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分布式服务框架

分布式服务框架

作者: 八步里 | 来源:发表于2020-07-04 16:10 被阅读0次

1 IPC

进程间通信(IPC)是在多任务操作系统或联网的计算机之间运行的程序和进程所用的通信技术。有两种类型的进程间通信即本地过程调用(LPC)和远程过程调用(RPC)。

  • LPC用在多任务操作系统中,使得同时运行的任务能互相会话。这些任务共享内存空间使任务同步和互相发送信息。

本地过程调用:如果需要将本地student对象的age+1,可以实现一个addAge()方法,将student对象传入,对年龄进行更新之后返回即可,本地方法调用的函数体通过函数指针来指定。

  • RPC应用于分布式系统环境为客户机提供向后端服务器申请服务的通信机制。客户端consumer携带参数发送RPC请求到服务提供方provider,provider根据参数路由到具体函数,方法,并将执行获得的结果返回,至此一次RPC调用完成。

如果addAge()这个方法在服务端,执行函数的函数体在远程机器上:

  1. 首先客户端需要告诉服务器,需要调用的函数,这里函数和进程ID存在一个映射,客户端远程调用时,需要查一下函数,找到对应的ID,然后执行函数的代码。
  2. 客户端需要把本地参数传给远程函数,本地调用的过程中,直接压栈即可,但是在远程调用过程中不再同一个内存里,无法直接传递函数的参数,因此需要客户端把参数转换成字节流,传给服务端,然后服务端将字节流转换成自身能读取的格式,是一个序列化和反序列化的过程。
  3. 网络传输层需要把调用的ID和序列化后的参数传给服务端,然后把计算好的结果序列化传给客户端,因此TCP层即可完成上述过程,gRPC中采用的是HTTP2协议。

随着业务的发展,大数据时代的到来,服务提供方的压力也日益增大,单机应用的处理能力无论在软件,硬件上都受到限制,provider也不可能一直无限扩容,即使扩容,也存在着很多问题,即服务的路由,和Consumer的负载均衡问题。因此,分布式服务架构应运而生,RPC发展到一定阶段思考的变革,成为了分布式服务,云计算的计算机基础。

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2 SOA

由于简单的RPC调用已经不能随着时代发展满足需求,因此复杂的业务逻辑对于分布式应用架构体系的需求愈发强烈,业务希望自己的服务是分布式部署的,请求是分流的,对数据的操作是能读写分离的,同时能屏蔽许多复杂需要自己编写的底层服务,借助已有的公共服务,去快速的构建自己的应用,降低人力开发维护的成本和提高应用交付的效率,基因此,基于分布式服务思想的SOA(Service-Oriented Architecture)成了新的受追捧的架构。常见的SOA服务调用流程图如下:

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3分布式服务框架模块功能

无论是哪种SOA的架构设计,都离不开几个模块的功能,即Provider,Consumer,Registry,Gateway,负载均衡,服务分流,监控等。

  1. Provider:服务提供者,无论是业务服务,还是一个系统中公用的SAAS,都属于Provider
  2. Consumer:即发起调用的客户端
  3. Registry:服务注册中心,是分布式服务系统中的一个重要组成模块,管理Provider的Manager,在实际的运行环境中,服务注册中心Registry被动通知或Consumer主动询问,在Provider有节点宕机或新增节点时,客户端也可实时感知到,从而避免了某个Provider被无限调用或是无限闲置。
  4. Gateway:网关也是分布式服务框架中不可或缺的部分,每种系统与框架都有自己的一套协议,当异构系统互相调用时,网关的作用即显现出来,Gateway接受各种外部HTTP请求,完成相应的权限校验,报文适配,路由转发到对应的Provider,再将Provider返回的结果传递给异构系统的Consumer,完成异构系统的互相调用。
  5. 负载均衡,服务分流:Consumer从Registry获得具体的Provider列表后,如何选取合适的Provider,取决与一定的负载均衡算法,常见的算法有轮询法,随机法,源地址哈希,加权轮询,加权随机等。
  6. 监控:接收来自Consumer和Provider异步上报的性能监控数据,对有风险的节点发出警告。

4 Dubbo

Dubbo是一个高性能服务框架,致力于提供高性能和透明化的RPC远程服务调用方案,以及SOA服务治理方案,使得应用可通过高性能RPC实现服务的输出和输入功能,和Spring框架可以无缝集成。Dubbo最大的特点是按照分层架构思维构建应用服务,使用这种方式可以使各个层之间解耦合(或者最大限度地松耦合)。从服务模型的角度来看,Dubbo采用的是一种非常简单的模型,要么是提供方提供服务,要么是消费方消费服务,所以基于这一点可以抽象出服务提供方(Provider)和服务消费方(Consumer)两个角色。

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