【狂神說Java】Double/Zookeeper初識

1什么是分布式系統？

??在《分布式系統原理與范型》一書中有如下定義：“分布式系統是若干獨立計算機的集合，這些計算機對于用戶來說就像單個相關系統”；

??分布式系統是由一組通過網路進行通信、為了完成共同的任務而協調作業的計算機節點組成的系統，分布式系統的出現是為了用廉價的、普通的機器完成單個計算機無法完成的計算、存盤任務，其目的是利用更多的機器，處理更多的資料，

分布式系統（distributed system）是建立在網路之上的軟體系統，

??首先需要明確的是，只有當單個節點的處理能力無法滿足日益增長的計算、存盤任務的時候，且硬體的提升（加記憶體、加磁盤、使用更好的CPU）高昂到得不償失的時候，應用程式也不能進一步優化的時候，我們才需要考慮分布式系統，因為，分布式系統要解決的問題本身就是和單機系統一樣的，而由于分布式系統多節點、通過網路通信的拓撲結構，會引入很多單機系統沒有的問題，為了解決這些問題又會引入更多的機制、協議，帶來更多的問題，，，

Dubbo檔案
隨著互聯網的發展，網站應用的規模不斷擴大，常規的垂直應用架構已無法應對，分布式服務架構以及流動計算架構勢在必行，急需一個治理系統確保架構有條不紊的演進，
在Dubbo的官網檔案有這樣一張圖

單一應用架構
??當網站流量很小時，只需一個應用，將所有功能都部署在一起，以減少部署節點和成本，此時，用于簡化增刪改查作業量的資料訪問框架(ORM)是關鍵，

適用于小型網站，小型管理系統，將所有功能都部署到一個功能里，簡單易用，
缺點：
??1、性能擴展比較難
??2、協同開發問題
??3、不利于升級維護

垂直應用架構
??當訪問量逐漸增大，單一應用增加機器帶來的加速度越來越小，將應用拆成互不相干的幾個應用，以提升效率，此時，用于加速前端頁面開發的Web框架(MVC)是關鍵，

??通過切分業務來實作各個模塊獨立部署，降低了維護和部署的難度，團隊各司其職更易管理，性能擴展也更方便，更有針對性，
缺點：公用模塊無法重復利用，開發性的浪費

分布式服務架構
??當垂直應用越來越多，應用之間互動不可避免，將核心業務抽取出來，作為獨立的服務，逐漸形成穩定的服務中心，使前端應用能更快速的回應多變的市場需求，此時，用于提高業務復用及整合的分布式服務框架(RPC)是關鍵，

流動計算架構
??當服務越來越多，容量的評估，小服務資源的浪費等問題逐漸顯現，此時需增加一個調度中心基于訪問壓力實時管理集群容量，提高集群利用率，此時，用于提高機器利用率的資源調度和治理中心(SOA)[ Service Oriented Architecture]是關鍵，

2什么是RPC?

http: 通信協議
rpc：通信協議

??RPC【Remote Procedure Call】是指遠程程序呼叫，是一種行程間通信方式，他是一種技術的思想，而不是規范，它允許程式呼叫另一個地址空間（通常是共享網路的另一臺機器上）的程序或函式，而不用程式員顯式編碼這個遠程呼叫的細節，即程式員無論是呼叫本地的還是遠程的函式，本質上撰寫的呼叫代碼基本相同，

??也就是說兩臺服務器A，B，一個應用部署在A服務器上，想要呼叫B服務器上應用提供的函式/方法，由于不在一個記憶體空間，不能直接呼叫，需要通過網路來表達呼叫的語意和傳達呼叫的資料，為什么要用RPC呢？就是無法在一個行程內，甚至一個計算機內通過本地呼叫的方式完成的需求，比如不同的系統間的通訊，甚至不同的組織間的通訊，由于計算能力需要橫向擴展，需要在多臺機器組成的集群上部署應用，RPC就是要像呼叫本地的函式一樣去調遠程函式；

RPC基本原理

步驟決議：

RPC兩個核心模塊：通訊，序列化，

3如何給老婆解釋什么是RPC

1. 一個陽光明媚的早晨，老婆又在翻看我訂閱的技術雜志，
2. “老公，什么是RPC呀，為什么你們程式員那么多黑話！”，老婆還是一如既往的好奇，
3. “RPC，就是Remote Procedure Call的簡稱呀，翻譯成中文就是遠程程序呼叫嘛”，我一邊看著書，一邊漫不經心的回答著，
4. “啥？你在說啥？誰不知道翻譯成中文是什么意思？你個廢柴，快給我滾去洗碗！”
5. “我去，，，”，我如夢初醒，我對面坐著的可不是一個程式員，為了不去洗碗，我瞬間調動起全部腦細胞，星辰大海在我腦中匯聚，靈感涌現…
6. "是這樣，遠程程序呼叫，自然是相對于本地程序呼叫來說的嘛，
7. “嗯哼，那先給老娘講講，本地程序呼叫是啥子？”
8. “本地程序呼叫，就好比你現在在家里，你要想洗碗，那你直接把碗放進洗碗機，打開洗碗機開關就可以洗了，這就叫本地程序呼叫，”
9. “哎呦，我可不干，那啥是遠程程序呼叫？”
10. “遠程嘛，那就是你現在不在家，跟姐妹們浪去了，突然發現碗還沒洗，打了個電話過來，叫我去洗碗，這就是遠程程序呼叫啦”，多么通俗易懂的解釋，我真是天才！
11. “哦！我明白了”，說著，老婆開始收拾包包，
12. “你這是干啥去哦”
13. “我？我要出門浪去呀，待會記得接收我的遠程呼叫哦，哦不，咱們要專業點，應該說，待會記得接收我的RPC哦！

4什么是Dubbo

??是一個Jar包

??Apache Dubbo 是一款高性能、輕量級的開源Java RPC框架，它提供了三大核心能力：面向介面的遠程方法呼叫，智能容錯和負載均衡，以及服務自動注冊和發現，

dubbo官網 http://dubbo.apache.org/zh-cn/index.html

??1.了解Dubbo的特性
??2.查看官方檔案
dubbo基本概念

??專業的事，交給專業的人來做~不靠譜！

??服務提供者（Provider）：暴露服務的服務提供方，服務提供者在啟動時，向注冊中心注冊自己提供的服務，

??服務消費者（Consumer）：呼叫遠程服務的服務消費方，服務消費者在啟動時，向注冊中心訂閱自己所需的服務，服務消費者，從提供者地址串列中，基于軟負載均衡演算法，選一臺提供者進行呼叫，如果呼叫失敗，再選另一臺呼叫，

??注冊中心（Registry）：注冊中心回傳服務提供者地址串列給消費者，如果有變更，注冊中心將基于長連接推送變更資料給消費者

??監控中心（Monitor）：服務消費者和提供者，在記憶體中累計呼叫次數和呼叫時間，定時每分鐘發送一次統計資料到監控中心

呼叫關系說明

1. 服務容器負責啟動，加載，運行服務提供者，
2. 服務提供者在啟動時，向注冊中心注冊自己提供的服務，
3. 服務消費者在啟動時，向注冊中心訂閱自己所需的服務，
4. 注冊中心回傳服務提供者地址串列給消費者，如果有變更，注冊中心將基于長連接推送變更資料給消費者，
5. 服務消費者，從提供者地址串列中，基于軟負載均衡演算法，選一臺提供者進行呼叫，如果呼叫失敗，再選另一臺呼叫，
6. 服務消費者和提供者，在記憶體中累計呼叫次數和呼叫時間，定時每分鐘發送一次統計資料到監控中心，

5什么是zookeeper

產生背景
??當今是個分布式、集群、云計算等名詞滿天飛的時代，造成這種局面的一個重要因素就是，單一機器的處理能力已經不能滿足我們的需求，不得不采用由多臺機器組成的服務集群，服務集群對外提供服務的程序中，可以分解處理壓力，在一定程度上打破性能瓶頸，并提高服務的可用性（不會因為一臺機器宕機而造成服務不可用），

??上圖中有三臺機器，每臺機器跑同樣的一個應用程式，然后我們將這三臺機器通過網路將其連接起來，構成一個系統來為用戶提供服務，對用戶來說這個系統的架構是透明的，他感覺不到這個系統是一個什么樣的架構，那么我們就可以把這種系統稱作一個分布式系統，

那么，問題來了：
??1.程式的運行往往依賴很多組態檔，比如資料庫地址、黑名單控制、服務地址串列等，而且有些配置資訊需要頻繁地進行動態變更，這時候怎么保證所有機器共享的配置資訊保持一致？

??2.如果有一臺機器掛掉了，其他機器如何感知到這一變化并接管任務？如果用戶激增，需要增加機器來緩解壓力，如何做到不重啟集群而完成機器的添加？

??3.用戶數量增加或者減少，會出現有的機器資源使用率繁忙，有的卻空閑，如何讓每臺機器感知到其他機器的負載狀態從而實作負載均衡？

??4.在一臺機器上要多個行程或者多個執行緒操作同一資源比較簡單，因為可以有大量的狀態資訊或者日志資訊提供保證，比如兩個A和B行程同時寫一個檔案，加鎖就可以實作，但是分布式系統怎么辦？需要一個三方的分配鎖的機制，幾百臺worker都對同一個網路中的檔案寫操作，怎么協同？還有怎么保證高效的運行？

??除了上面列舉的幾種，還有很多細思極恐的問題，分布式系統到底有多然人抓狂，可以想想你第一次接觸多執行緒的感覺;
計劃中的多執行緒

現實中的多執行緒

分布式系統可以看作多執行緒的N級加強版……

ZooKeeper的前世今生
??分布式系統的很多難題，都是由于缺少協調機制造成的，
??目前，在分布式協調技術方面做得比較好的就是Google的Chubby還有Apache的ZooKeeper，有人會問既然有了Chubby為什么還要弄一個ZooKeeper，難道Chubby做得不夠好嗎？主要是Chubby是非開源的，Google自家用，后來雅虎模仿Chubby開發出了ZooKeeper，也實作了類似的分布式鎖的功能，并且將ZooKeeper作為一種開源的程式捐獻給了Apache，那么這樣就可以使用ZooKeeper所提供鎖服務，而且在分布式領域久經考驗，它的可靠性，可用性都是經過理論和實踐的驗證的，

??至于這個神器為什么叫ZooKeeper，與外國人一貫的幽默精神有關，
??眾所周知，外國人喜歡給用一個動物作為吉祥物，在IT界也不例外，比如，負責大資料作業的Hadoop是一個黃色的大象；負責資料倉庫的Hive是一個虛擬蜂巢；負責資料分析的Apache Pig是一頭聰明的豬；負責管理web容器的tomcat是一只雄貓……那好，負責分布式協調作業的角色就叫ZooKeeper（動物園飼養員）吧，

ZooKeeper能干什么
官方說辭是：
??ZooKeeper 分布式服務框架是Apache Hadoop 的一個子專案，它主要是用來解決分布式應用中經常遇到的一些資料管理問題，如：統一命名服務、狀態同步服務、集群管理、分布式應用配置項的管理等，簡化分布式應用協調及其管理的難度，提供高性能的分布式服務，ZooKeeper的目標就是封裝好復雜 易出錯的關鍵服務，將簡單易用的介面和性能高效、功能穩定的系統提供給用戶，
ZooKeeper在一致性、可用性、容錯性的保證，也是ZooKeeper的成功之處，它獲得的一切成功都與它采用的協議——Zab協議是密不可分的，

??為了實作前面提到的各種服務，比如分布式鎖、配置維護、組服務等，ZooKeeper設計了一種新的資料結構——Znode，然后在該資料結構的基礎上定義了一些原語，也就是一些關于該資料結構的一些操作，有了這些資料結構和原語還不夠，因為ZooKeeper作業在分布式環境下，服務是通過訊息以網路的形式發送給分布式應用程式，所以還需要一個通知機制——Watcher機制，總結一下，ZooKeeper所提供的服務主要是通過：資料結構 + 原語 + watcher機制，三個部分來實作的，

6安裝dubbo-admin

??是一個監控管理后臺~查看我們注冊了哪些服務，哪些服務被消費了

??dubbo本身并不是一個服務軟體，它其實就是一個jar包，能夠幫你的java程式連接到zookeeper，并利用zookeeper消費、提供服務，

??但是為了讓用戶更好的管理監控眾多的dubbo服務，官方提供了一個可視化的監控程式dubbo-admin，不過這個監控即使不裝也不影響使用，
這里來安裝一下：

下載dubbo-admin

地址 ：https://github.com/apache/dubbo-admin/tree/master

解壓進入目錄
修改 dubbo-admin\src\main\resources \application.properties 指定zookeeper地址


在專案目錄下打包dubbo-admin
清除并打包

mvn clean package -Dmaven.test.skip=true

打包完成

啟動jar 包

記得啟動zookeeper

訪問

http://localhost:7001/

用戶名和密碼都是root