分布式基础：Doubbo/Zookeeper
分布式理论
一、什么是分布式系统？
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分布式系统是若干个独立计算机的集合，这些计算机对于用户来说就像单个相关系统
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分布式系统是一组通过网络进行通信、为了完成共同的任务而协调工作的计算机节点组成的系统。
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分布式系统的出现是为了用廉价的、普通的机器完成单个计算机无法完成的计算、存储任务。其目的是利用更多的机器，处理更多的数据
二、Dubbo背景
dubbo原本是阿里巴巴的现在是apache的
dubbo文档链接https://dubbo.apache.org/zh/docs/v2.7/user/preface/background/
随着互联网的发展，网站应用的规模不断扩大，常规的垂直应用架构已无法应对，分布式服务架构以及流动计算架构势在必行，只需一个治理系统确保架构有条不紊的演进。
1.单一应用架构
当网站流量很小时，只需一个应用，将所有功能都部署在一起，以减少部署节点和成本。此时，用于简化增删改查工作量的数据访问框架(ORM)是关键。
适用于小型网站、小型管理系统、将所有的功能都部署到一个功能里，简单易学
缺点：
- 性能扩展比较难
- 协同开发问题
- 不利于升级维护
2.垂直应用架构
当访问量逐渐增大，单一应用增加机器带来的加速度越来越小，提升效率的方法之一是将应用拆成互不相干的几个应用，以提升效率。此时，用于加速前端页面开发的Web框架(MVC)是关键。
通过切分业务来实现各个模块独立部署，降低了维护和部署的难度，团队各司其职更易管理，性能扩展也更方便，更有针对性
缺点：
- 公用模块无法重复利用，开发性的浪费
3.分布式服务架构
当垂直应用越来越多，应用之间交互不可避免，将核心业务抽取出来，作为独立的服务，逐渐形成稳定的服务中心，使前端应用能更快速的响应多变的市场需求。此时，用于提高业务复用及整合的分布式服务框架(RPC)是关键。
4.垂直应用架构
当访问量逐渐增大，单一应用增加机器带来的加速度越来越小，提升效率的方法之一是将应用拆成互不相干的几个应用，以提升效率。此时，用于加速前端页面开发的Web框架(MVC)是关键。
5.流动计算架构
当服务越来越多，容量的评估，小服务资源的浪费等问题逐渐显现，此时需增加一个调度中心基于访问压力实时管理集群容量，提高集群利用率。此时，用于提高机器利用率的资源调度和治理中心(SOA)是关键。
二、RPC
什么是RPC
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RPC [ Remote Procedure Call]是指远程过程调用，是一种进程间的通信方式，他是一种技术的思想，而不是规范。它允许程序调用另一个地址空间(通常是共享网络的另一台机器上)的过程或函数，而不用程序员显式编码这个远程调用的细节。即程序员无论是调用本地的还是远程的函数，本质上编写的调用代码基本相同。
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它是一种通过网络从远程计算机程序上请求服务，而不需要了解底层网络技术的协议。也就是说两台服务器A，B，一个应用部署在A服务器上，想要调用B服务器上应用提供的方法，由于不在一个内存空间，不能直接调用，需要通过网络来表达调用的语义和传达调用的数据
RPC工作原理
RPC 调用分以下两种：
- 同步调用： 客户方等待调用执行完成并返回结果。
- 异步调用： 客户方调用后不用等待执行结果返回，但依然可以通过回调通知等方式获取返回结果。若客户方不关心调用返回结果，则变成单向异步调用，单向调用不用返回结果。
一次完整的RPC调用流程（同步调用，异步另说）如下：
1）服务消费方（client）调用以本地调用方式调用服务；
2）client stub接收到调用后负责将方法、参数等组装成能够进行网络传输的消息体；
3）client stub找到服务地址，并将消息发送到服务端；
4）server stub收到消息后进行解码；
5）server stub根据解码结果调用本地的服务；
6）本地服务执行并将结果返回给server stub；
7）server stub将返回结果打包成消息并发送至消费方；
8）client stub接收到消息，并进行解码；
9）服务消费方得到最终结果。
RPC框架的目标就是要2~8这些步骤都封装起来，让用户对这些细节透明。
三、什么是Doubbo
Apache Dubbo |ˈdʌbəʊ| 提供了六大核心能力：面向接口代理的高性能RPC调用，智能容错和负载均衡，服务自动注册和发现，高度可扩展能力，运行期流量调度，可视化的服务治理与运维。
Dubbo 架构
节点角色说明
| 节点 | 角色说明 |
|---|---|
| Provider | 暴露服务的服务提供方 |
| Consumer | 调用远程服务的服务消费方 |
| Registry | 服务注册与发现的注册中心 |
| Monitor | 统计服务的调用次数和调用时间的监控中心 |
| Container | 服务运行容器 |
调用关系说明
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0：服务容器负责启动，加载，运行服务提供者。
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1：服务提供者在启动时，向注册中心注册自己提供的服务。
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2：服务消费者在启动时，向注册中心订阅自己所需的服务。
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3：注册中心返回服务提供者地址列表给消费者，如果有变更，注册中心将基于长连接推送变更数据给消费者。
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4：服务消费者，从提供者地址列表中，基于软负载均衡算法，选一台提供者进行调用，如果调用失败，再选另一台调用。
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5：服务消费者和提供者，在内存中累计调用次数和调用时间，定时每分钟发送一次统计数据到监控中心。
Dubbo 架构具有以下几个特点，分别是连通性、健壮性、伸缩性、以及向未来架构的升级性
连通性
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注册中心负责服务地址的注册与查找，相当于目录服务，服务提供者和消费者只在启动时与注册中心交互，注册中心不转发请求，压力较小
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监控中心负责统计各服务调用次数，调用时间等，统计先在内存汇总后每分钟一次发送到监控中心服务器，并以报表展示
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服务提供者向注册中心注册其提供的服务，并汇报调用时间到监控中心，此时间不包含网络开销
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服务消费者向注册中心获取服务提供者地址列表，并根据负载算法直接调用提供者，同时汇报调用时间到监控中心，此时间包含网络开销
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注册中心，服务提供者，服务消费者三者之间均为长连接，监控中心除外
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注册中心通过长连接感知服务提供者的存在，服务提供者宕机，注册中心将立即推送事件通知消费者
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注册中心和监控中心全部宕机，不影响已运行的提供者和消费者，消费者在本地缓存了提供者列表
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注册中心和监控中心都是可选的，服务消费者可以直连服务提供者
健壮性
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监控中心宕掉不影响使用，只是丢失部分采样数据
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数据库宕掉后，注册中心仍能通过缓存提供服务列表查询，但不能注册新服务
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注册中心对等集群，任意一台宕掉后，将自动切换到另一台
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注册中心全部宕掉后，服务提供者和服务消费者仍能通过本地缓存通讯
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服务提供者无状态，任意一台宕掉后，不影响使用
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服务提供者全部宕掉后，服务消费者应用将无法使用，并无限次重连等待服务提供者恢复
伸缩性
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注册中心为对等集群，可动态增加机器部署实例，所有客户端将自动发现新的注册中心
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服务提供者无状态，可动态增加机器部署实例，注册中心将推送新的服务提供者信息给消费者
升级性
当服务集群规模进一步扩大，带动IT治理结构进一步升级，需要实现动态部署，进行流动计算，现有分布式服务架构不会带来阻力。下图是未来可能的一种架构：
节点角色说明
| 节点 | 角色说明 |
|---|---|
| Deployer | 自动部署服务的本地代理 |
| Repository | 仓库用于存储服务应用发布包 |
| Scheduler | 调度中心基于访问压力自动增减服务提供者 |
| Admin | 统一管理控制台 |
| Registry | 服务注册与发现的注册中心 |
| Monitor | 统计服务的调用次数和调用时间的监控中心 |