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自研分布式高性能RPC框架及服務注冊中心ApiRegistry實踐筆記【原創】【開源】

2022-12-16 08:15:10 軟體設計

痛點

1. bsf底層依賴springcloud,影響bsf更新springboot新版本和整體最新技術版本升級, 2. eureka已經閉源,且框架設計較重,同時引入eureka會自行引入較多springcloud相關包和組件,

方案

1. 自研輕量級高性能rpc框架Bsf APIRegistry

目標

Bsf APIRegistry需要解決的關鍵痛點: 1. 代碼簡單,簡單,簡單!框架實作要輕量,容易擴展,這樣性能擴展也會很高, 2. 要兼容舊專案@FeignClient,業務開發零改造代碼,實作業務零感知無縫遷移, 3. 引入的第三方組件越少越好,以后bsf組件沖突問題也會少,(本地服務啟動時間應該也會比eureka注冊中心快很多) 4. 高性能,高擴展能力,可以支持未來服務上萬節點在線, 5. 解決現有本地除錯痛點,(開發環境在阿里云容器中,要實作多人開發本地測驗在線聯調!) 6. 支持無注冊中心方式使用和無縫遷移,(可以借助k8s自帶負載均衡網關,兼容場景并使用無注冊中心架構

技術要求

Bsf APIRegistry需要具備幾個關鍵技術點:
  • 支持HttpUrlConnection,HttpClient建立的連接池及擴展,
  • 支持輪訓模式負載均衡及擴展,
  • 支持消費者端檢測故障,臨時轉移到可用服務,待服務故障恢復后恢復呼叫,
  • 支持redis注冊中心及擴展,以及無注冊中心架構
  • 支持protobuf協議,整體rpc性能會有較大提升,

架構示意圖

整體參考按照eureka的技術原理,以bsf-core框架為核心,優先擴展實作redis注冊中心方案,同時整體架構考慮eureka注冊中心的兼容性使用,@feignClient注解的feign的兼容性api協議撰寫,支持雙注冊中心部署和無縫遷移方案,從而達到開發人員零改動,無感知的目標, 同時redis單機可以支持上萬客戶端鏈接,同樣redis也支持主從高可用分布式部署,故采用redis做注冊中心也可以支持上萬的分布式服務節點同時在線和注冊中心高可用支持,在框架層面注冊中心抽象剝離實作可擴展,也可以為更好更高性能的注冊中心實作做擴展能力支持,  

消費者端RPC呼叫生命周期圖

整體rpc呼叫會經歷客戶端@ApiClient(兼容@FeignClient注解)協議決議為RPC Request資訊,通過RPC負載均衡器獲取服務串列的可用節點(排除故障節點),進行RPC編碼器進行編碼(json或者protobuf等),再通過RPC 連接池(http連接池)獲取可用tcp連接呼叫遠程rpc結果,然后對rpc結果進行RPC解碼器解碼,最侄訓傳RPC物件結果,  

消費者端RPC啟動初始化

整體rpc框架啟動時會經歷一次初始化,通過包掃描@ApiClient(兼容@FeignClient注解)相關的協議介面類,會對協議介面類進行透明代理,并注冊代理實體到springboot bean中,  

兼容eureka模式的無縫遷移方案

為了保證無縫遷移和開發人員無感知,在bsf sdk層面對@FeignClient(feign呼叫)做協議兼容支持,這樣理論上開發人員無需改動舊代碼; 同時2.1 版本bsf sdk層面實作雙注冊中心兼容(支持eureka server和bsf ApiRegistriy同時在線)去確保平滑遷移; 在bsf sdk中加入“測驗模式”,通過apollo配置中心動態修改模式,支持框架層面隨時切換使用eureka server和ApiRegistry任意注冊中心呼叫rpc, 也可以對rpc結果進行同步核對結果集校驗+動態報警(確保協議兼容驗證)來確保可以兼容穩定遷移和遷移實時回滾,  

ApiRegistry開源地址

地址: https://gitee.com/chejiangyi/free-bsf-all/tree/2.2-SNAPSHOT/free-bsf-apiregistry 包含原始碼,更多詳細配置,實踐和場景支持記錄, 原始碼核心模塊 其中核心類就兩三個,原始碼總共也就10幾個類,代碼簡單,邏輯簡單(核心就是為了輕量!!!),一般在10分鐘就可以看明白整體結構和代碼,  

小白快速上手

  • 參考包
<dependency>
    <artifactId>free-bsf-api</artifactId>
    <groupId>com.free.bsf</groupId>
    <version>2.2-SNAPSHOT</version>
</dependency>
<dependency>
    <artifactId>free-bsf-core</artifactId>
    <groupId>com.free.bsf</groupId>
    <version>2.2-SNAPSHOT</version>
</dependency>
<dependency>
    <artifactId>free-bsf-apiregistry</artifactId>
    <groupId>com.free.bsf</groupId>
    <version>2.2-SNAPSHOT</version>
</dependency>
free-bsf-api:為協議包,包含ApiRegistry通用協議,用在業務專案協議層, free-bsf-core:為bsf核心包,一般為工具類為主, free-bsf-apiregistry:為bsf ApiRegistry實作包,  
  • properties配置:
#springboot 應用名
spring.application.name=free-demo-provider
#一鍵啟用開關,默認false,重啟后生效
bsf.apiRegistry.enabled=true
#支持ApiClient/FeignClient注解方式的Rpc攔截,重啟后生效,默認false
bsf.apiRegistry.apiClientAspect.enabled=true
#rpcClient 掃描@ApiClient/@FeignClient注解的包,以逗號分割多個【rpc呼叫必填】
bsf.apiRegistry.rpcClient.basePackages=com.xxxx.xxxx
#注冊中心redis實作的,redis地址格式:127.0.0.1:6379(無密碼登陸)
bsf.apiRegistry.registry.redis.host=XXX.XXX.XXX.XXX:6379
  • api協議代碼示例
//兼容@FeginClient
@ApiClient(name = "lmc-test-provider",path = "/")
public interface  CustomerProvider {
    /*介面協議定義*/
    //支持GetMapping,PostMapping
    @PostMapping("/test")
    //支持@RequestParam,@RequestBody
    ApiResponseEntity<String>  test(@RequestParam("str") String str);
}

總結

ApiRegistry 為近期技術問題解決的隨手之作,雖自測無太大問題,但目前還需要真實遷移落地和技術升級(包括可能的bug修復), 技術無捷徑,勤做筆記,點滴進步,與君共勉!!!     by 車江毅 技術vp 2022-12-15     其他博文: 高效能全鏈路性能壓測筆記 https://www.cnblogs.com/chejiangyi/p/16900586.html 五個維度打造研發管理體系 https://www.cnblogs.com/chejiangyi/p/15420637.html 高效能研發體系建設概論 https://www.cnblogs.com/chejiangyi/p/15000543.html 開源是一種態度,分享是一種精神,學習仍需堅持,進步仍需努力,.net生態圈因你我更加美好,

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