock implements DubboDemoService {
  @Override
  public String say(String message) {
    return "服務出錯了！";
  }
}

設定方式二

通過Mock類的全限名設定：

<dubbo:service interface="com.wyz.api.DubboDemoService" ref="dubboDemoServiceImpl"  mock="com.wyz.api.DubboDemoServiceMock"/>

設定方式三

使用Dubbo定義的表示式：mock="[fail|force]return|throw xxx"。

  • [fail|force]，預設值fail，表示呼叫失敗後，或不進行方法呼叫直接強制執行mock方法；

  • return xxx，表示返回指定結果，需要符合介面的返回型別；

  • throw xxx，表示丟擲指定異常。

我們舉幾個例子：

<dubbo:service interface="com.wyz.api.DubboDemoService" ref="dubboDemoServiceImpl"  mock="return fail"/>
<dubbo:service interface="com.wyz.api.DubboDemoService" ref="dubboDemoServiceImpl"  mock="force:return false"/>
<dubbo:service interface="com.wyz.api.DubboDemoService" ref="dubboDemoServiceImpl"  mock="fail:throw java.lang.NullPointException"/>

服務分組

允許通過分組的方式來區分同一個介面的不同實現方式。例如：為DubboXMLService介面新增兩個不同的實現DubboXMLServiceImpl和NewDubboXMLServiceImpl。

public interface DubboXMLService {
  String say(String message);
}

public class DubboXMLServiceImpl implements DubboXMLService {
  @Override
  public String say(String message) {
    return "DubboProviderXML say : " + message;
  }
}

public class NewDubboXMLServiceImpl implements DubboXMLService {
  @Override
  public String say(String message) {
    return "NewDubboProviderXML say : " + message;
  }
}

首先是通過XML檔案設定服務提供方：

<bean id="dubboXMLServiceImpl" class="com.wyz.service.impl.DubboXMLServiceImpl"/>
<dubbo:service interface="com.wyz.api.DubboXMLService" ref="dubboXMLServiceImpl" group="XML-Provider"/>

<bean id="newDubboXMLServiceImpl" class="com.wyz.service.impl.NewDubboXMLServiceImpl"/>
<dubbo:service interface="com.wyz.api.DubboXMLService" ref="newDubboXMLServiceImpl" group="New-XML-Provider"/>

接著來看服務使用方的設定：

<dubbo:reference id="dubboXMLService" interface="com.wyz.api.DubboXMLService" group="XML-Provider"/>
<dubbo:reference id="newDubboXMLService" interface="com.wyz.api.DubboXMLService" group="New-XML-Provider"/>

使用的話也非常簡單，可以直接通過@Autowired方式注入不同分組的服務：

public class DubboConsumerXMLService implements CommandLineRunner {
  
  @Autowired
  DubboXMLService dubboXMLService;
  
  @Autowired
  DubboXMLService newDubboXMLService;
  
  @Override
  public void run(String... args) {
    String message = dubboXMLService.say("wyz");
    System.out.println(message);
    
    String newMessage = newDubboXMLService.say("wyz");
    System.out.println(newMessage);
  }
}

再來看如何通過註解的方式進行設定：

@DubboService(group = "Annotation-Provider")
public class DubboAnnotationServiceImpl implements DubboAnnotationService {
  @Override
  public String say(String message) {
    return "DubboProviderAnnotation say : " + message;
  }
}

@DubboService(group = "New-Annotation-Provider")
public class NewDubboAnnotationServiceImpl implements DubboAnnotationService {
  @Override
  public String say(String message) {
    return "NewDubboProviderAnnotation say : " + message;
  }
}

最後是通過註解使用不同分組的服務，注意這裡要使用@DubboReference注入Bean：

@Component
public class DubboConsumerAnnotationService implements CommandLineRunner {
  
  @DubboReference(group = "Annotation-Provider")
  DubboAnnotationService dubboAnnotationService;
  
  @DubboReference(group = "New-Annotation-Provider")
  DubboAnnotationService newDubboAnnotationService;
  
  @Override
  public void run(String... args) {
    String message = dubboAnnotationService.say("wyz-Annotation");
    System.out.println(message);
    
    String newMessage = newDubboAnnotationService.say("wyz-Annotation");
    System.out.println(newMessage);
  }
}

Tips：不推薦通過Application檔案的方式進行設定。

服務版本

Dubbo中，介面並不能唯一的確定一個服務，只有明確介面+分組+版本號才能唯一的確定一個服務，例如：

<dubbo:service interface="com.wyz.api.DubboXMLService" ref="dubboXMLServiceImpl" group="XML-Provider" version="1.0.0"/>

服務區分版本常見於版本釋出驗證的場景中，叢集中部分節點升級服務，並切換少許流量，驗證成功後，再大範圍升級節點，可以降低服務升級帶來的風險。

服務版本的設定與使用方式與服務分組一樣，這裡只展示XML檔案的設定方式：

<bean id="dubboXMLServiceImpl" class="com.wyz.service.impl.DubboXMLServiceImpl"/>
<dubbo:service interface="com.wyz.api.DubboXMLService" ref="dubboXMLServiceImpl" version="1.0.0"/>

服務使用者的XML檔案設定：

<dubbo:reference id="dubboXMLService" interface="com.wyz.api.DubboXMLService" version="1.0.0"/>

XML檔案的設定方式可以直接使用@Autowired注入不同版本的服務，我們這裡就不贅述了。

今天，我們一起了解並學習瞭如何設定和使用Dubbo提供的服務治理的能力。

除了上面提到的服務治理能力外，Dubbo還提供了服務路由的能力，Dubbo 2.7之前，可以通過<dubbo:route>標籤來設定路由規則，但在Dubbo 2.7之後，官方移除了<dubbo:route>標籤，引入了一套依賴於註冊中心和設定中心的全新路由設定機制，後面會出一篇番外篇，將註冊中心遷移到Nacos上，並學習如何設定路由規則。

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