服務化改造實踐（一）| Dubbo + ZooKeeper
“沒有最好的技術，只有最合適的技術。”我想這句話也同樣適用於微服務領域，沒有最好的服務框架，只有最適合自己的服務改造。在 Dubbo 的未來規劃中，除了保持自身技術上的領先性，關註性能、大流量、大規模集群領域的挑戰外，圍繞 Dubbo 核心來發展生態，將 Dubbo 打造成一個服務化改造的整體方案也是重點之一。從本期開始，我們將推出“服務化改造”系列文章，通過在一些外圍系統和服務化基礎組件上的開發實踐，分享Dubbo 生態下的服務化改造收獲和總結。
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一、改造背景
在現代的分布式應用中，往往會出現節點和節點之間的協調問題，其中就包括了：選主，集群管理，分布式鎖，分布式配置管理，統一命名服務，狀態同步等訴求。Apache ZooKeeper，正如它的名字所暗示的那樣，動物園管理員，就是為了解決這些訴求的一個分布式協調服務框架。
為了保證系統的高可用，ZooKeeper本身也可以部署成集群模式，稱之為ZooKeeper Ensemble。ZooKeeper集群中始終確保其中的一臺為leader的角色，並通過ZAB（Zookeeper Atomic Broadcast Protocol）[1] 協議確保所有節點上的信息的一致。客戶端可以訪問集群中的任何一臺進行讀寫操作，而不用擔心數據出現不一致的現象。
O‘Reilly的ebook-Zookeeper-Distributed Process Coordination
ZooKeeper中的數據存儲方式與傳統的UNIX文件系統相似，節點按照樹狀結構來組織，其中，節點被稱之為znodes（ZooKeeper數據節點）
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二、基本用法
可以通過直接下載的方式[2] 安裝並運行ZooKeeper，在Mac上也可以通過Homebrew [3] brew install zookeeper 來安裝，考慮到通用性，本文采用docker的方式來運行ZooKeeper。如果沒有安裝docker，請先準備好docker環境 [4]。
1、啟動 ZooKeeper
執行命令將 ZooKeeper，運行在docker容器中。
docker run --rm --name zookeeper -p 2181:2181 zookeeper
2、進入 Zookeeper 容器
docker exec -it zookeeper bash
在bin 目錄下有啟動 ZooKeeper 的命令 zkServer 以及管理控制臺 zkCli
3、通過zkCli進入Zookeeper管理界面
由於是通過Docker啟動，ZooKeeper 進程已經啟動，並通過2181端口對外提供服務。
bash-4.4# psPID USER TIME COMMAND
1 zookeepe 0:02 /usr/lib/jvm/java-1.8-openjdk/jre/bin/java -Dzookeeper.log.dir=. -Dzookeeper.root
32 root 0:00 bash
42 root 0:00 ps
因此可以直接通過zkCli來訪問 ZooKeeper 的控制臺來進行管理。
4.zkCli上的一些基本操作
創建 /hello-zone 節點：
[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 19] create /hello-zone ‘world‘Created /hello-zone
列出 / 下的子節點，確認 hello-zone 被創建：
[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 19] create /hello-zone ‘world‘Created /hello-zone
列出 /hello-zone的子節點，確認為空：
[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 21] ls /hello-zone[]
獲取存儲在 /hello-zone節點上的數據：
[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 22] get /hello-zone
world
三、在 Dubbo 中使用ZooKeeper
Dubbo使用 ZooKeeper 用於服務的註冊發現和配置管理，在ZooKeeper中數據的組織由下圖所示：
首先，所有Dubbo相關的數據都組織在 /duboo 的根節點下。
二級目錄是服務名，如 com.foo.BarService。
三級目錄有兩個子節點，分別 providers 和 consumers，表示該服務的提供者和消費者。
四級目錄記錄了與該服務相關的每一個應用實例的URL信息，在 providers 下的表示該服務的所有提供者，而在 consumers 下的表示該服務的所有消費者。舉例說明，com.foo.BarService 的服務提供者在啟動時將自己的URL信息註冊到 /dubbo/com.foo.BarService/providers 下;同樣的，服務消費者將自己的信息註冊到相應的 consumers 下，同時，服務消費者會訂閱其所對應的 providers 節點，以便能夠感知到服務提供方地址列表的變化。
四、準備示例代碼
本文代碼可以在以下鏈接中找到。
1、接口定義
一個定義簡單的 GreetingService 接口，只有裏面一個簡單的方法 sayHello 向調用者問好。
public interface GreetingService {
String sayHello(String name);}
2、服務端：服務實現
實現 GreetingService接口，並通過 @Service 來標註其為Dubbo的一個服務。
@Servicepublic class AnnotatedGreetingService implements GreetingService {
public String sayHello(String name) {
return "hello, " + name;
}}
3、服務端：組裝
定義 ProviderConfiguration 來組裝Dubbo服務。
@Configuration@EnableDubbo(scanBasePackages = "com.alibaba.dubbo.samples.impl")@PropertySource("classpath:/spring/dubbo-provider.properties")static class ProviderConfiguration {}
dubbo-provider.properties是在Spring應用中外置配置的方式，內容如下：
由於ZooKeeper運行在Docker容器中，需要註意的是：
本文假定Dubbo應用運行在宿主機上，也就是Docker容器外，需要將ZooKeeper的地址替換成環境變量${DOCKER_HOST}所指定的IP地址，相關信息請查閱Docker官方文檔；
如果Dubbo應用也是Docker化的應用，只需要用ZooKeeper的容器名，在本文中容器名是ZooKeeper；
當然，如果不用容器方式啟動ZooKeeper，只需要簡單的將這裏的$ DOCKER_HOST換成localhost即可。
4、服務端：啟動服務
在 main 方法中通過啟動一個Spring Context來對外提供Dubbo服務。
public class ProviderBootstrap {
public static void main(String[] args) throws Exception {
AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(ProviderConfiguration.class);
context.start();
System.in.read();
}}
服務啟動端的的 main 方法，將會看到下面的輸出，代表服務端啟動成功，並在註冊中心（ZooKeeperRegistry）註冊上了 GreetingService 這個服務：
[03/08/18 10:50:33:033 CST] main INFO zookeeper.ZookeeperRegistry: [DUBBO] Register: dubbo://192.168.99.1:20880/com.alibaba.dubbo.samples.api.GreetingService?anyhost=true&application=demo-provider&dubbo=2.6.2&generic=false&interface=com.alibaba.dubbo.samples.api.GreetingService&methods=sayHello&pid=12938&side=provider×tamp=1533264631849, dubbo version: 2.6.2, current host: 192.168.99.1
通過ZooKeeper管理終端觀察服務提供方的註冊信息：
可以看到剛剛啟動的Dubbo的服務在providers 節點下註冊了自己的URL地址：dubbo：//192.168.99.1：20880 /com.alibaba.dubbo.samples.api.GreetingService？anyhost = true＆application = demo-provider＆dubbo =2.6 0.2＆通用=假接口=com.alibaba.dubbo.samples.api.GreetingService＆方法= sayHello的＆PID = 12938＆側=提供商時間戳=1533264631849
5、客戶端：引用服務
通過 @Reference 來在客戶端聲明服務的引用，運行時將會通過該引用發起全程調用，而服務的目標地址將會從ZooKeeper的provider 節點下查詢。
6、客戶端：組裝
定義ConsumerConfiguration來組裝Dubbo服務。
dubbo-consumer.properties是在Spring應用中外置配置的方式，內容如下：
與服務端：組裝相同，需要根據自己的運行環境來修改dubbo.registry.address中定義的$ DOCKER_HOST。請參閱步驟3的說明部分。
7、客戶端：發起遠程調用
運行 main 向已經啟動的服務提供方發起一次遠程調用。Dubbo會先向ZooKeeper訂閱服務地址，然後從返回的地址列表中選取一個，向對端發起調用：
運行結果如下：
result: hello, zookeeper
說明：
註冊：消費者：//192.168.99.1/...& category= consumers＆：消費者向ZooKeeper註冊自己的信息，並放在 consumers 節點下
訂閱：消費者：//192.168.99.1/...& 類別=提供商，配置器，路由器：消費者同時向動物園管理員訂閱了providers、configurators、routers 節點，其中 configurations 與多寶配置相關，routers 與路由規則相關，值得註意的英文 providers 節點的訂閱，當有新的服務提供方加入後，由於訂閱的關系，新的地址列表會推送給訂閱方，服務的消費者也因此動態感知到了地址列表的變化。
通過ZooKeeper管理終端觀察服務提供方的註冊信息：
可以看到Dubbo的服務消費者在 consumers 節點下註冊了自己的URL地址：
consumer://192.168.99.1/com.alibaba.dubbo.samples.api.GreetingService?application=demo-consumer&category=providers,configurators,routers&default.timeout=3000&dubbo=2.6.2&interface=com.alibaba.dubbo.samples.api.GreetingService&methods=sayHello&pid=82406&side=consumer×tamp=1533274951195
五、總結
本文側重介紹了如何在Dubbo應用中使用Zookeeper做為註冊中心，當然，本文也提到了Zookeeper在Dubbo的應用場景下還承擔了配置中心和服務治理的職責。本文中的Zookeeper是單節點，Standalone的模式，在生產環境中為了高可用的訴求，往往會組件Zookeeper集群，也就是Zookeeper ensemble模式。
通過本文的學習，讀者可以掌握到：
ZooKeeper的基本概念和基本用法
ZooKeeper在Dubbo應用中的作用
通過實戰了解ZooKeeper與Dubbo的交互
Dubbo在ZooKeeper中服務註冊，消費信息的存儲方式
當然，自從阿裏巴巴開源 Nacos 後，Dubbo生態中又多了一項動態服務發現的選項，Nacos + Dubbo的組合正進一步釋放 Dubbo 在雲原生及ServiceMesh時代中，在大規模微服務治理、流量治理、服務集成與服務共享等服務平臺能力建設上的威力。- 鏈接
參考鏈接：
[1] https://www.ixiacom.com/company/blog/apache-zab-zookeeper-atomic-broadcast-protocol
[2] https://www.apache.org/dyn/closer.cgi/zookeeper/
[3] https: //brew.sh
[4] https://www.docker.com/community-edition
原文鏈接
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