一、简述
高速服务框架 HSF (High-speed Service Framework),是在阿里巴巴内部广泛使用的分布式 RPC 服务框架。
HSF 连通不同的业务系统,解耦系统间的实现依赖。HSF 从分布式应用的层面,统一了服务的发布与调用方式,从而帮助用户更加方便、快速地开发分布式应用,以及提供或使用公共功能模块。HSF 为用户屏蔽了分布式领域中的各种复杂技术细节,如远程通讯、序列化实现、性能损耗、同步与异步调用方式的实现等。
二、架构设计
HSF 作为一个纯客户端架构的 RPC 框架,没有服务端集群,所有HSF服务调用均是通过服务消费方(Consumer)与服务提供方(Provider)点对点进行。为了实现整套分布式服务体系,HSF还需要依赖以下外部系统:
1️⃣Provider——服务提供者
通常是某个业务系统,提供相关的业务服务,一般都是个服务集群。业务系统初期使用 HSF,通过引入 SDK 的方式。后期阿里定制化改造了容器(tomcat/docker),通过配置完成HSF的接入使用,作为架构中的服务提供方。对业务系统本身(war/jar)不造成侵入性。绑定了12200端口,用于接受请求并提供服务,同时将地址信息发布到地址注册中心。
2️⃣Consumer——服务消费者
通常也是某个业务系统集群,跟服务提供者非常类型,只是服务、消费角度区别。通过地址注册中心订阅服务,根据订阅到的地址信息发起调用,地址注册中心不参与调用。
3️⃣ConfigServer——配置服务器
HSF 依赖注册中心进行服务发现,如果没有注册中心,HSF 只能完成简单的点对点调用。因为作为服务提供端,没有办法将自己的服务信息对外发布,让外界知晓;作为服务消费端,可能已经知道需要调用的服务,但是无法获取能够提供这些服务的机器。而 ConfigServer 就是服务信息的中介,提供服务发现的能力。
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注册与订阅
服务注册——在服务提供方启动时,完成该服务的注册——上报当前服务的ip:port、服务类名方法名、版本号、分组等信息。
服务订阅——在服务消费方启动时,完成某些服务的订阅——通过订阅的服务标识(类名+方法名+版本号等),在内存中查找相关服务,一旦找到则将服务提供者的IP端口等信息推送给当前服务消费方,以便消费。
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长连接与内存级
服务提供方与服务消费方均与配置服务器保持长连接,一旦服务提供方发生变化,会立即被通知,更新内存中的列表数据,并同步给订阅该服务的服务消费方。
4️⃣Diamond——EDAS持久化配置中心
用于存储 HSF 服务的各种治理规则,HSF 客户端在启动的过程中会向持久化配置中心订阅各种服务治理规则,如白名单、权限、路由规则、归组规则、权重规则等,从而根据规则对调用过程的选址逻辑进行干预。持久化配置中心的角色是由 Diamond 组件承担的。
当需要时,用户通过在界面上设计规则,Diamond 会快速的将新的规则推送给相关的服务提供方
5️⃣addressServer——地址服务器
地址服务器的职责是保存上文的 ConfigServer 与 Diamond 服务器的地址列表。在 consumer、provider 启动时,会首先以域名访问的方式访问地址服务器,从地址服务器获取到 ConfigServer 与 Diamond 服务器的地址列表信息,以便访问。
6️⃣EDAS元数据存储中心
元数据是指 HSF 服务对应的方法列表以及参数结构等信息,元数据不会对 HSF 的调用过程产生影响,因此元数据存储中心也并不是必须的。但考虑到服务运维的便捷性,HSF 客户端在启动时会将元数据上报到元数据存储中心,以便提供给服务运维使用。元数据存储中心的角色是由 Redis 承担的。
7️⃣EDAS控制台
EDAS控制台打通了服务地址注册中心、持久化配置中心、元数据存储中心等,为用户提供了服务运维功能,包括服务查询、服务治理规则管理等,提高HSF服务研发的效率、运维的便捷性。
完成初始化后,服务调用者内保存了相关的服务信息,通过内部设置的调用方式(如随机访问一台,权重等)可以进行点对点的调用。
其内部通过 NIO 多路复用(Netty)+Hessian 序列化实现 RPC 调用,使用 Hessian 主要是压测表现出稳定性以及高效的综合特性。
三、功能
HSF 作为分布式 RPC 服务框架,支持多种服务的调用方式。
1️⃣同步调用
HSF 客户端默认以同步调用的方式消费服务,客户端代码需要同步等待返回结果。
2️⃣异步调用
对于服务调用的客户端,并非所有HSF服务都需要同步等待返回结果。HSF提供异步调用,帮助客户端无需同步阻塞在HSF调用上。HSF 的异步调用,有 Future 调用和 Callback 调用两种:
①Future调用
客户端在需要获取调用的返回结果时,通过 HSFResponseFuture.getResponse(int timeout)主动获取结果。
②Callback调用
Callback 调用利用 HSF 内部提供的回调机制,在指定 HSF 服务消费完毕拿到返回结果时,HSF 框架会回调用户实现的 HSFResponseCallback 接口,客户端通过回调通知的方式获取结果。
3️⃣泛化调用
对于一般的 HSF 调用来说,HSF 客户端需要依赖服务的二方包,通过依赖二方包中的 API 进行编程调用,获取返回结果。但是泛化调用不需要依赖服务的二方包,可以发起 HSF 调用、获取返回结果。在平台型的产品中,泛化调用的方式可以有效减少平台型产品的二方包依赖,实现系统的轻量级运行。
4️⃣调用链路Filter扩展
HSF 内部设计了调用过滤器,能够主动发现用户的调用过滤器扩展点,将其集成到 HSF 调用链路中,便于扩展方对 HSF 的请求进行扩展处理。
四、应用开发方式
使用HSF框架开发应用有 Ali-Tomcat 和 Pandora Boot 两种方式。
Ali-Tomcat:依赖 Ali-Tomcat 和 Pandora,提供了完整的 HSF 功能,包括服务注册与发现、隐式传参、异步调用、泛化调用和调用链路 Filter 扩展。应用程序须以 WAR 包方式部署。
Pandora Boot:依赖 Pandora,提供了比较完整的 HSF 功能,包括服务注册与发现、异步调用。应用程序编译为可运行的 JAR 包并部署即可。
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