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“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于微服務領域，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，關注性能、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。
? 8月26日，Aliware Open Source 將首次在成都舉辦 Apache Dubbo 的meetup活動，Dubbo 、Sentinel和 Nacos 的小哥哥和小姐姐都會在現場進行技術分享，歡迎成都的朋友報名參加我們的活動喔，搜索“阿里巴巴中間件”公眾號，后臺發送“成都meetup”，獲取報名鏈接。
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，并通過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] 安裝并運行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
bash-4.4#?ls?-l?bintotal?36-rwxr-xr-x????1?zookeepe?zookeepe???????232?Mar?27?04:32?README.txt-rwxr-xr-x????1?zookeepe?zookeepe??????1937?Mar?27?04:32?zkCleanup.sh-rwxr-xr-x????1?zookeepe?zookeepe??????1056?Mar?27?04:32?zkCli.cmd-rwxr-xr-x????1?zookeepe?zookeepe??????1534?Mar?27?04:32?zkCli.sh-rwxr-xr-x????1?zookeepe?zookeepe??????1759?Mar?27?04:32?zkEnv.cmd-rwxr-xr-x????1?zookeepe?zookeepe??????2696?Mar?27?04:32?zkEnv.sh-rwxr-xr-x????1?zookeepe?zookeepe??????1089?Mar?27?04:32?zkServer.cmd-rwxr-xr-x????1?zookeepe?zookeepe??????6773?Mar?27?04:32?zkServer.sh``
? ?3、通過zkCli進入Zookeeper管理界面
由于是通過Docker啟動，ZooKeeper 進程已經啟動，并通過2181端口對外提供服務。
bash-4.4#?psPID???USER?????TIME??COMMAND1?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。
bash-4.4#?bin/zkCli.sh?-server?127.0.0.1:2181Connecting?to?127.0.0.1:2181...WATCHER:: WatchedEvent?state:SyncConnected?type:None?path:null[zk:?127.0.0.1:2181(CONNECTED)?0]?helpZooKeeper?-server?host:port?cmd?args????stat?path?[watch]set?path?data?[version] ls?path?[watch] delquota?[-n|-b]?path ls2?path?[watch]setAcl?path?acl setquota?-n|-b?val?path????historyredo?cmdno printwatches?on|off delete?path?[version] sync?path listquota?path rmr?path get?path?[watch] create?[-s]?[-e]?path?data?acl addauth?scheme?auth quit getAcl?path close connect?host:port
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 用于服務的注冊發現和配置管理，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信息注冊到 ? /dubbo/com.foo.BarService/providers 下;同樣的，服務消費者將自己的信息注冊到相應的 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，只有里面一個簡單的方法 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，并通過 @Service 來標注其為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：
dubbo.application.name=demo-provider dubbo.registry.address=zookeeper://$DOCKER_HOST:2181 dubbo.protocol.name=dubbo dubbo.protocol.port=20880
由于ZooKeeper運行在Docker容器中，需要注意的是：
本文假定Dubbo應用運行在宿主機上，也就是Docker容器外，需要將ZooKeeper的地址替換成環境變量${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，只需要簡單的將這里的$ 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，并在注冊中心（ZooKeeperRegistry）注冊上了 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注冊信息：
$?docker?exec?-it?zookeeper?bash bash-4.4#?bin/zkCli.sh?-server?localhost:218Connecting?to?localhost:2181... Welcome?to?ZooKeeper! JLine?support?is?enabled ... [zk:?localhost:2181(CONNECTED)?0]?ls [dubbo%3A%2F%2F192.168.99.1%3A20880%2Fcom.alibaba.dubbo.samples.api.GreetingService%3Fanyhost%3Dtrue%26application%3Ddemo-provider%26dubbo%3D2.6.2%26generic%3Dfalse%26interface%3Dcom.alibaba.dubbo.samples.api.GreetingService%26methods%3DsayHello%26pid%3D12938%26side%3Dprovider%26timestamp%3D1533264631849]
可以看到剛剛啟動的Dubbo的服務在providers 節點下注冊了自己的URL地址：dubbo：//192.168.99.1：20880 /com.alibaba.dubbo.samples.api.GreetingService？anyhost = true＆application = demo-provider＆dubbo =2.6 0.2＆通用=假接口=com.alibaba.dubbo.samples.api.GreetingService＆方法= sayHello的＆PID = 12938＆側=提供商時間戳=1533264631849
5、客戶端：引用服務
通過 @Reference 來在客戶端聲明服務的引用，運行時將會通過該引用發起全程調用，而服務的目標地址將會從ZooKeeper的provider 節點下查詢。
@Component("annotatedConsumer")public?class?GreetingServiceConsumer?{@Referenceprivate?GreetingService?greetingService;public?String?doSayHello(String?name)?{????return?greetingService.sayHello(name);
}}? ?6、客戶端：組裝
定義ConsumerConfiguration來組裝Dubbo服務。
@Configuration@EnableDubbo(scanBasePackages?=?"com.alibaba.dubbo.samples.action")@PropertySource("classpath:/spring/dubbo-consumer.properties")@ComponentScan(value?=?{"com.alibaba.dubbo.samples.action"})static?class?ConsumerConfiguration?{}dubbo-consumer.properties是在Spring應用中外置配置的方式，內容如下：
dubbo.application.name=demo-consumer dubbo.registry.address=zookeeper://$DOCKER_HOST:2181 dubbo.consumer.timeout=3000
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，然后從返回的地址列表中選取一個，向對端發起調用：
public?class?ConsumerBootstrap?{public?static?void?main(String[]?args)?{public?class?ConsumerBootstrap?{public?static?void?main(String[]?args)?throws?IOException?{
????AnnotationConfigApplicationContext?context?=?new?AnnotationConfigApplicationContext(ConsumerConfiguration.class);
????context.start();
????GreetingServiceConsumer?greetingServiceConsumer?=?context.getBean(GreetingServiceConsumer.class);
????String?hello?=?greetingServiceConsumer.doSayHello("zookeeper");
????System.out.println("result:?"?+?hello);
????System.in.read();
}
}運行結果如下：
[03/08/18?01:42:31:031?CST]?main??INFO?zookeeper.ZookeeperRegistry:??[DUBBO]?Register:?consumer://192.168.99.1/com.alibaba.dubbo.samples.api.GreetingService?application=demo-consumer&category=consumers&check=false&default.timeout=3000&dubbo=2.6.2&interface=com.alibaba.dubbo.samples.api.GreetingService&methods=sayHello&pid=82406&side=consumer×tamp=1533274951195,?dubbo?version:?2.6.2,?current?host:?192.168.99.1?#1[03/08/18?01:42:31:031?CST]?main??INFO?zookeeper.ZookeeperRegistry:??[DUBBO]?Subscribe:?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,?dubbo?version:?2.6.2,?current?host:?192.168.99.1?#2...
result: hello, zookeeper
說明：
注冊：消費者：//192.168.99.1/...& category= consumers＆：消費者向ZooKeeper注冊自己的信息，并放在 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，值得注意的英文 providers 節點的訂閱，當有新的服務提供方加入后，由于訂閱的關系，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注冊信息：
$?docker?exec?-it?zookeeper?bash bash-4.4#?bin/zkCli.sh?-server?localhost:218Connecting?to?localhost:2181... Welcome?to?ZooKeeper! JLine?support?is?enabled ... [zk:?localhost:2181(CONNECTED)?4]?ls?/dubbo/com.alibaba.dubbo.samples.api.GreetingService/consumers[consumer%3A%2F%2F192.168.99.1%2Fcom.alibaba.dubbo.samples.api.GreetingService%3Fapplication%3Ddemo-consumer%26category%3Dconsumers%26check%3Dfalse%26default.timeout%3D3000%26dubbo%3D2.6.2%26interface%3Dcom.alibaba.dubbo.samples.api.GreetingService%26methods%3DsayHello%26pid%3D82406%26side%3Dconsumer%26timestamp%3D1533274951195]
可以看到Dubbo的服務消費者在 consumers 節點下注冊了自己的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做為注冊中心，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中服務注冊，消費信息的存儲方式
當然，自從阿里巴巴開源 Nacos 后，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 在云原生及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
作者：中間件小哥 ? ? ? ?
工商網監
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