Dubbo 3.0 前瞻之：重塑 Spring Cloud 服务治理

时间  2021-02-19 标签 html git github web 算法 spring apache 编程 bootstrap api

Dubbo 与开源中国共同策划【Dubbo 云原生之路】系列文章，和你们一块儿回顾 Apache Dubbo 产品和社区的发展，并展望将来发展。系列文章主要涵盖 Dubbo 技术解读、社区运营、应用案例解析三大部分。本篇为系列第三篇。html

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Dubbo 3.0 前瞻之：应用级服务发现web

做者：小马哥（mercyblitz），Java 劝退师，《Spring Boot 编程思想》做者，Apache Dubbo PMC、Spring Cloud Alibaba 项目架构师。目前主要负责阿里集团中间件开源项目、微服务技术实施、架构衍进、基础设施构建等。

在 Java 微服务生态中，Spring Cloud 成为了开发人员的首选技术栈，然而随着实践的深刻和运用规模的扩大，你们逐渐意识到 Spring Cloud 的局限性。算法

在服务治理方面，相较于 Dubbo 而言，Spring Cloud 并不成熟。遗憾的是，Dubbo 每每被部分开发者片面地视做服务治理的 RPC 框架，而非微服务基础设施。即便是那些有意将 Spring Cloud 迁移至 Dubbo 的小伙伴，当面对其中迁移和改造的成本时，不免望而却步。spring

庆幸的是，Dubbo3 的到来将给这一局面带来重要变革，将来 Dubbo Spring Cloud 将无缝对接 Dubbo3 ，做为 Spring Cloud Alibaba 的最核心组件，彻底地拥抱 Spring Cloud 技术栈，不但无缝地整合 Spring Cloud 注册中心，包括 Nacos、Eureka、Zookeeper 以及 Consul，并且彻底地兼容 Spring Cloud Open Feign 以及 @LoadBalanced RestTemplate，本文将讨论 Dubbo Spring Cloud 对 Spring Cloud 技术栈所带来的革命性变化因为 Spring Cloud 技术栈涵盖的特性众多，所以本文讨论的范围仅限于服务治理部分。apache

本文做为 Dubbo3 的前瞻，将着重讲解当前版本的 Dubbo Spring Cloud 实现，Dubbo Spring Cloud 得以实现的一个重要基础便是咱们前瞻之一提到的应用级服务发现。编程

应用级服务发现是 Dubbo3 规划中的重要一环，是 Dubbo 与云原生基础设施打通、实现大规模微服务集群的基石。其实 Dubbo 社区早在 2.7.5 版本开始便探索了应用级服务发现，尝试去优化 Dubbo 的服务发现模型，所以 Dubbo Spring Cloud 是基于 Dubbo Spring Boot 2.7.x（从 2.7.0 开始，Dubbo Spring Boot 与 Dubbo 在版本上保持一致）和 Spring Cloud 2.x 开发，而本文也将基于 2.7.x 的这个先期版本展开讲解。bootstrap

不管开发人员是 Dubbo 用户仍是 Spring Cloud 用户，都能轻松地驾驭 Dubbo Spring Cloud，并以接近“零”成本的代价使应用向上迁移。Dubbo Spring Cloud 致力于简化 Cloud Native 开发成本，提升研发效能以及提高应用性能等目的。api

版本支持

因为 Spring 官方宣布 Spring Cloud Edgware(下文简称为 “E” 版) 将在 2019 年 8 月 1 日后中止维护13，所以，目前 Dubbo Spring Cloud 发布版本并未对 “E” 版提供支持，仅为 “F” 版 和 “G” 版开发，同时也建议和鼓励 Spring Cloud 用户更新至 “F” 版 或 “G” 版。

同时，Dubbo Spring Cloud 基于 Apache Dubbo Spring Boot 2.7.x 开发（最低 Java 版本为 1.8），提供完整的 Dubbo 注解驱动、外部化配置以及 Production-Ready 的特性，点击查看详情。

如下表格将说明 Dubbo Spring Cloud 版本关系映射关系：

Spring Cloud

Spring Cloud Alibaba

Spring Boot

Dubbo Spring Boot

Finchley

0.2.2.RELEASE

2.0.x

2.7.1

Greenwich

2.2.1.RELEASE

2.1.x

2.7.1

Edgware

0.1.2.RELEASE

1.5.x

:x: Dubbo Spring Cloud 不支持该版本

功能特性

因为 Dubbo Spring Cloud 构建在原生的 Spring Cloud 之上，其服务治理方面的能力可认为是 Spring Cloud Plus，不只彻底覆盖 Spring Cloud 原生特性，并且提供更为稳定和成熟的实现，特性比对以下表所示：

功能组件

Spring Cloud

Dubbo Spring Cloud

分布式配置（Distributed configuration）

Git、Zookeeper、Consul、JDBC

Spring Cloud 分布式配置 + Dubbo 配置中心（Dubbo 2.7 开始支持配置中心，可自定义适配）

服务注册与发现（Service registration and discovery）

Eureka、Zookeeper、Consul

Spring Cloud 原生注册中心（Spring Cloud 原生注册中心，除 Eureka、Zookeeper、Consul 以外，还包括 Spring Cloud Alibaba 中的 Nacos）+ Dubbo 原生注册中心

负载均衡（Load balancing）

Ribbon（随机、轮询等算法）

Dubbo 内建实现（随机、轮询等算法 + 权重等特性）

服务熔断（Circuit Breakers）

Spring Cloud Hystrix

Spring Cloud Hystrix + Alibaba Sentinel 等（Sentinel 已被 Spring Cloud 项目纳为 Circuit Breaker 的候选实现）

服务调用（Service-to-service calls）

Open Feign、RestTemplate

Spring Cloud 服务调用 + Dubbo @Reference

链路跟踪（Tracing）

Spring Cloud Sleuth + Zipkin 

Zipkin、opentracing 等

高亮特性

Dubbo 使用 Spring Cloud 服务注册与发现

Dubbo Spring Cloud 基于 Spring Cloud Commons 抽象实现 Dubbo 服务注册与发现，应用只需增添外部化配置属性 “dubbo.registry.address = spring-cloud://localhost”，就能轻松地桥接到全部原生 Spring Cloud 注册中心，包括： - Nacos - Eureka - Zookeeper - Consul

注：Dubbo Spring Cloud 将在下个版本支持 Spring Cloud 注册中心与 Dubbo 注册中心并存，提供双注册机制，实现无缝迁移

Dubbo 做为 Spring Cloud 服务调用

默认状况，Spring Cloud Open Feign 以及 @LoadBalancedRestTemplate 做为 Spring Cloud 的两种服务调用方式。Dubbo Spring Cloud 为其提供了第三种选择，即 Dubbo 服务将做为 Spring Cloud 服务调用的同等公民出现，应用可经过 Apache Dubbo 注解 @Service和 @Reference 暴露和引用 Dubbo 服务，实现服务间多种协议的通信。同时，也能够利用 Dubbo 泛化接口轻松实现服务网关。

Dubbo 服务自省

Dubbo Spring Cloud 引入了全新的服务治理特性 - 服务自省（Service Introspection），其设计目的在于最大化减轻注册中心负载，去 Dubbo 注册元信息中心化。假设一个 Spring Cloud 应用引入 Dubbo Spring Boot Starter，并暴露 N 个 Dubbo 服务，以 Dubbo Nacos 注册中心 为例，当前应用将注册 N+1 个 Nacos 应用，除 Spring Cloud 应用自己以前，其他 N 个应用均来自于 Dubbo 服务，当 N 越大时，注册中心负载越重。

所以，Dubbo Spring Cloud 应用对注册中心的负载至关于传统 Dubbo 的 N 分之一，在不增长基础设施投入的前提下，理论上，使其集群规模扩大 N 倍。固然，将来的 Dubbo 也将提供服务自省的能力。

Dubbo 迁移 Spring Cloud 服务调用

尽管 Dubbo Spring Cloud 彻底地保留了原生 Spring Cloud 服务调用特性，不过 Dubbo 服务治理的能力是 Spring Cloud Open Feign 所不及的，如高性能、高可用以及负载均衡稳定性等方面。所以，建议开发人员将 Spring Cloud Open Feign 或者 @LoadBalancedRestTemplate 迁移为 Dubbo 服务。

考虑到迁移过程并不是一蹴而就，所以，Dubbo Spring Cloud 提供了方案，即 @DubboTransported 注解。该注解可以帮助服务消费端的 Spring Cloud Open Feign 接口以及 @LoadBalanced RestTemplate Bean 底层走 Dubbo 调用（可切换 Dubbo 支持的协议），而服务提供方则只需在原有 @RestController 类上追加 Dubbo @Servce 注解（须要抽取接口）便可，换言之，在不调整 Feign 接口以及 RestTemplate URL 的前提下，实现无缝迁移。若是迁移时间充分的话，建议使用 Dubbo 服务重构系统中的原生 Spring Cloud 服务的定义。

简单示例

开发 Dubbo Spring Cloud 应用的方法与传统 Dubbo 或 Spring Cloud 应用相似，按照如下步骤就能完整地实现Dubbo 服务提供方和消费方的应用，完整的示例代码请访问一下资源：

定义 Dubbo 服务接口

Dubbo 服务接口是服务提供方与消费方的远程通信契约，一般由普通的 Java 接口（interface）来声明，如 EchoService 接口：

public interface EchoService {


    String echo(String message);
}

为了确保契约的一致性，推荐的作法是将 Dubbo 服务接口打包在第二方或者第三方的 artifact（jar）中，如以上接口就存放在 artifact spring-cloud-dubbo-sample-api 之中。

对于服务提供方而言，不只经过依赖 artifact 的形式引入 Dubbo 服务接口，并且须要将其实现。对应的服务消费端，一样地须要依赖该 artifact，并以接口调用的方式执行远程方法。接下来进一步讨论怎样实现 Dubbo 服务提供方和消费方。

实现 Dubbo 服务提供方

初始化 spring-cloud-dubbo-server-sample Maven 工程

首先，建立 artifactId 名为 spring-cloud-dubbo-server-sample 的 Maven 工程，并在其 pom.xml 文件中增添 Dubbo Spring Cloud 必要的依赖：

<dependencies>
    <!-- Sample API -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-dubbo-sample-api</artifactId>
        <version>${project.version}</version>
    </dependency>


    <!-- Spring Boot dependencies -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-actuator</artifactId>
    </dependency>


    <!-- Dubbo Spring Cloud Starter -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-dubbo</artifactId>
    </dependency>


    <!-- Spring Cloud Nacos Service Discovery -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
    </dependency>
</dependencie

以上依赖 artifact 说明以下：

  • spring-cloud-dubbo-sample-api : 提供 EchoService接口的 artifact
  • spring-boot-actuator : Spring Boot Production-Ready artifact，间接引入 spring-boot artifact
  • spring-cloud-starter-dubbo : Dubbo Spring Cloud Starter artifact，间接引入 dubbo-spring-boot-starter 等 artifact
  • spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery : Nacos Spring Cloud 服务注册与发现 artifact

值得注意的是，以上 artifact 未指定版本(version)，所以，还需显示地声明 <dependencyManagement> :

<dependencyManagement>
    <dependencies>
        <!-- Spring Cloud Alibaba dependencies -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
            <version>2.2.1.RELEASE</version>
            <type>pom</type>
            <scope>import</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
</dependencyManagement>

注：以上完整的 Maven 依赖配置，请参考 spring-cloud-dubbo-server-sample pom.xml 文件

完成以上步骤以后，下一步则是实现 Dubbo 服务。

实现 Dubbo 服务

EchoService 做为暴露的 Dubbo 服务接口，服务提供方 spring-cloud-dubbo-server-sample 须要将其实现：

@org.apache.dubbo.config.annotation.Service
class EchoServiceImpl implements EchoService {


    @Override
    public String echo(String message) {
        return "[echo] Hello, " + message;
    }
}

其中，@org.apache.dubbo.config.annotation.Service 是 Dubbo 服务注解，仅声明该 Java 服务（本地）实现为 Dubbo 服务。 所以，下一步须要将其配置 Dubbo 服务（远程）。

配置 Dubbo 服务提供方

在暴露 Dubbo 服务方面，推荐开发人员外部化配置的方式，即指定 Java 服务实现类的扫描基准包。

注：Dubbo Spring Cloud 继承了 Dubbo Spring Boot 的外部化配置特性，也能够经过标注 @DubboComponentScan 来实现基准包扫描

同时，Dubbo 远程服务须要暴露网络端口，并设定通信协议，完整的 YAML 配置以下所示：

dubbo:
  scan:
    # dubbo 服务扫描基准包
    base-packages: org.springframework.cloud.alibaba.dubbo.bootstrap
  protocol:
    # dubbo 协议
    name: dubbo
    # dubbo 协议端口（ -1 表示自增端口，从 20880 开始）
    port: -1
    
spring:
  application:
    # Dubbo 应用名称
    name: spring-cloud-alibaba-dubbo-server
  cloud:
    nacos:
      # Nacos 服务发现与注册配置
      discovery:
        server-addr: 127.0.0.1:8848

以上 YAML 内容，上半部分为 Dubbo 的配置：

  • dubbo.scan.base-packages : 指定 Dubbo 服务实现类的扫描基准包
  • dubbo.protocol : Dubbo 服务暴露的协议配置，其中子属性 name 为协议名称，port 为协议端口（ -1 表示自增端口，从 20880 开始）
  • dubbo.registry : Dubbo 服务注册中心配置，其中子属性 address 的值 "spring-cloud://localhost"，说明挂载到 Spring Cloud 注册中心

下半部分则是 Spring Cloud 相关配置：

  • spring.application.name : Spring 应用名称，用于 Spring Cloud 服务注册和发现。 > 该值在 Dubbo Spring Cloud 加持下被视做 dubbo.application.name，所以，无需再显示地配置 dubbo.application.name
  • spring.cloud.nacos.discovery : Nacos 服务发现与注册配置，其中子属性 server-addr 指定 Nacos 服务器主机和端口

以上完整的 YAML 配置文件，请参考 spring-cloud-dubbo-server-samplebootstrap.yaml 文件

完成以上步骤后，还需编写一个 Dubbo Spring Cloud 引导类。

引导 Dubbo Spring Cloud 服务提供方应用

Dubbo Spring Cloud 引导类与普通 Spring Cloud 应用并没有差异，以下所示：

@EnableDiscoveryClient @EnableAutoConfiguration public class DubboSpringCloudServerBootstrap {
public static void main(String[] args) {
    SpringApplication.run(DubboSpringCloudServerBootstrap.class);
}
}

在引导 DubboSpringCloudServerBootstrap 以前，请提早启动 Nacos 服务器。 当 DubboSpringCloudServerBootstrap 启动后，将应用 spring-cloud-dubbo-server-sample 将出如今 Nacos 控制台界面。

当 Dubbo 服务提供方启动后，下一步实现一个 Dubbo 服务消费方。

实现 Dubbo 服务消费方

因为 Java 服务就 EchoService、服务提供方应用 spring-cloud-dubbo-server-sample 以及 Nacos 服务器均已准备完毕。Dubbo 服务消费方 只需初始化服务消费方 Maven 工程 spring-cloud-dubbo-client-sample 以及消费 Dubbo 服务。

初始化 spring-cloud-dubbo-client-sample Maven 工程

与服务提供方 Maven 工程类，需添加相关 Maven 依赖：

<dependencyManagement>
    <dependencies>
        <!-- Spring Cloud Alibaba dependencies -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
            <version>2.2.1.RELEASE</version>
            <type>pom</type>
            <scope>import</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
</dependencyManagement>


<dependencies>
    <!-- Sample API -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-dubbo-sample-api</artifactId>
        <version>${project.version}</version>
    </dependency>


    <!-- Spring Boot dependencies -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>


    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-actuator</artifactId>
    </dependency>


    <!-- Dubbo Spring Cloud Starter -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-dubbo</artifactId>
    </dependency>


    <!-- Spring Cloud Nacos Service Discovery -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
    </dependency>
</dependenc

与应用 spring-cloud-dubbo-server-sample 不一样的是，当前应用依赖 spring-boot-starter-web，代表它属于 Web Servlet 应用。

注：以上完整的 Maven 依赖配置，请参考 spring-cloud-dubbo-client-sample pom.xml 文件

配置 Dubbo 服务消费方

Dubbo 服务消费方配置与服务提供方相似，当前应用 spring-cloud-dubbo-client-sample 属于纯服务消费方，所以，所需的外部化配置更精简：

dubbo:
  cloud:
    subscribed-services: spring-cloud-alibaba-dubbo-server
    
spring:
  application:
    # Dubbo 应用名称
    name: spring-cloud-alibaba-dubbo-client
  cloud:
    nacos:
      # Nacos 服务发现与注册配置
      discovery:
        server-addr: 127.0.0.1:8848

对比应用 spring-cloud-dubbo-server-sample，除应用名称 spring.application.name 存在差别外，spring-cloud-dubbo-client-sample 新增了属性 dubbo.cloud.subscribed-services 的设置，而且该值为服务提供方应用 "spring-cloud-dubbo-server-sample"。

dubbo.cloud.subscribed-services : 用于服务消费方订阅服务提供方的应用名称的列表，若需订阅多应用，使用 "," 分割。 不推荐使用默认值为 "*"，它将订阅全部应用。

当应用使用属性 dubbo.cloud.subscribed-services 默认值时，日志中将会输出一行警告：

> > Current application will subscribe all services(size:x) in registry, a lot of memory and CPU cycles may be used,

> > thus it's strongly recommend you using the externalized property 'dubbo.cloud.subscribed-services' to specify the services

因为当前应用属于 Web 应用，它会默认地使用 8080 做为 Web 服务端口，若是须要自定义，可经过属性 server.port 调整。

注：以上完整的 YAML 配置文件，请参考 spring-cloud-dubbo-client-samplebootstrap.yaml 文件

引导 Dubbo Spring Cloud 服务消费方应用

为了减小实现步骤，如下引导类将 Dubbo 服务消费以及引导功能合二为一：

@EnableDiscoveryClient
@EnableAutoConfiguration
@RestController
public class DubboSpringCloudClientBootstrap {


    @Reference
    private EchoService echoService;


    @GetMapping("/echo")
    public String echo(String message) {
        return echoService.echo(message);
    }


    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(DubboSpringCloudClientBootstrap.class);
    }

不只如此，DubboSpringCloudClientBootstrap 也做为 REST Endpoint，经过暴露 /echo Web 服务，消费 Dubbo EchoService服务。所以， 可经过 curl 命令执行 HTTP GET 方法：

$ curl http://127.0.0.1:8080/echo?message=%E5%B0%8F%E9%A9%AC%E5%93%A5%EF%BC%88mercyblitz%EF%BC%89

HTTP 响应为：

[echo] Hello, 小马哥（mercyblitz）

以上结果说明应用 spring-cloud-dubbo-client-sample 经过消费 Dubbo 服务，返回服务提供方 spring-cloud-dubbo-server-sample 运算后的内容。

高阶示例

若是您须要进一步了解 Dubbo Spring Cloud 使用细节，可参考官方 Samples。

其子模块说明以下：

  • spring-cloud-dubbo-sample-api：API 模块，存放 Dubbo 服务接口和模型定义  
  • spring-cloud-dubbo-provider-web-sample：Dubbo Spring Cloud 服务提供方示例（Web 应用）
  • spring-cloud-dubbo-provider-sample：Dubbo Spring Cloud 服务提供方示例（非 Web 应用）
  • spring-cloud-dubbo-consumer-sample：Dubbo Spring Cloud 服务消费方示例
  • spring-cloud-dubbo-servlet-gateway-sample：Dubbo Spring Cloud Servlet 网关简易实现示例

问题反馈

若是您在使用 Dubbo Spring Cloud 的过程当中遇到任何问题，请在此反馈内容。

进阶阅读

关于更多的 Dubbo Spring Cloud 特性以及设计细节，请关注 

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