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“没有最好的技术，只有最合适的技术。”我想这句话也同样适用于微服务领域，没有最好的服务框架，只有最适合自己的服务改造。在 Dubbo 的未来规划中，除了保持自身技术上的领先性，关注性能、大流量、大规模集群领域的挑战外，围绕 Dubbo 核心来发展生态，将 Dubbo 打造成一个服务化改造的整体方案也是重点之一。从本期开始，我们将推出“服务化改造”系列文章，通过在一些外围系统和服务化基础组件上的开发实践，分享Dubbo 生态下的服务化改造收获和总结。
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一、改造背景
在现代的分布式应用中，往往会出现节点和节点之间的协调问题，其中就包括了：选主，集群管理，分布式锁，分布式配置管理，统一命名服务，状态同步等诉求。Apache ZooKeeper，正如它的名字所暗示的那样，动物园管理员，就是为了解决这些诉求的一个分布式协调服务框架。
为了保证系统的高可用，ZooKeeper本身也可以部署成集群模式，称之为ZooKeeper Ensemble。ZooKeeper集群中始终确保其中的一台为leader的角色，并通过ZAB（Zookeeper Atomic Broadcast Protocol）[1] 协议确保所有节点上的信息的一致。客户端可以访问集群中的任何一台进行读写操作，而不用担心数据出现不一致的现象。
O'Reilly的ebook-Zookeeper-Distributed Process Coordination
ZooKeeper中的数据存储方式与传统的UNIX文件系统相似，节点按照树状结构来组织，其中，节点被称之为znodes（ZooKeeper数据节点）
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二、基本用法
可以通过直接下载的方式[2] 安装并运行ZooKeeper，在Mac上也可以通过Homebrew [3] brew install zookeeper 来安装，考虑到通用性，本文采用docker的方式来运行ZooKeeper。如果没有安装docker，请先准备好docker环境 [4]。
1、启动 ZooKeeper
执行命令将 ZooKeeper，运行在docker容器中。
docker run --rm --name zookeeper -p 2181:2181 zookeeper
2、进入 Zookeeper 容器
docker exec -it zookeeper bash
在bin 目录下有启动 ZooKeeper 的命令 zkServer 以及管理控制台 zkCli
bash-4.4# ls -l bintotal 36-rwxr-xr-x 1 zookeepe zookeepe 232 Mar 27 04:32 README.txt-rwxr-xr-x 1 zookeepe zookeepe 1937 Mar 27 04:32 zkCleanup.sh-rwxr-xr-x 1 zookeepe zookeepe 1056 Mar 27 04:32 zkCli.cmd-rwxr-xr-x 1 zookeepe zookeepe 1534 Mar 27 04:32 zkCli.sh-rwxr-xr-x 1 zookeepe zookeepe 1759 Mar 27 04:32 zkEnv.cmd-rwxr-xr-x 1 zookeepe zookeepe 2696 Mar 27 04:32 zkEnv.sh-rwxr-xr-x 1 zookeepe zookeepe 1089 Mar 27 04:32 zkServer.cmd-rwxr-xr-x 1 zookeepe zookeepe 6773 Mar 27 04:32 zkServer.sh``
3、通过zkCli进入Zookeeper管理界面
由于是通过Docker启动，ZooKeeper 进程已经启动，并通过2181端口对外提供服务。
bash-4.4# psPID USER TIME COMMAND1 zookeepe 0:02 /usr/lib/jvm/java-1.8-openjdk/jre/bin/java -Dzookeeper.log.dir=. -Dzookeeper.root 32 root 0:00 bash 42 root 0:00 ps
因此可以直接通过zkCli来访问 ZooKeeper 的控制台来进行管理。
bash-4.4# bin/zkCli.sh -server 127.0.0.1:2181Connecting to 127.0.0.1:2181...WATCHER:: WatchedEvent state:SyncConnected type:None path:null[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 0] helpZooKeeper -server host:port cmd args stat path [watch]set path data [version] ls path [watch] delquota [-n|-b] path ls2 path [watch]setAcl path acl setquota -n|-b val path historyredo cmdno printwatches on|off delete path [version] sync path listquota path rmr path get path [watch] create [-s] [-e] path data acl addauth scheme auth quit getAcl path close connect host:port
4.zkCli上的一些基本操作
创建 /hello-zone 节点：
[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 19] create /hello-zone 'world'Created /hello-zone
列出 / 下的子节点，确认 hello-zone 被创建：
[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 19] create /hello-zone 'world'Created /hello-zone
列出 /hello-zone的子节点，确认为空：
[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 21] ls /hello-zone[]
获取存储在 /hello-zone节点上的数据：
[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 22] get /hello-zone world
三、在 Dubbo 中使用ZooKeeper
Dubbo使用 ZooKeeper 用于服务的注册发现和配置管理，在ZooKeeper中数据的组织由下图所示：
首先，所有Dubbo相关的数据都组织在 /duboo 的根节点下。
二级目录是服务名，如 com.foo.BarService。
三级目录有两个子节点，分别 providers 和 consumers，表示该服务的提供者和消费者。
四级目录记录了与该服务相关的每一个应用实例的URL信息，在 providers 下的表示该服务的所有提供者，而在 consumers 下的表示该服务的所有消费者。举例说明，com.foo.BarService 的服务提供者在启动时将自己的URL信息注册到 /dubbo/com.foo.BarService/providers 下;同样的，服务消费者将自己的信息注册到相应的 consumers 下，同时，服务消费者会订阅其所对应的 providers 节点，以便能够感知到服务提供方地址列表的变化。
四、准备示例代码
本文代码可以在以下链接中找到。
1、接口定义
一个定义简单的 GreetingService 接口，只有里面一个简单的方法 sayHello 向调用者问好。
public interface GreetingService {String sayHello(String name);}2、服务端：服务实现
实现 GreetingService接口，并通过 @Service 来标注其为Dubbo的一个服务。
@Servicepublic class AnnotatedGreetingService implements GreetingService {public String sayHello(String name) { return "hello, " + name;
}}3、服务端：组装
定义 ProviderConfiguration 来组装Dubbo服务。
@Configuration@EnableDubbo(scanBasePackages = "com.alibaba.dubbo.samples.impl")@PropertySource("classpath:/spring/dubbo-provider.properties")static class ProviderConfiguration {}dubbo-provider.properties是在Spring应用中外置配置的方式，内容如下：
dubbo.application.name=demo-provider dubbo.registry.address=zookeeper://$DOCKER_HOST:2181 dubbo.protocol.name=dubbo dubbo.protocol.port=20880
由于ZooKeeper运行在Docker容器中，需要注意的是：
本文假定Dubbo应用运行在宿主机上，也就是Docker容器外，需要将ZooKeeper的地址替换成环境变量${DOCKER_HOST}所指定的IP地址，相关信息请查阅Docker官方文档；
如果Dubbo应用也是Docker化的应用，只需要用ZooKeeper的容器名，在本文中容器名是ZooKeeper；
当然，如果不用容器方式启动ZooKeeper，只需要简单的将这里的$ DOCKER_HOST换成localhost即可。
4、服务端：启动服务
在 main 方法中通过启动一个Spring Context来对外提供Dubbo服务。
public class ProviderBootstrap {public static void main(String[] args) throws Exception {
AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(ProviderConfiguration.class);
context.start();
System.in.read();
}}服务启动端的的 main 方法，将会看到下面的输出，代表服务端启动成功，并在注册中心（ZooKeeperRegistry）注册上了 GreetingService 这个服务：
[03/08/18 10:50:33:033 CST] main INFO zookeeper.ZookeeperRegistry: [DUBBO] Register: dubbo://192.168.99.1:20880/com.alibaba.dubbo.samples.api.GreetingService?anyhost=true&application=demo-provider&dubbo=2.6.2&generic=false&interface=com.alibaba.dubbo.samples.api.GreetingService&methods=sayHello&pid=12938&side=provider×tamp=1533264631849, dubbo version: 2.6.2, current host: 192.168.99.1
通过ZooKeeper管理终端观察服务提供方的注册信息：
$ docker exec -it zookeeper bash bash-4.4# bin/zkCli.sh -server localhost:218Connecting to localhost:2181... Welcome to ZooKeeper! JLine support is enabled ... [zk: localhost:2181(CONNECTED) 0] ls [dubbo%3A%2F%2F192.168.99.1%3A20880%2Fcom.alibaba.dubbo.samples.api.GreetingService%3Fanyhost%3Dtrue%26application%3Ddemo-provider%26dubbo%3D2.6.2%26generic%3Dfalse%26interface%3Dcom.alibaba.dubbo.samples.api.GreetingService%26methods%3DsayHello%26pid%3D12938%26side%3Dprovider%26timestamp%3D1533264631849]
可以看到刚刚启动的Dubbo的服务在providers 节点下注册了自己的URL地址：dubbo：//192.168.99.1：20880 /com.alibaba.dubbo.samples.api.GreetingService？anyhost = true＆application = demo-provider＆dubbo =2.6 0.2＆通用=假接口=com.alibaba.dubbo.samples.api.GreetingService＆方法= sayHello的＆PID = 12938＆侧=提供商时间戳=1533264631849
5、客户端：引用服务
通过 @Reference 来在客户端声明服务的引用，运行时将会通过该引用发起全程调用，而服务的目标地址将会从ZooKeeper的provider 节点下查询。
@Component("annotatedConsumer")public class GreetingServiceConsumer {@Referenceprivate GreetingService greetingService;public String doSayHello(String name) { return greetingService.sayHello(name);
}}6、客户端：组装
定义ConsumerConfiguration来组装Dubbo服务。
@Configuration@EnableDubbo(scanBasePackages = "com.alibaba.dubbo.samples.action")@PropertySource("classpath:/spring/dubbo-consumer.properties")@ComponentScan(value = {"com.alibaba.dubbo.samples.action"})static class ConsumerConfiguration {}dubbo-consumer.properties是在Spring应用中外置配置的方式，内容如下：
dubbo.application.name=demo-consumer dubbo.registry.address=zookeeper://$DOCKER_HOST:2181 dubbo.consumer.timeout=3000
与服务端：组装相同，需要根据自己的运行环境来修改dubbo.registry.address中定义的$ DOCKER_HOST。请参阅步骤3的说明部分。
7、客户端：发起远程调用
运行 main 向已经启动的服务提供方发起一次远程调用。Dubbo会先向ZooKeeper订阅服务地址，然后从返回的地址列表中选取一个，向对端发起调用：
public class ConsumerBootstrap {public static void main(String[] args) {public class ConsumerBootstrap {public static void main(String[] args) throws IOException {
AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(ConsumerConfiguration.class);
context.start();
GreetingServiceConsumer greetingServiceConsumer = context.getBean(GreetingServiceConsumer.class);
String hello = greetingServiceConsumer.doSayHello("zookeeper");
System.out.println("result: " + hello);
System.in.read();
}
}运行结果如下：
[03/08/18 01:42:31:031 CST] main INFO zookeeper.ZookeeperRegistry: [DUBBO] Register: consumer://192.168.99.1/com.alibaba.dubbo.samples.api.GreetingService?application=demo-consumer&category=consumers&check=false&default.timeout=3000&dubbo=2.6.2&interface=com.alibaba.dubbo.samples.api.GreetingService&methods=sayHello&pid=82406&side=consumer×tamp=1533274951195, dubbo version: 2.6.2, current host: 192.168.99.1 #1[03/08/18 01:42:31:031 CST] main INFO zookeeper.ZookeeperRegistry: [DUBBO] Subscribe: consumer://192.168.99.1/com.alibaba.dubbo.samples.api.GreetingService?application=demo-consumer&category=providers,configurators,routers&default.timeout=3000&dubbo=2.6.2&interface=com.alibaba.dubbo.samples.api.GreetingService&methods=sayHello&pid=82406&side=consumer×tamp=1533274951195, dubbo version: 2.6.2, current host: 192.168.99.1 #2...
result: hello, zookeeper
说明：
注册：消费者：//192.168.99.1/...& category= consumers＆：消费者向ZooKeeper注册自己的信息，并放在 consumers 节点下
订阅：消费者：//192.168.99.1/...& 类别=提供商，配置器，路由器：消费者同时向动物园管理员订阅了providers、configurators、routers 节点，其中 configurations 与多宝配置相关，routers 与路由规则相关，值得注意的英文 providers 节点的订阅，当有新的服务提供方加入后，由于订阅的关系，新的地址列表会推送给订阅方，服务的消费者也因此动态感知到了地址列表的变化。
通过ZooKeeper管理终端观察服务提供方的注册信息：
$ docker exec -it zookeeper bash bash-4.4# bin/zkCli.sh -server localhost:218Connecting to localhost:2181... Welcome to ZooKeeper! JLine support is enabled ... [zk: localhost:2181(CONNECTED) 4] ls /dubbo/com.alibaba.dubbo.samples.api.GreetingService/consumers[consumer%3A%2F%2F192.168.99.1%2Fcom.alibaba.dubbo.samples.api.GreetingService%3Fapplication%3Ddemo-consumer%26category%3Dconsumers%26check%3Dfalse%26default.timeout%3D3000%26dubbo%3D2.6.2%26interface%3Dcom.alibaba.dubbo.samples.api.GreetingService%26methods%3DsayHello%26pid%3D82406%26side%3Dconsumer%26timestamp%3D1533274951195]
可以看到Dubbo的服务消费者在 consumers 节点下注册了自己的URL地址：
consumer://192.168.99.1/com.alibaba.dubbo.samples.api.GreetingService?application=demo-consumer&category=providers,configurators,routers&default.timeout=3000&dubbo=2.6.2&interface=com.alibaba.dubbo.samples.api.GreetingService&methods=sayHello&pid=82406&side=consumer×tamp=1533274951195
五、总结
本文侧重介绍了如何在Dubbo应用中使用Zookeeper做为注册中心，当然，本文也提到了Zookeeper在Dubbo的应用场景下还承担了配置中心和服务治理的职责。本文中的Zookeeper是单节点，Standalone的模式，在生产环境中为了高可用的诉求，往往会组件Zookeeper集群，也就是Zookeeper ensemble模式。
通过本文的学习，读者可以掌握到：
ZooKeeper的基本概念和基本用法
ZooKeeper在Dubbo应用中的作用
通过实战了解ZooKeeper与Dubbo的交互
Dubbo在ZooKeeper中服务注册，消费信息的存储方式
当然，自从阿里巴巴开源 Nacos 后，Dubbo生态中又多了一项动态服务发现的选项，Nacos + Dubbo的组合正进一步释放 Dubbo 在云原生及ServiceMesh时代中，在大规模微服务治理、流量治理、服务集成与服务共享等服务平台能力建设上的威力。- 链接
作者：中间件小哥
工商网监
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