【狂神说Java】Double/Zookeeper初识

1什么是分布式系统？

在《分布式系统原理与范型》一书中有如下定义：“分布式系统是若干独立计算机的集合，这些计算机对于用户来说就像单个相关系统”；

分布式系统是由一组通过网络进行通信、为了完成共同的任务而协调工作的计算机节点组成的系统。分布式系统的出现是为了用廉价的、普通的机器完成单个计算机无法完成的计算、存储任务。其目的是利用更多的机器，处理更多的数据。

分布式系统（distributed system）是建立在网络之上的软件系统。

首先需要明确的是，只有当单个节点的处理能力无法满足日益增长的计算、存储任务的时候，且硬件的提升（加内存、加磁盘、使用更好的CPU）高昂到得不偿失的时候，应用程序也不能进一步优化的时候，我们才需要考虑分布式系统。因为，分布式系统要解决的问题本身就是和单机系统一样的，而由于分布式系统多节点、通过网络通信的拓扑结构，会引入很多单机系统没有的问题，为了解决这些问题又会引入更多的机制、协议，带来更多的问题。。。

Dubbo文档
随着互联网的发展，网站应用的规模不断扩大，常规的垂直应用架构已无法应对，分布式服务架构以及流动计算架构势在必行，急需一个治理系统确保架构有条不紊的演进。
在Dubbo的官网文档有这样一张图

单一应用架构
当网站流量很小时，只需一个应用，将所有功能都部署在一起，以减少部署节点和成本。此时，用于简化增删改查工作量的数据访问框架(ORM)是关键。

适用于小型网站，小型管理系统，将所有功能都部署到一个功能里，简单易用。
缺点：
1、性能扩展比较难
2、协同开发问题
3、不利于升级维护

垂直应用架构
当访问量逐渐增大，单一应用增加机器带来的加速度越来越小，将应用拆成互不相干的几个应用，以提升效率。此时，用于加速前端页面开发的Web框架(MVC)是关键。

通过切分业务来实现各个模块独立部署，降低了维护和部署的难度，团队各司其职更易管理，性能扩展也更方便，更有针对性。
缺点：公用模块无法重复利用，开发性的浪费

分布式服务架构
当垂直应用越来越多，应用之间交互不可避免，将核心业务抽取出来，作为独立的服务，逐渐形成稳定的服务中心，使前端应用能更快速的响应多变的市场需求。此时，用于提高业务复用及整合的分布式服务框架(RPC)是关键。

流动计算架构
当服务越来越多，容量的评估，小服务资源的浪费等问题逐渐显现，此时需增加一个调度中心基于访问压力实时管理集群容量，提高集群利用率。此时，用于提高机器利用率的资源调度和治理中心(SOA)[ Service Oriented Architecture]是关键。

2什么是RPC?

http: 通信协议
rpc：通信协议

RPC【Remote Procedure Call】是指远程过程调用，是一种进程间通信方式，他是一种技术的思想，而不是规范。它允许程序调用另一个地址空间（通常是共享网络的另一台机器上）的过程或函数，而不用程序员显式编码这个远程调用的细节。即程序员无论是调用本地的还是远程的函数，本质上编写的调用代码基本相同。

也就是说两台服务器A，B，一个应用部署在A服务器上，想要调用B服务器上应用提供的函数/方法，由于不在一个内存空间，不能直接调用，需要通过网络来表达调用的语义和传达调用的数据。为什么要用RPC呢？就是无法在一个进程内，甚至一个计算机内通过本地调用的方式完成的需求，比如不同的系统间的通讯，甚至不同的组织间的通讯，由于计算能力需要横向扩展，需要在多台机器组成的集群上部署应用。RPC就是要像调用本地的函数一样去调远程函数；

RPC基本原理

步骤解析：

RPC两个核心模块：通讯，序列化。

3如何给老婆解释什么是RPC

一个阳光明媚的早晨，老婆又在翻看我订阅的技术杂志。
“老公，什么是RPC呀，为什么你们程序员那么多黑话！”，老婆还是一如既往的好奇。
“RPC，就是Remote Procedure Call的简称呀，翻译成中文就是远程过程调用嘛”，我一边看着书，一边漫不经心的回答着。
“啥？你在说啥？谁不知道翻译成中文是什么意思？你个废柴，快给我滚去洗碗！”
“我去。。。”，我如梦初醒，我对面坐着的可不是一个程序员，为了不去洗碗，我瞬间调动起全部脑细胞，星辰大海在我脑中汇聚，灵感涌现…
"是这样，远程过程调用，自然是相对于本地过程调用来说的嘛。
“嗯哼，那先给老娘讲讲，本地过程调用是啥子？”
“本地过程调用，就好比你现在在家里，你要想洗碗，那你直接把碗放进洗碗机，打开洗碗机开关就可以洗了。这就叫本地过程调用。”
“哎呦，我可不干，那啥是远程过程调用？”
“远程嘛，那就是你现在不在家，跟姐妹们浪去了，突然发现碗还没洗，打了个电话过来，叫我去洗碗，这就是远程过程调用啦”，多么通俗易懂的解释，我真是天才！
“哦！我明白了”，说着，老婆开始收拾包包。
“你这是干啥去哦”
“我？我要出门浪去呀，待会记得接收我的远程调用哦，哦不，咱们要专业点，应该说，待会记得接收我的RPC哦！

4什么是Dubbo

是一个Jar包

Apache Dubbo 是一款高性能、轻量级的开源Java RPC框架，它提供了三大核心能力：面向接口的远程方法调用，智能容错和负载均衡，以及服务自动注册和发现。

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

1.了解Dubbo的特性
2.查看官方文档
dubbo基本概念

专业的事，交给专业的人来做~不靠谱！

服务提供者（Provider）：暴露服务的服务提供方，服务提供者在启动时，向注册中心注册自己提供的服务。

服务消费者（Consumer）：调用远程服务的服务消费方，服务消费者在启动时，向注册中心订阅自己所需的服务，服务消费者，从提供者地址列表中，基于软负载均衡算法，选一台提供者进行调用，如果调用失败，再选另一台调用。

注册中心（Registry）：注册中心返回服务提供者地址列表给消费者，如果有变更，注册中心将基于长连接推送变更数据给消费者

监控中心（Monitor）：服务消费者和提供者，在内存中累计调用次数和调用时间，定时每分钟发送一次统计数据到监控中心

调用关系说明

服务容器负责启动，加载，运行服务提供者。
服务提供者在启动时，向注册中心注册自己提供的服务。
服务消费者在启动时，向注册中心订阅自己所需的服务。
注册中心返回服务提供者地址列表给消费者，如果有变更，注册中心将基于长连接推送变更数据给消费者。
服务消费者，从提供者地址列表中，基于软负载均衡算法，选一台提供者进行调用，如果调用失败，再选另一台调用。
服务消费者和提供者，在内存中累计调用次数和调用时间，定时每分钟发送一次统计数据到监控中心。

5什么是zookeeper

产生背景
当今是个分布式、集群、云计算等名词满天飞的时代。造成这种局面的一个重要因素就是，单一机器的处理能力已经不能满足我们的需求，不得不采用由多台机器组成的服务集群。服务集群对外提供服务的过程中，可以分解处理压力，在一定程度上打破性能瓶颈，并提高服务的可用性（不会因为一台机器宕机而造成服务不可用）。

上图中有三台机器，每台机器跑同样的一个应用程序。然后我们将这三台机器通过网络将其连接起来，构成一个系统来为用户提供服务，对用户来说这个系统的架构是透明的，他感觉不到这个系统是一个什么样的架构。那么我们就可以把这种系统称作一个分布式系统。

那么，问题来了：
1.程序的运行往往依赖很多配置文件，比如数据库地址、黑名单控制、服务地址列表等，而且有些配置信息需要频繁地进行动态变更，这时候怎么保证所有机器共享的配置信息保持一致？

2.如果有一台机器挂掉了，其他机器如何感知到这一变化并接管任务？如果用户激增，需要增加机器来缓解压力，如何做到不重启集群而完成机器的添加？

3.用户数量增加或者减少，会出现有的机器资源使用率繁忙，有的却空闲，如何让每台机器感知到其他机器的负载状态从而实现负载均衡？

4.在一台机器上要多个进程或者多个线程操作同一资源比较简单，因为可以有大量的状态信息或者日志信息提供保证，比如两个A和B进程同时写一个文件，加锁就可以实现。但是分布式系统怎么办？需要一个三方的分配锁的机制，几百台worker都对同一个网络中的文件写操作，怎么协同？还有怎么保证高效的运行？

除了上面列举的几种，还有很多细思极恐的问题，分布式系统到底有多然人抓狂，可以想想你第一次接触多线程的感觉;
计划中的多线程

现实中的多线程

分布式系统可以看作多线程的N级加强版……

ZooKeeper的前世今生
分布式系统的很多难题，都是由于缺少协调机制造成的。
目前，在分布式协调技术方面做得比较好的就是Google的Chubby还有Apache的ZooKeeper。有人会问既然有了Chubby为什么还要弄一个ZooKeeper，难道Chubby做得不够好吗？主要是Chubby是非开源的，Google自家用。后来雅虎模仿Chubby开发出了ZooKeeper，也实现了类似的分布式锁的功能，并且将ZooKeeper作为一种开源的程序捐献给了Apache，那么这样就可以使用ZooKeeper所提供锁服务。而且在分布式领域久经考验，它的可靠性，可用性都是经过理论和实践的验证的。

至于这个神器为什么叫ZooKeeper，与外国人一贯的幽默精神有关。
众所周知，外国人喜欢给用一个动物作为吉祥物，在IT界也不例外。比如，负责大数据工作的Hadoop是一个黄色的大象；负责数据仓库的Hive是一个虚拟蜂巢；负责数据分析的Apache Pig是一头聪明的猪；负责管理web容器的tomcat是一只雄猫……那好，负责分布式协调工作的角色就叫ZooKeeper（动物园饲养员）吧。

ZooKeeper能干什么
官方说辞是：
ZooKeeper 分布式服务框架是Apache Hadoop 的一个子项目，它主要是用来解决分布式应用中经常遇到的一些数据管理问题，如：统一命名服务、状态同步服务、集群管理、分布式应用配置项的管理等。简化分布式应用协调及其管理的难度，提供高性能的分布式服务。ZooKeeper的目标就是封装好复杂易出错的关键服务，将简单易用的接口和性能高效、功能稳定的系统提供给用户。
ZooKeeper在一致性、可用性、容错性的保证，也是ZooKeeper的成功之处，它获得的一切成功都与它采用的协议——Zab协议是密不可分的。

为了实现前面提到的各种服务，比如分布式锁、配置维护、组服务等，ZooKeeper设计了一种新的数据结构——Znode，然后在该数据结构的基础上定义了一些原语，也就是一些关于该数据结构的一些操作。有了这些数据结构和原语还不够，因为ZooKeeper工作在分布式环境下，服务是通过消息以网络的形式发送给分布式应用程序，所以还需要一个通知机制——Watcher机制。总结一下，ZooKeeper所提供的服务主要是通过：数据结构 + 原语 + watcher机制，三个部分来实现的。

6安装dubbo-admin

是一个监控管理后台~查看我们注册了哪些服务，哪些服务被消费了

dubbo本身并不是一个服务软件。它其实就是一个jar包，能够帮你的java程序连接到zookeeper，并利用zookeeper消费、提供服务。

但是为了让用户更好的管理监控众多的dubbo服务，官方提供了一个可视化的监控程序dubbo-admin，不过这个监控即使不装也不影响使用。
这里来安装一下：

下载dubbo-admin

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

解压进入目录
修改 dubbo-admin\src\main\resources \application.properties 指定zookeeper地址

在项目目录下打包dubbo-admin
清除并打包

mvn clean package -Dmaven.test.skip=true

打包完成

启动jar 包

记得启动zookeeper

访问

http://localhost:7001/

用户名和密码都是root