Dubbo 如何成為連接異構(gòu)微服務(wù)體系的最佳服務(wù)開發(fā)框架

從編程開發(fā)的角度來說，Apache Dubbo （以下簡稱 Dubbo ）首先是一款 RPC 服務(wù)框架，它最大的優(yōu)勢(shì)在于提供了面向接口代理的服務(wù)編程模型，對(duì)開發(fā)者屏蔽了底層的遠(yuǎn)程通信細(xì)節(jié)。同時(shí) Dubbo 也是一款服務(wù)治理框架，它為分布式部署的微服務(wù)提供了服務(wù)發(fā)現(xiàn)、流量調(diào)度等服務(wù)治理解決方案。

在這篇文章中，我們將以以上基礎(chǔ)能力為背景，嘗試突破 Dubbo 體系自身，探索如何利用 Dubbo 對(duì)多協(xié)議、多服務(wù)發(fā)現(xiàn)模型的支持，來實(shí)現(xiàn)異構(gòu)微服務(wù)體系間的互聯(lián)互通。在實(shí)際業(yè)務(wù)場(chǎng)景中，這可以用來解決異構(gòu)技術(shù)體系共存場(chǎng)景下的通信問題，幫助公司實(shí)現(xiàn)在異構(gòu)技術(shù)體系間作平滑遷移，解決大規(guī)模跨區(qū)域、多集群部署場(chǎng)景的地址發(fā)現(xiàn)及流量調(diào)度等問題。

面向接口代理的透明服務(wù)開發(fā)框架

我們還是從 Dubbo 是一個(gè)微服務(wù)開發(fā)框架 這個(gè)大家熟知的概念開始。就像 Spring 是開發(fā) Java 應(yīng)用的基礎(chǔ)框架一樣，我們經(jīng)常會(huì)選用 Dubbo 作為開發(fā)微服務(wù)業(yè)的基礎(chǔ)框架。 Dubbo 框架的最大優(yōu)勢(shì)我認(rèn)為就在其面向接口的編程模型，使得開發(fā)遠(yuǎn)程服務(wù)調(diào)用就像開發(fā)本地服務(wù)一樣（以 Java 語言為例）：

服務(wù)定義

public?interface?GreetingsService?{ ????String?sayHi(String?name); }

消費(fèi)方調(diào)用服務(wù)

//?和調(diào)用本地服務(wù)一樣，完全透明。 @Reference private?GreetingService?greetingService; public?void?doSayHello(String?name)?{ ??greetingService.sayHi("Hello?world!"); }

下圖是 Dubbo 的基本工作原理圖，服務(wù)提供者與服務(wù)消費(fèi)者之間通過注冊(cè)中心協(xié)調(diào)地址，通過約定的協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。

同構(gòu)/異構(gòu)微服務(wù)體系面臨的問題

關(guān)于 Dubbo 協(xié)議本身及其服務(wù)治理相關(guān)功能細(xì)節(jié)并不是本文的重點(diǎn)，我們今天將從一個(gè)更高的層次，來看看公司內(nèi)部構(gòu)建微服務(wù)體系所面的挑戰(zhàn)，以及 Dubbo 能為架構(gòu)選型和遷移等提供哪些解決思路。

一個(gè)公司內(nèi)部的微服務(wù)可能都是基于某一個(gè)相同的服務(wù)框架開發(fā)的，比如說 Dubbo，對(duì)于這樣的架構(gòu)，我們稱之為是同構(gòu)的微服務(wù)體系；而有些公司的微服務(wù)可能是使用多個(gè)不同的服務(wù)框架所建設(shè)，我們稱之為異構(gòu)的微服務(wù)體系，多個(gè)不同技術(shù)棧微服務(wù)體系的共存在大型組織內(nèi)還是非常普遍的，造成這種局面可能有很多原因。比如，可能是遺留系統(tǒng)帶來的，也可能是公司正在做技術(shù)棧遷移，或者就是不同業(yè)務(wù)部門為了滿足各自特殊需求而做的獨(dú)立選型（這也意味著異構(gòu)微服務(wù)體系的長期共存）。

1. 異構(gòu)微服務(wù)體系共存

我們很容易想到的一個(gè)挑戰(zhàn)是：不同的體系間通常是使用不同的 RPC 通信協(xié)議、部署獨(dú)立的注冊(cè)中心集群，面對(duì)這種多協(xié)議、多注冊(cè)中心集群的場(chǎng)景，要如何實(shí)現(xiàn)相互之間透明的地址發(fā)現(xiàn)和透明的 RPC 調(diào)用？如果我們什么都不做，那么每個(gè)微服務(wù)體系就只能感知到自己體系內(nèi)的服務(wù)狀態(tài)，流量也在各自的體系內(nèi)封閉。而要做到從體系 A 平滑的遷移到體系 B，或者想長期的保持公司內(nèi)部多個(gè)體系的共存，則解決不同體系間的互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)流量的透明調(diào)度將是非常重要的環(huán)節(jié)。

2. Dubbo 體系內(nèi)部

多協(xié)議、多注冊(cè)中心集群的問題在同構(gòu)的微服務(wù)體系中也可能存在，尤其是當(dāng)一個(gè)組織內(nèi)部的微服務(wù)規(guī)模增長到一定量級(jí)的時(shí)候。

我們可能要在不同的服務(wù)之間采用不同的通信協(xié)議，因?yàn)椴煌姆?wù)面臨不同的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，而這也進(jìn)一步導(dǎo)致了數(shù)據(jù)傳輸特點(diǎn)的不同，我們需要分別采用更適合各類業(yè)務(wù)特點(diǎn)的協(xié)議。比如典型的場(chǎng)景：我們可能對(duì)于普通的業(yè)務(wù)服務(wù)采用 Dubbo 協(xié)議，對(duì)于和 FrontEnd 交互的服務(wù)需要 HTTP 協(xié)議，而對(duì)于需要流式數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)則采用 gRPC 協(xié)議等等。

Dubbo 體系內(nèi)部另一個(gè)常出現(xiàn)的問題是，在大規(guī)模分布式部署的場(chǎng)景下，微服務(wù)系統(tǒng)會(huì)做跨區(qū)域、跨注冊(cè)中心的部署，這個(gè)時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)多集群間地址同步和流量調(diào)度的問題。

總結(jié)起來，不論是同構(gòu)體系還是異構(gòu)體系，都面臨對(duì)多協(xié)議通信、多注冊(cè)中心集群地址發(fā)現(xiàn)的問題。Dubbo 目前是支持多協(xié)議、多注冊(cè)中心的，可以說就是為解決我們上面分析的 Dubbo 同構(gòu)體系內(nèi)的場(chǎng)景而設(shè)計(jì)的，因此下面我們從同構(gòu)體系的多協(xié)議、多注冊(cè)中心場(chǎng)景講起，先了解 Dubbo 多協(xié)議、多注冊(cè)中心的基本支持情況以及它們是如何工作的。而在后面的一章再進(jìn)一步探索怎么擴(kuò)展這個(gè)能力來支持異構(gòu)微服務(wù)體系的互聯(lián)互通。

Dubbo 體系內(nèi)的多協(xié)議、多注冊(cè)中心機(jī)制

我們將通過兩個(gè)場(chǎng)景示例，來分別具體的講一下 Dubbo 的多協(xié)議、多注冊(cè)中心機(jī)制的使用方式和工作原理。

多協(xié)議

以上是使用 Dubbo 開發(fā)的一套微服務(wù)，服務(wù)間通信使用到了不同的協(xié)議，根據(jù)我們的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，公司內(nèi)部啟用多協(xié)議其實(shí)是非常普遍需求，具體場(chǎng)景在此我們暫不做解釋。

應(yīng)用 B 作為服務(wù)提供者，發(fā)布了 5 個(gè)服務(wù)，其中：

DemoService1 DemoService2 通過 dubbo 協(xié)議發(fā)布

DemoService3 DemoService4 通過 gRPC 協(xié)議發(fā)布

DemoService0 通過 dubbo 、gRPC 雙協(xié)議發(fā)布

應(yīng)用 A 作為消費(fèi)者，使用 dubbo 協(xié)議消費(fèi) DemoService1 DemoService2，使用 gRPC 協(xié)議消費(fèi) DemoService0。

應(yīng)用 B 作為消費(fèi)者，使用 gRPC 協(xié)議消費(fèi) DemoService2 DemoService4，使用 dubbo 協(xié)議消費(fèi) DemoService0。

以下是具體的代碼配置：

提供端應(yīng)用 B

消費(fèi)端應(yīng)用 A

消費(fèi)端應(yīng)用 C

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Dubbo 多協(xié)議支持現(xiàn)狀

Dubbo 目前所支持的協(xié)議包括 Dubbo、REST、Thrift、gRPC、JsonRPC、Hessian 等，基本涵蓋了業(yè)界大多數(shù)主流的 RPC 通信協(xié)議。需要注意的是，這些協(xié)議的支持都是以直接集成官方 Release 實(shí)現(xiàn)的形式來做的，我認(rèn)為這是一個(gè)很好的選擇，既保證了協(xié)議解析自身的穩(wěn)定性，又能使 Dubbo 社區(qū)更專注的將更多的精力放在 Dubbo 外圍服務(wù)治理能力的改善上。試想如果 Dubbo 社區(qū)自己為每個(gè)協(xié)議提供實(shí)現(xiàn)，那是要花費(fèi)多少精力和時(shí)間才能使每種協(xié)議達(dá)到穩(wěn)定的生產(chǎn)可用。

除了以上官方提供支持的協(xié)議之外，得益于 Dubbo 靈活的擴(kuò)展機(jī)制，想要為 Dubbo 擴(kuò)展協(xié)議非常容易，開發(fā)者可以隨時(shí)為 Dubbo 增加更多的協(xié)議支持，包括自有協(xié)議擴(kuò)展。

關(guān)于對(duì) gRPC (HTTP/2) 協(xié)議的支持，請(qǐng)參閱《Dubbo 在跨語言和協(xié)議穿透性方向的探索：支持 HTTP/2 gRPC》。

多協(xié)議能解決的問題

將 RPC 框架無縫地接入 Dubbo 的服務(wù)治理體系。

通過協(xié)議擴(kuò)展將 RPC 協(xié)議納入 Dubbo 服務(wù)開發(fā)體系，從而復(fù)用 Dubbo 的編程模型和服務(wù)發(fā)現(xiàn)、流量管控等能力。比如 gRPC，其服務(wù)治理體系相對(duì)比較弱、編程 API 不夠友好，很難直接用于微服務(wù)開發(fā)。

滿足不同場(chǎng)景的調(diào)用需求。

各個(gè)服務(wù)可能是為了滿足不同業(yè)務(wù)需求而開發(fā)，同時(shí)外圍消費(fèi)端應(yīng)用的技術(shù)棧也可能多種多樣，通過啟用不同的通信協(xié)議，可以最優(yōu)化不同場(chǎng)景的通信需求。

實(shí)現(xiàn)協(xié)議間的遷移。

通過支持多種協(xié)議，借助注冊(cè)中心的協(xié)調(diào)，可以快速滿足公司內(nèi)協(xié)議遷移的需求。如從自有協(xié)議升級(jí)到 Dubbo 協(xié)議，Dubbo 協(xié)議自身升級(jí)，從 Dubbo 協(xié)議遷移到 gRPC，從 REST 遷移到 Dubbo 協(xié)議等。

多注冊(cè)中心

當(dāng)服務(wù)集群規(guī)模小的時(shí)候，一個(gè)中心化的集群部署方案能很好的解決我們的業(yè)務(wù)問題。但是隨著應(yīng)用規(guī)模的增長、用戶流量的增加，我們就不得不考慮要為業(yè)務(wù)系統(tǒng)引入跨區(qū)域、多集群的部署方案，而此時(shí)同業(yè)務(wù)系統(tǒng)密切相關(guān)的注冊(cè)中心集群也面臨部署方案的選型：

繼續(xù)維持全局共享的注冊(cè)中心集群。這種架構(gòu)方案的優(yōu)點(diǎn)是簡單；缺點(diǎn)是注冊(cè)中心集群由于要保存全量的地址數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)和推送壓力會(huì)變得很大，另外對(duì)于一些注冊(cè)中心產(chǎn)品（如 Zookeeper 等）在跨集群網(wǎng)絡(luò)部署的場(chǎng)景下穩(wěn)定性和性能可能都會(huì)面臨挑戰(zhàn)。

每個(gè)業(yè)務(wù)集群部署獨(dú)立的注冊(cè)中心集群。多注冊(cè)中心集群的優(yōu)點(diǎn)是能解決跨集群網(wǎng)絡(luò)可用性的問題，同時(shí)也能夠減輕注冊(cè)中心的存儲(chǔ)和推送壓力；缺點(diǎn)則是要求服務(wù)框架（如 Dubbo 等）能有同時(shí)發(fā)布/監(jiān)聽多個(gè)注冊(cè)中心集群的能力。

下面我們具體看一下，Dubbo 為多注冊(cè)中心集群場(chǎng)景提供的解決方案。

上圖有兩個(gè)業(yè)務(wù)集群，分別部署在北京和上海，每個(gè)業(yè)務(wù)集群有自己獨(dú)立的注冊(cè)中心集群，要解決兩個(gè)業(yè)務(wù)集群間服務(wù)的透明 RPC 通信問題。

服務(wù)提供端，雙注冊(cè)中心發(fā)布

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服務(wù)消費(fèi)端，根據(jù)消費(fèi)需求做單/雙注冊(cè)中心訂閱

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Dubbo 對(duì)異構(gòu)注冊(cè)中心集群的支持

雖然我們會(huì)做多注冊(cè)中心集群部署，但通常情況下，我們部署的都是相同的注冊(cè)中心產(chǎn)品，如都是 Zookeeper、Nacos；而對(duì)于注冊(cè)中心遷移的場(chǎng)景，則要求 Dubbo 能提供對(duì)更多的注冊(cè)中心產(chǎn)品的支持，或者最重要的要有很好的擴(kuò)展能力。Dubbo 官方目前支持的注冊(cè)中心實(shí)現(xiàn)有：

這里需要特別提到的一點(diǎn)是，當(dāng)前 Dubbo 的服務(wù)注冊(cè)/發(fā)現(xiàn)模型是以接口為粒度的，而從 2.7.5 版本開始，Dubbo 新引入了應(yīng)用粒度的服務(wù)注冊(cè)/發(fā)現(xiàn)模型。這一方面有助于優(yōu)化 Dubbo 當(dāng)前服務(wù)發(fā)現(xiàn)機(jī)制、提升服務(wù)容量，另一方面對(duì)于聯(lián)通以 SpringCloud 為代表的微服務(wù)體系也非常重要（關(guān)于這點(diǎn)在下一章中有進(jìn)一步提及）。更多關(guān)于《應(yīng)用粒度服務(wù)發(fā)現(xiàn)：服務(wù)自省》的介紹，我們將在接下來的文章或文檔中予以補(bǔ)充，請(qǐng)持續(xù)關(guān)注。

多訂閱帶來的流量調(diào)度問題

在引入多注冊(cè)中心集群后，Dubbo 在流量選址時(shí)的多了一層注冊(cè)中心集群間的負(fù)載均衡：

在 Cluster Invoker 這一級(jí)，我們支持的選址策略有（2.7.5+ 版本，具體使用請(qǐng)參見文檔）：

指定優(yōu)先級(jí)

同 zone 優(yōu)先

權(quán)重輪詢

默認(rèn)，stick to 任意可用

多注冊(cè)中心適用的場(chǎng)景

同區(qū)域流量優(yōu)先調(diào)度

出于容災(zāi)或者服務(wù)伸縮性需求，服務(wù)/應(yīng)用往往需要部署在多個(gè)獨(dú)立的機(jī)房/區(qū)域，在每個(gè)區(qū)域有獨(dú)立注冊(cè)中心集群的場(chǎng)景下，實(shí)現(xiàn)同區(qū)域的流量優(yōu)先調(diào)度就能很好的解決延遲和可用性問題。

注冊(cè)中心遷移

公司的服務(wù)一直以來可能是存儲(chǔ)在某一個(gè)注冊(cè)中心，如 Zookeeper，但到了某個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，因?yàn)楦鞣N各樣的原因，當(dāng)我們要遷移到另外的注冊(cè)中心時(shí)，多注冊(cè)中心模型能夠保證平滑的遷移。

異構(gòu)系統(tǒng)互通

不同微服務(wù)體系開發(fā)的服務(wù)，都封閉在各自的服務(wù)發(fā)現(xiàn)體系中，而通過統(tǒng)一的多注冊(cè)中心模型，可以實(shí)現(xiàn)不同體系的服務(wù)互相發(fā)現(xiàn)。

借助 Dubbo 聯(lián)通異構(gòu)的微服務(wù)體系

上文我們提到了在組織內(nèi)存在異構(gòu)微服務(wù)體系的各種合理可能性，現(xiàn)在我們來具體看一下異構(gòu)微服務(wù)體系的實(shí)際場(chǎng)景，以及使用 Dubbo 實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的解決方法。首先我們先通過一張圖來看一下，聯(lián)通異構(gòu)的微服務(wù)體系具體是一個(gè)什么樣的場(chǎng)景。

如上圖所示，我們有部分微服務(wù)可以是基于 SpringCloud、gRPC、K8S 或者是自建體系構(gòu)建的，他們各自之間默認(rèn)是相互隔離無法聯(lián)通的。當(dāng)我們?cè)贅?gòu)建一套基于 Dubbo 的微服務(wù)體系時(shí)，則利用 Dubbo 的多協(xié)議、多服務(wù)發(fā)現(xiàn)模型，我們就可以做到和各個(gè)微服務(wù)體系間的兩兩之間的互聯(lián)互通。進(jìn)一步的，如圖中橙色箭頭所示，依賴 Dubbo 體系作為橋接層，我們還可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)異構(gòu)微服務(wù)體系間的打通。

對(duì)于以下幾個(gè)示例場(chǎng)景，由于在地址發(fā)現(xiàn)層面目前沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，我們暫且假設(shè)地址發(fā)現(xiàn)層面不同的體系建是沒有障礙的，我們將重點(diǎn)關(guān)注遷移的基本流程以及通信協(xié)議環(huán)節(jié)。（關(guān)于地址發(fā)現(xiàn)部分，我們將在后續(xù)《服務(wù)自?。夯趹?yīng)用粒度的服務(wù)發(fā)現(xiàn)》之后再深入探討）

Dubbo 體系內(nèi)的協(xié)議遷移（共存）

絕大多數(shù)開發(fā)者對(duì) Dubbo 有這么一個(gè)固有認(rèn)知：使用 Dubbo 開發(fā)微服務(wù)系統(tǒng)，則就要用 Dubbo 協(xié)議來作為服務(wù)間的通信協(xié)議才是最優(yōu)方案。實(shí)際上，我們完全沒有必要只束縛在 Dubbo RPC 協(xié)議上。Dubbo 作為微服務(wù)開發(fā)框架和 Dubbo 作為 RPC 協(xié)議這是兩個(gè)概念，其實(shí)是完全可以分開來看待的，比如我們用 Dubbo 框架開發(fā)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，選用 rest、gRPC 通信是完全沒有問題的（參加 Dubbo 支持的協(xié)議列表），具體用什么協(xié)議根據(jù)業(yè)務(wù)特點(diǎn)和技術(shù)規(guī)劃才是最適合的。

當(dāng)前在云原生、Mesh 的大背景下， HTTP1/2、gRPC 協(xié)議開始受到越來越多的關(guān)注，一方面原因自然是因?yàn)樗鼈冊(cè)跇?biāo)準(zhǔn)化方面做的更好，得到的更多的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施的支持，具備更好的通用性和穿透性。對(duì)于很多有云原生遷移意愿的企業(yè)來說，往此類協(xié)議遷移無疑將對(duì)之后的架構(gòu)升級(jí)有更多的幫助。

下圖演示了在 Dubbo 體系內(nèi)，從 Dubbo 協(xié)議向 gRPC 協(xié)議遷移的一個(gè)中間狀態(tài)。

最左邊的代表尚未遷移的老應(yīng)用，這類應(yīng)用在遷移過程中仍然要消費(fèi)和提供 Dubbo 協(xié)議的服務(wù)。

中間的代表處于遷移中的應(yīng)用，他們中間可能有些是服務(wù)提供者，既要為左邊的老系統(tǒng)提供提供 Dubbo 協(xié)議服務(wù)；又要為右邊的新系統(tǒng)提供 gRPC 服務(wù)；因此他們都是雙協(xié)議暴露服務(wù)。

最右邊則代表是新開發(fā)的或者已經(jīng)遷移完成的應(yīng)用，這個(gè)體系內(nèi)已能完全用 gRPC 協(xié)議通信。

最終度過中間態(tài)后，我們期望所有的應(yīng)用都達(dá)到最左邊應(yīng)用的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)完全的 gRPC 協(xié)議通信。

Spring Cloud 體系遷移到 Dubbo 體系（共存）

如前文所述，由于 SpringCloud 和 Dubbo 間服務(wù)發(fā)現(xiàn)模型的問題，要兩個(gè)體系間的地址互通需要 Dubbo 側(cè)作相應(yīng)的適配，關(guān)于這部分內(nèi)容將在接下來的 2.7.5 版本《服務(wù)自省》部分發(fā)布，在此我們暫且認(rèn)為已經(jīng)打通。

Dubbo 體系內(nèi)的部分應(yīng)用作為透明的聯(lián)通兩個(gè)體系的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，部分服務(wù)提供者應(yīng)用要雙協(xié)議發(fā)布、部分消費(fèi)者應(yīng)用要做到選定協(xié)議消費(fèi)。由于老的 Spring Cloud 體系不允許做任何改動(dòng)，因此聯(lián)通兩套體系的關(guān)鍵是 REST 協(xié)議，對(duì) Dubbo 側(cè)的應(yīng)用來說：

部分應(yīng)用可能要以 REST 協(xié)議消費(fèi) SpringCloud 的服務(wù)；

部分應(yīng)用可能要暴露 REST 協(xié)議共 SpringCloud 消費(fèi)；

Dubbo 自有體系內(nèi)則通過自己選定的協(xié)議通信，這里就比較靈活了，可以是 Dubbo、REST、gRPC 等其中的任一種。而如果選定 REST 協(xié)議則對(duì)于與 SpringCloud 體系的聯(lián)通就變得更加自然了，因?yàn)閮啥说膮f(xié)議都是統(tǒng)一的。

對(duì)于消費(fèi) Spring Cloud 服務(wù)的應(yīng)用，要配置服務(wù) ：

對(duì)于提供服務(wù)給 Spring Cloud 側(cè)消費(fèi)的應(yīng)用，則指定服務(wù)暴露為 rest 協(xié)議，或者雙協(xié)議暴露（因如果這個(gè)服務(wù)還要被新體系內(nèi)的應(yīng)用調(diào)用到）：

作為 Dubbo 的維護(hù)者，雖然我們這里有明顯的偏向性，講的是從如何從 SpringCloud 體系遷移到 Dubbo 體系。但是反過來考慮，如果你已經(jīng)或者即將選型 Dubbo 來開發(fā)微服務(wù)，則未來從 Dubbo 遷移到 SpringCloud 也是同樣的思路，Dubbo 的多協(xié)議、多注冊(cè)模型為雙向遷移都提供了同樣的靈活性。