dubbo之集群容错

1.简介

为了避免单点故障，现在的应用通常至少会部署在两台服务器上。对于一些负载比较高的服务，会部署更多的服务器。这样，在同一环境下的服务提供者数量会大于1。对于服务消费者来说，同一环境下出现了多个服务提供者。这时会出现一个问题，服务消费者需要决定选择哪个服务提供者进行调用。另外服务调用失败时的处理措施也是需要考虑的，是重试呢，还是抛出异常，亦或是只打印异常等。为了处理这些问题，Dubbo 定义了集群接口 Cluster 以及 Cluster Invoker。集群 Cluster 用途是将多个服务提供者合并为一个 Cluster Invoker，并将这个 Invoker 暴露给服务消费者。这样一来，服务消费者只需通过这个 Invoker 进行远程调用即可，至于具体调用哪个服务提供者，以及调用失败后如何处理等问题，现在都交给集群模块去处理。集群模块是服务提供者和服务消费者的中间层，为服务消费者屏蔽了服务提供者的情况，这样服务消费者就可以专心处理远程调用相关事宜。比如发请求，接受服务提供者返回的数据等。这就是集群的作用。

2.集群容错

这里有必要先来介绍一下集群容错的所有组件。包含 Cluster、Cluster Invoker、Directory、Router 和 LoadBalance 等。

image

集群工作过程可分为两个阶段，第一个阶段是在服务消费者初始化期间，集群 Cluster 实现类为服务消费者创建 Cluster Invoker 实例，即上图中的 merge 操作。第二个阶段是在服务消费者进行远程调用时。以 FailoverClusterInvoker 为例，该类型 Cluster Invoker 首先会调用 Directory 的 list 方法列举 Invoker 列表（可将 Invoker 简单理解为服务提供者）。Directory 的用途是保存 Invoker，可简单类比为 List<Invoker>。其实现类 RegistryDirectory 是一个动态服务目录，可感知注册中心配置的变化，它所持有的 Invoker 列表会随着注册中心内容的变化而变化。每次变化后，RegistryDirectory 会动态增删 Invoker，并调用 Router 的 route 方法进行路由，过滤掉不符合路由规则的 Invoker。当 FailoverClusterInvoker 拿到 Directory 返回的 Invoker 列表后，它会通过 LoadBalance 从 Invoker 列表中选择一个 Invoker。最后 FailoverClusterInvoker 会将参数传给 LoadBalance 选择出的 Invoker 实例的 invoker 方法，进行真正的远程调用。

以上就是集群工作的整个流程。

简而言之: 容错即“耐故障”或“容许故障”的意思。对于组成系统的元器件发生不可避免的故障时，采取响应的措施，仍能使系统维持正常工作状态。

容错模式：是解决容错问题的一系列解决方案。dubbo框架为服务集群容错提供了一系列好的解决方案，在此称为dubbo服务集群容错模式。

Dubbo 主要提供了这样几种容错方式：

  • Failover Cluster - 失败自动切换(默认)

  • Failfast Cluster - 快速失败

  • Failsafe Cluster - 失败安全

  • Failback Cluster - 失败自动恢复

  • Forking Cluster - 并行调用多个服务提供者

Dubbo 提供了多种集群实现，包含但不限于 Failover Cluster、Failfast Cluster 和 Failsafe Cluster 等。每种集群实现类的用途不同，接下来会一一进行分析。

3.搭建基于Apache dubbo 的集群环境

  1. 创建父工程dubbodemo 并引入依赖:
        <dependency>
            <groupId>org.apache.dubbo</groupId>
            <artifactId>dubbo</artifactId>
            <version>2.7.1</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
            <artifactId>zookeeper</artifactId>
            <version>3.4.6</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>com.github.sgroschupf</groupId>
            <artifactId>zkclient</artifactId>
            <version>0.1</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.curator</groupId>
            <artifactId>curator-framework</artifactId>
            <version>2.8.0</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.curator</groupId>
            <artifactId>curator-recipes</artifactId>
            <version>2.8.0</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>log4j</groupId>
            <artifactId>log4j</artifactId>
            <version>1.2.17</version>
        </dependency>

2.创建子工程dubbo-service 依赖于dubbodemo工程(服务提供者)

创建接口:

package com.gf.service;

        public interface DemoService {

            String sayHello(String name);
        }

创建接口的实现类:

package com.gf.service.impl;

        import com.gf.service.DemoService;

        public class DemoServiceImpl implements DemoService {
            public String sayHello(String name) {
                System.err.println("service执行了===========");
                return "hello : "+name;
            }
        }

编写provider.xml配置文件:

 <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
        <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
               xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
               xmlns:dubbo="http://dubbo.apache.org/schema/dubbo"
               xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans       
                                   http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-4.3.xsd       
                                   http://dubbo.apache.org/schema/dubbo        
                                   http://dubbo.apache.org/schema/dubbo/dubbo.xsd">

            <!-- 提供方应用信息，用于计算依赖关系 -->
            <dubbo:application name="dubbo-service"  />

            <!-- 使用multicast广播注册中心暴露服务地址 -->
            <dubbo:registry address="zookeeper://127.0.0.1:2181" />

            <!-- 用dubbo协议在20880端口暴露服务 -->
            <dubbo:protocol name="dubbo" port="20880" />

            <!-- 声明需要暴露的服务接口 -->
            <dubbo:service interface="com.gf.service.DemoService" ref="demoService" />

            <!-- 和本地bean一样实现服务 -->
            <bean id="demoService" class="com.gf.service.impl.DemoServiceImpl" />
        </beans>

编写Provider.java启动类:

package com.gf.provider;

        import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

        import java.io.IOException;

        public class Provider {

            public static void main(String[] args) throws IOException {
                ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("provider.xml");
                context.start();
                System.in.read();
            }
        }

3.创建子工程dubbo-web 依赖于dubbodemo工程(消费者)

声明接口:(注意:此接口必须和服务提供者接口同包同名)

        package com.gf.service;

        public interface DemoService {

            String sayHello(String name);
        }

编写consumer.xml配置文件:

        <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
        <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
               xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
               xmlns:dubbo="http://dubbo.apache.org/schema/dubbo"
               xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans    
                                   http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-4.3.xsd     
                                   http://dubbo.apache.org/schema/dubbo   
                                   http://dubbo.apache.org/schema/dubbo/dubbo.xsd">

            <!-- 消费方应用名，用于计算依赖关系，不是匹配条件，不要与提供方一样 -->
            <dubbo:application name="dubbo-web"  />

            <!-- 使用multicast广播注册中心暴露发现服务地址 -->
            <dubbo:registry address="zookeeper://127.0.0.1:2181" />

            <!-- 生成远程服务代理，可以和本地bean一样使用demoService -->
            <dubbo:reference id="demoService" interface="com.gf.service.DemoService" />
        </beans>

编写Consumer.java启动类:

package com.gf.consumer;

        import com.gf.service.DemoService;
        import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

        import java.io.IOException;

        public class Consumer {

            public static void main(String[] args) throws IOException {
                ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("classpath:consumer.xml");
                context.start();


                DemoService demoService = context.getBean("demoService", DemoService.class);

                String s = demoService.sayHello("dubbo..");
                System.err.println(s);

                System.in.read();
            }
        }

接着我们复制一份dubbo-service改名为dubbo-service1,并修改端口号即可实现模拟多个服务提供者实例即模拟的集群环境.

1.Failover Cluster

当出现失败时，重试其他服务器，为缺省值。通常用于读操作，但重试会带来更长的延迟。可通过retries="2"来设置重试次数(不含第一次)。

幂等（设置重试次数）【查询】、非幂等(不能设置重试次数)【新增】

代码:

<dubbo:service interface="com.gf.service.DemoService" ref="demoService" retries="2" />
2.Failfast Cluster

只发起一次调用，失败立即报错，并且停止当前消费，通常用于非幂等性的写操作，比如：新增记录。

代码:

<dubbo:service interface="com.gf.service.DemoService" ref="demoService"  cluster="failfast" />
3.Failsafe Cluster

出现异常时，直接忽略。当前消费者不会停止，待提供者服务恢复，即可正常调用。通常用于写入审计日志等操作。

代码:

<dubbo:service interface="com.gf.service.DemoService" ref="demoService"  cluster="failsafe" />
4.Failback Cluster

后台记录失败请求，定时重发(消费者不会停止。一段时间后重新再调用，直到调用成功)。通常用于消息通知操作。

代码:

<dubbo:service interface="com.gf.service.DemoService" ref="demoService"  cluster="failback" />
5.Forking Cluster

并行调用多个服务器，只要一个成功即返回。通常用于实时性要求比较高的读操作，但需要浪费更多的服务资源。

可通过forks="2"来设置最大并行数。

<dubbo:service interface="com.gf.service.DemoService" ref="demoService"  cluster="forking" forks="2"/>

4.配置原则

dubbo推荐在Provider上尽量多配置Consumer端属性：【非常重要】

1、作服务的提供者，比服务使用方更清楚服务性能参数，如调用的超时时间，合理的重试次数，等等

2、在Provider配置后，Consumer不配置则会使用Provider的配置值，即Provider配置可以作为Consumer的缺省值。否则，Consumer会使用Consumer端的全局设置，这对于 Provider不可控的，并且往往是不合理的

3、方法级配置别优于接口级别，即小Scope优先

5.多版本

当一个接口实现，出现不兼容升级时，可以用版本号过渡，版本号不同的服务相互间不引用。

可以按照以下的步骤进行版本迁移：

  1. 在低压力时间段，先升级一半提供者为新版本

  2. 再将所有消费者升级为新版本

  3. 然后将剩下的一半提供者升级为新版本

老版本服务提供者配置：

<dubbo:service interface="com.gf.service.DemoService" version="1.0.0" />

新版本服务提供者配置：

<dubbo:service interface="com.gf.service.DemoService" version="2.0.0" />

老版本服务消费者配置：

<dubbo:reference id="demoService" interface="com.gf.service.DemoService" version="1.0.0" />

新版本服务消费者配置：

<dubbo:reference id="demoService" interface="com.gf.service.DemoService" version="2.0.0" />

如果不需要区分版本，可以按照以下的方式配置 ：

<dubbo:reference id="demoService" interface="com.gf.service.DemoService" version="*" />
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