阿里P8架構(gòu)師談:微服務(wù)Dubbo和SpringCloud架構(gòu)設(shè)計(jì)、優(yōu)劣勢(shì)比較
本文主要圍繞微服務(wù)的技術(shù)選型、通訊協(xié)議、服務(wù)依賴(lài)模式、開(kāi)始模式、運(yùn)行模式等幾方面來(lái)綜合比較Dubbo和Spring Cloud 這2種開(kāi)發(fā)框架。架構(gòu)師可以根據(jù)公司的技術(shù)實(shí)力并結(jié)合項(xiàng)目的特點(diǎn)來(lái)選擇某個(gè)合適的微服務(wù)架構(gòu)平臺(tái),以此穩(wěn)妥地實(shí)施項(xiàng)目的微服務(wù)化改造或開(kāi)發(fā)進(jìn)程。
微服務(wù)架構(gòu)是互聯(lián)網(wǎng)很熱門(mén)的話(huà)題,是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。它提倡將單一應(yīng)用程序劃分成一組小的服務(wù),服務(wù)之間互相協(xié)調(diào)、互相配合,為用戶(hù)提供最終價(jià)值。雖然微服務(wù)架構(gòu)沒(méi)有公認(rèn)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范或者草案,但業(yè)界已經(jīng)有一些很有影響力的開(kāi)源微服務(wù)架構(gòu)框架提供了微服務(wù)的關(guān)鍵思路,例如Dubbo和Spring Cloud。各大互聯(lián)網(wǎng)公司也有自研的微服務(wù)框架,但其模式都于這二者相差不大。
微服務(wù)主要的優(yōu)勢(shì)如下:
1、降低復(fù)雜度
將原來(lái)偶合在一起的復(fù)雜業(yè)務(wù)拆分為單個(gè)服務(wù),規(guī)避了原本復(fù)雜度無(wú)止境的積累。每一個(gè)微服務(wù)專(zhuān)注于單一功能,并通過(guò)定義良好的接口清晰表述服務(wù)邊界。每個(gè)服務(wù)開(kāi)發(fā)者只專(zhuān)注服務(wù)本身,通過(guò)使用緩存、DAL等各種技術(shù)手段來(lái)提升系統(tǒng)的性能,而對(duì)于消費(fèi)方來(lái)說(shuō)完全透明。
2、可獨(dú)立部署
由于微服務(wù)具備獨(dú)立的運(yùn)行進(jìn)程,所以每個(gè)微服務(wù)可以獨(dú)立部署。當(dāng)業(yè)務(wù)迭代時(shí)只需要發(fā)布相關(guān)服務(wù)的迭代即可,降低了測(cè)試的工作量同時(shí)也降低了服務(wù)發(fā)布的風(fēng)險(xiǎn)。
3、容錯(cuò)
在微服務(wù)架構(gòu)下,當(dāng)某一組件發(fā)生故障時(shí),故障會(huì)被隔離在單個(gè)服務(wù)中。 通過(guò)限流、熔斷等方式降低錯(cuò)誤導(dǎo)致的危害,保障核心業(yè)務(wù)正常運(yùn)行。
4、擴(kuò)展
單塊架構(gòu)應(yīng)用也可以實(shí)現(xiàn)橫向擴(kuò)展,就是將整個(gè)應(yīng)用完整的復(fù)制到不同的節(jié)點(diǎn)。當(dāng)應(yīng)用的不同組件在擴(kuò)展需求上存在差異時(shí),微服務(wù)架構(gòu)便體現(xiàn)出其靈活性,因?yàn)槊總€(gè)服務(wù)可以根據(jù)實(shí)際需求獨(dú)立進(jìn)行擴(kuò)展。
本文主要圍繞微服務(wù)的技術(shù)選型、通訊協(xié)議、服務(wù)依賴(lài)模式、開(kāi)始模式、運(yùn)行模式等幾方面來(lái)綜合比較Dubbo和Spring Cloud 這2種開(kāi)發(fā)框架。架構(gòu)師可以根據(jù)公司的技術(shù)實(shí)力并結(jié)合項(xiàng)目的特點(diǎn)來(lái)選擇某個(gè)合適的微服務(wù)架構(gòu)平臺(tái),以此穩(wěn)妥地實(shí)施項(xiàng)目的微服務(wù)化改造或開(kāi)發(fā)進(jìn)程。
一、核心部件
微服務(wù)的核心要素在于服務(wù)的發(fā)現(xiàn)、注冊(cè)、路由、熔斷、降級(jí)、分布式配置,基于上述幾種必要條件對(duì)Dubbo和Spring Cloud做出對(duì)比。
1、總體架構(gòu)
Dubbo 核心部件(如下圖):

Provider: 暴露服務(wù)的提供方,可以通過(guò)jar或者容器的方式啟動(dòng)服務(wù)
Consumer:調(diào)用遠(yuǎn)程服務(wù)的服務(wù)消費(fèi)方。
Registry: 服務(wù)注冊(cè)中心和發(fā)現(xiàn)中心。
Monitor: 統(tǒng)計(jì)服務(wù)和調(diào)用次數(shù),調(diào)用時(shí)間監(jiān)控中心。(dubbo的控制臺(tái)頁(yè)面中可以顯示,目前只有一個(gè)簡(jiǎn)單版本)
Container:服務(wù)運(yùn)行的容器。
▲Dubbo 總體架構(gòu)
Spring Cloud總體架構(gòu)如下圖
Service Provider: 暴露服務(wù)的提供方。
Service Consumer:調(diào)用遠(yuǎn)程服務(wù)的服務(wù)消費(fèi)方。
EureKa Server: 服務(wù)注冊(cè)中心和服務(wù)發(fā)現(xiàn)中心。

▲Spring Cloud總體架構(gòu)
點(diǎn)評(píng):從整體架構(gòu)上來(lái)看,二者模式接近,都需要需要服務(wù)提供方,注冊(cè)中心,服務(wù)消費(fèi)方。
2、微服務(wù)架構(gòu)核心要素
Dubbo只是實(shí)現(xiàn)了服務(wù)治理,而Spring Cloud子項(xiàng)目分別覆蓋了微服務(wù)架構(gòu)下的眾多部件,而服務(wù)治理只是其中的一個(gè)方面。Dubbo提供了各種Filter,對(duì)于上述中“無(wú)”的要素,可以通過(guò)擴(kuò)展Filter來(lái)完善。
例如
1.分布式配置:可以使用淘寶的diamond、百度的disconf來(lái)實(shí)現(xiàn)分布式配置管理
2.服務(wù)跟蹤:可以使用京東開(kāi)源的Hydra,或者擴(kuò)展Filter用Zippin來(lái)做服務(wù)跟蹤
3.批量任務(wù):可以使用當(dāng)當(dāng)開(kāi)源的Elastic-Job、tbschedule
點(diǎn)評(píng):從核心要素來(lái)看,Spring Cloud 更勝一籌,在開(kāi)發(fā)過(guò)程中只要整合Spring Cloud的子項(xiàng)目就可以順利的完成各種組件的融合,而Dubbo缺需要通過(guò)實(shí)現(xiàn)各種Filter來(lái)做定制,開(kāi)發(fā)成本以及技術(shù)難度略高。
二、通訊協(xié)議
基于通訊協(xié)議層面對(duì)2種框架支持的協(xié)議類(lèi)型以及運(yùn)行效率方面進(jìn)行比較;
(一)、支持協(xié)議
1、Dubbo:dubbo使用RPC通訊協(xié)議,提供序列化方式如下:
dubbo:Dubbo缺省協(xié)議采用單一長(zhǎng)連接和NIO異步通訊,適合于小數(shù)據(jù)量大并發(fā)的服務(wù)調(diào)用,以及服務(wù)消費(fèi)者機(jī)器數(shù)遠(yuǎn)大于服務(wù)提供者機(jī)器數(shù)的情況
rmi:RMI協(xié)議采用JDK標(biāo)準(zhǔn)的java.rmi.*實(shí)現(xiàn),采用阻塞式短連接和JDK標(biāo)準(zhǔn)序列化方式
Hessian:Hessian協(xié)議用于集成Hessian的服務(wù),Hessian底層采用Http通訊,采用Servlet暴露服務(wù),Dubbo缺省內(nèi)嵌Jetty作為服務(wù)器實(shí)現(xiàn)
http:采用Spring的HttpInvoker實(shí)現(xiàn)
Webservice:基于CXF的frontend-simple和transports-http實(shí)現(xiàn)
2、Spring Cloud:Spring Cloud 使用HTTP協(xié)議的REST API
(二)、性能比較
使用一個(gè)Pojo對(duì)象包含10個(gè)屬性,請(qǐng)求10萬(wàn)次,Dubbo和Spring Cloud在不同的線(xiàn)程數(shù)量下,每次請(qǐng)求耗時(shí)(ms)如下:

說(shuō)明:客戶(hù)端和服務(wù)端配置均采用阿里云的ECS服務(wù)器,4核8G配置,dubbo采用默認(rèn)的dubbo協(xié)議
點(diǎn)評(píng):dubbo支持各種通信協(xié)議,而且消費(fèi)方和服務(wù)方使用長(zhǎng)鏈接方式交互,通信速度上略勝Spring Cloud,如果對(duì)于系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間有嚴(yán)格要求,長(zhǎng)鏈接更合適。
三、服務(wù)依賴(lài)方式
Dubbo:服務(wù)提供方與消費(fèi)方通過(guò)接口的方式依賴(lài),服務(wù)調(diào)用設(shè)計(jì)如下:
interface層:服務(wù)接口層,定義了服務(wù)對(duì)外提供的所有接口
Molel層:服務(wù)的DTO對(duì)象層,
business層:業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)層,實(shí)現(xiàn)interface接口并且和DB交互
因此需要為每個(gè)微服務(wù)定義了各自的interface接口,并通過(guò)持續(xù)集成發(fā)布到私有倉(cāng)庫(kù)中,調(diào)用方應(yīng)用對(duì)微服務(wù)提供的抽象接口存在強(qiáng)依賴(lài)關(guān)系,開(kāi)發(fā)、測(cè)試、集成環(huán)境都需要嚴(yán)格的管理版本依賴(lài)。
通過(guò)maven的install & deploy命令把interface和Model層發(fā)布到倉(cāng)庫(kù)中,服務(wù)調(diào)用方只需要依賴(lài)interface和model層即可。在開(kāi)發(fā)調(diào)試階段只發(fā)布Snapshot版本。等到服務(wù)調(diào)試完成再發(fā)布Release版本,通過(guò)版本號(hào)來(lái)區(qū)分每次迭代的版本。通過(guò)xml配置方式即可方面接入dubbo,對(duì)程序無(wú)入侵。

▲Dubbo接口依賴(lài)方式
Spring Cloud:服務(wù)提供方和服務(wù)消費(fèi)方通過(guò)json方式交互,因此只需要定義好相關(guān)json字段即可,消費(fèi)方和提供方無(wú)接口依賴(lài)。通過(guò)注解方式來(lái)實(shí)現(xiàn)服務(wù)配置,對(duì)于程序有一定入侵。

點(diǎn)評(píng):Dubbo服務(wù)依賴(lài)略重,需要有完善的版本管理機(jī)制,但是程序入侵少。而Spring Cloud通過(guò)Json交互,省略了版本管理的問(wèn)題,但是具體字段含義需要統(tǒng)一管理,自身Rest API方式交互,為跨平臺(tái)調(diào)用奠定了基礎(chǔ)。
四、組件運(yùn)行流程

下圖中的每個(gè)組件都是需要部署在單獨(dú)的服務(wù)器上,gateway用來(lái)接受前端請(qǐng)求、聚合服務(wù),并批量調(diào)用后臺(tái)原子服務(wù)。每個(gè)service層和單獨(dú)的DB交互。
▲Dubbo組件運(yùn)行流程
gateWay:前置網(wǎng)關(guān),具體業(yè)務(wù)操作,gateWay通過(guò)dubbo提供的負(fù)載均衡機(jī)制自動(dòng)完成
Service:原子服務(wù),只提供該業(yè)務(wù)相關(guān)的原子服務(wù)
Zookeeper:原子服務(wù)注冊(cè)到zk上

▲Spring Cloud 組件運(yùn)行
Spring Cloud
所有請(qǐng)求都統(tǒng)一通過(guò) API 網(wǎng)關(guān)(Zuul)來(lái)訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)部服務(wù)。
網(wǎng)關(guān)接收到請(qǐng)求后,從注冊(cè)中心(Eureka)獲取可用服務(wù)。
由 Ribbon 進(jìn)行均衡負(fù)載后,分發(fā)到后端的具體實(shí)例。
微服務(wù)之間通過(guò) Feign 進(jìn)行通信處理業(yè)務(wù)。
點(diǎn)評(píng):業(yè)務(wù)部署方式相同,都需要前置一個(gè)網(wǎng)關(guān)來(lái)隔絕外部直接調(diào)用原子服務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)。Dubbo需要自己開(kāi)發(fā)一套API 網(wǎng)關(guān),而Spring Cloud則可以通過(guò)Zuul配置即可完成網(wǎng)關(guān)定制。使用方式上Spring Cloud略勝一籌。
五、微服務(wù)架構(gòu)組成以及注意事項(xiàng)
到底使用是dubbo還是Spring Cloud其實(shí)并不重要,重點(diǎn)在于如何合理的利用微服務(wù)。下面是一張互聯(lián)網(wǎng)通用的架構(gòu)圖,其中每個(gè)環(huán)節(jié)都是微服務(wù)的核心部分。

(一)、架構(gòu)分解
網(wǎng)關(guān)集群:數(shù)據(jù)的聚合、實(shí)現(xiàn)對(duì)接入客戶(hù)端的身份認(rèn)證、防報(bào)文重放與防數(shù)據(jù)篡改、功能調(diào)用的業(yè)務(wù)鑒權(quán)、響應(yīng)數(shù)據(jù)的脫敏、流量與并發(fā)控制等
業(yè)務(wù)集群:一般情況下移動(dòng)端訪(fǎng)問(wèn)和瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)的網(wǎng)關(guān)需要隔離,防止業(yè)務(wù)耦合
Local Cache:由于客戶(hù)端訪(fǎng)問(wèn)業(yè)務(wù)可能需要調(diào)用多個(gè)服務(wù)聚合,所以本地緩存有效的降低了服務(wù)調(diào)用的頻次,同時(shí)也提示了訪(fǎng)問(wèn)速度。本地緩存一般使用自動(dòng)過(guò)期方式,業(yè)務(wù)場(chǎng)景中允許有一定的數(shù)據(jù)延時(shí)。
服務(wù)層:原子服務(wù)層,實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)的增刪改查功能,如果需要依賴(lài)其他服務(wù)需要在Service層主動(dòng)調(diào)用
Remote Cache:訪(fǎng)問(wèn)DB前置一層分布式緩存,減少DB交互次數(shù),提升系統(tǒng)的TPS
DAL:數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)層,如果單表數(shù)據(jù)量過(guò)大則需要通過(guò)DAL層做數(shù)據(jù)的分庫(kù)分表處理。
MQ:消息隊(duì)列用來(lái)解耦服務(wù)之間的依賴(lài),異步調(diào)用可以通過(guò)MQ的方式來(lái)執(zhí)行
數(shù)據(jù)庫(kù)主從:服務(wù)化過(guò)程中畢竟的階段,用來(lái)提升系統(tǒng)的TPS
(二)注意事項(xiàng)
服務(wù)啟動(dòng)方式建議使用jar方式啟動(dòng),啟動(dòng)速度快,更容易監(jiān)控
緩存、緩存、緩存,系統(tǒng)中能使用緩存的地方盡量使用緩存,通過(guò)合理的使用緩存可以有效的提高系統(tǒng)的TPS
服務(wù)拆分要合理,盡量避免因服務(wù)拆分而導(dǎo)致的服務(wù)循環(huán)依賴(lài)
合理的設(shè)置線(xiàn)程池,避免設(shè)置過(guò)大或者過(guò)小導(dǎo)致系統(tǒng)異常
六、總結(jié)
Dubbo出生于阿里系,是阿里巴巴服務(wù)化治理的核心框架,并被廣泛應(yīng)用于中國(guó)各互聯(lián)網(wǎng)公司;只需要通過(guò)spring配置的方式即可完成服務(wù)化,對(duì)于應(yīng)用無(wú)入侵。設(shè)計(jì)的目的還是服務(wù)于自身的業(yè)務(wù)為主。雖然阿里內(nèi)部原因dubbo曾經(jīng)一度暫停維護(hù)版本,但是框架本身的成熟度以及文檔的完善程度,完全能滿(mǎn)足各大互聯(lián)網(wǎng)公司的業(yè)務(wù)需求。如果我們需要使用配置中心、分布式跟蹤這些內(nèi)容都需要自己去集成,這樣無(wú)形中增加了使用 Dubbo 的難度。
Spring Cloud 是大名鼎鼎的 Spring 家族的產(chǎn)品, 專(zhuān)注于企業(yè)級(jí)開(kāi)源框架的研發(fā)。 Spring Cloud 自從發(fā)展到現(xiàn)在,仍然在不斷的高速發(fā)展,幾乎考慮了服務(wù)治理的方方面面,開(kāi)發(fā)起來(lái)非常的便利和簡(jiǎn)單。
Dubbo于2017年開(kāi)始又重啟維護(hù),發(fā)布了更新后的2.5.6版本,而Spring Cloud更新的非??欤壳耙呀?jīng)更新到Finchley.M2。因此,企業(yè)需要根據(jù)自身的研發(fā)水平和所處階段選擇合適的架構(gòu)來(lái)解決業(yè)務(wù)問(wèn)題,不管是Dubbo還是Spring Cloud都是實(shí)現(xiàn)微服務(wù)有效的工具。