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Dubbo Service Mesh基础架构组件改造

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前言

公司的分布式架构是基于Alibaba Dubbo实现的，微服务的相关治理也是基于Alibaba Dubbo做的，随着公司系统规模的增长服务发布，服务的治理，注册中心的压力，硬件成本等问题逐渐的凸显出来，尤其是服务发布和服务治理，比如多版本的发布，金丝雀发布，精细化的流量控制等，用Alibaba Dubbo实现这些分布式语义很麻烦，在Service Mesh架构下，解决这些问题都会变得容易，基于此，本篇介绍一下公司Dubbo项目的Service Mesh改造方案。

其他基础架构

除了Alibaba Dubbo，公司使用Zookeeper作为配置中心，分布式消息队列rocketmq，分布式缓存redis，阿里云分库分表产品DRDS，阿里云关系型数据库RDS，这些基础组件在整个Service Mesh架构的改造中是不变的。

Dubbo项目Service Mesh改造具体实现 基础技术方案

将Dubbo架构改造成Service Mesh架构就要Dubbo框架从项目中移除，我们这里将Dubbo框架移除，并且将服务端接口全部改造成rest接口，这就需要服务端使用新的容器发布rest接口，所以干脆就将项目改造成Sping Boot Web应用，协议问题没有了，但是如何尽可能改动小的能够让消费端快速的接入Sping Boot Web应用的服务端就成为了难点，由于Dubbo项目API模块的作用与Spring Cloud Feign模块的作用十分相似，模块内都是一些interface，需要服务端定义xxxServiceImpl去实现各个interface，然后消费者通过Spring依赖注入将interface注入并使用，这就使得Dubbo最复杂的服务间调用方式有了解决的方案。

基础组件改造

这一步骤简单来说就是将pom.xml中Dubbo的所有jar依赖全部删除，并且引入SpringBoot parent和 spring-cloud-dependencies的引用，例如：

改造前：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba</groupId>
            <artifactId>dubbo</artifactId>
            <version>2.8.4</version>
            <exclusions>
                <exclusion>
                    <artifactId>slf4j-log4j12</artifactId>
                    <groupId>org.slf4j</groupId>
                </exclusion>
                <exclusion>
                    <artifactId>log4j</artifactId>
                    <groupId>log4j</groupId>
                </exclusion>
                <exclusion>
                    <groupId>org.apache.curator</groupId>
                    <artifactId>curator-client</artifactId>
                </exclusion>
                <exclusion>
                    <artifactId>curator-framework</artifactId>
                    <groupId>org.apache.curator</groupId>
                </exclusion>
            </exclusions>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>com.github.sgroschupf</groupId>
            <artifactId>zkclient</artifactId>
            <version>0.1</version>
            <exclusions>
                <exclusion>
                    <artifactId>zookeeper</artifactId>
                    <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
                </exclusion>
            </exclusions>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
            <artifactId>zookeeper</artifactId>
            <version>3.4.6</version>
            <!-- 移除log4j的打印框架,否则，log 4j日志不生效 -->
            <exclusions>
                <exclusion>
                    <artifactId>slf4j-log4j12</artifactId>
                    <groupId>org.slf4j</groupId>
                </exclusion>
                <exclusion>
                    <artifactId>log4j</artifactId>
                    <groupId>log4j</groupId>
                </exclusion>
            </exclusions>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

改造后：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
            <version>2.2.3.RELEASE</version>
            <exclusions>
                <exclusion>
                    <artifactId>slf4j-api</artifactId>
                    <groupId>org.slf4j</groupId>
                </exclusion>
                <exclusion>
                    <artifactId>feign-hystrix</artifactId>
                    <groupId>io.github.openfeign</groupId>
                </exclusion>
                <exclusion>
                    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-ribbon</artifactId>
                    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                </exclusion>
                <exclusion>
                    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-archaius</artifactId>
                    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                </exclusion>
                <exclusion>
                    <artifactId>spring-cloud-netflix-ribbon</artifactId>
                    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                </exclusion>
            </exclusions>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

Dubbo门面API改造

  1. pom.xml增加spring-cloud-starter-openfeign引用。
  2. 删除所有Dubbo相关引用Dubbo相关配置文件。
  3. Dubbo原有API接口是标准的JAVA接口定义，与Feign Restful接口定义十分类似。这里可以在原有的API接口基础上增加 @FeignClient、@RequestMapping等注解，将一个普通的API接口改造成一个Feign Restful接口，后续会使用Feign这个 Restful框架来处理服务间调用等问题。由于Feign本身是自带了Ribbon负载均衡，服务访问者经过负载均衡后会找到服务提供者的一个 IP+Port进行调用，这与K8S Service要求的服务名调用的方式相冲突，所以必须想办法去掉Feign自带的负载均衡。好在 @FeignClient可以手工指定一个固定的调用地址，这里可以把这个地址设置成K8S Service的name名称，从而实现了通过Feign对 K8S Service服务名调用的能力。此部分需要每个API接口增加注解一次，改造工作量相对可控。
  4. 由于Feign要求接口使用Restful格式，所以接口中的每个抽象方法都必须添加@RequestMapping,@GetMapping,@PostMapping等注解暴露成一个Restful资源地址。此部分改造涉及到每个API接口的每个抽象方法，是整个方案里改动量最大的一部分。
  5. 此部分整体改造工作量取决于原有的Dubbo项目包含多少个API接口，以及每个API包含多少个抽象方法。

改造前示例：

public interface IOdaApi {
    ModelsReturn<ModelsCommonResponse<ConsumptionODAResponse>> consumptionODA(ConsumptionODARequest consumptionODARequest);
    ModelsReturn<ModelsCommonResponse<RefundODAResponse>> refundODA(RefundODARequest refundODARequest);
    ModelsReturn<ModelsCommonResponse<ConsumptionODAResponse>> consumptionQueryODA( ConsumptionQueryODARequest consumptionQueryODARequest);
    ModelsReturn<ModelsCommonResponse<String>> repayODA(RepayODARequest repayODARequest);
}

改造后示例：

@FeignClient(name = "miss-xxx-svc", url = "http://miss-xxx-svc:8080")
public interface IOdaApi {
    @PostMapping(value = "/xxxService/consumptionODA")
    ModelsReturn<ModelsCommonResponse<ConsumptionODAResponse>> consumptionODA(@RequestBody ConsumptionODARequest consumptionODARequest);
}

Dubbo Provider端改造

  1. pom.xml增加spring-boot-starter-web、spring-cloud-starter-openfeign等引用，同时增加SpringBoot mainClass 标准启动项配置。删除所有Dubbo相关引用、Dubbo相关配置文件。
  2. 增加SpringBoot启动类，增加@SpringBootApplication、@EnableFeignClients两个注解，配置dubbo provider服务端口号。
  3. xxxServiceImpl服务实现类上增加@RestController注解，提供 consumer Restful 访问的能力。 这个需要每个服务实现类都加上@RestController注解，不要遗漏。
  4. 此部分大都属于一次性改动，改造工作量相对可控。

改造后示例：

pom

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <parent>
        ...
    </parent>
    <artifactId>MISS.xxxService</artifactId>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>com.xxx.xxx</groupId>
            <artifactId>MISS.xxxService.API</artifactId>
            <version>2.0.5-RELEASE</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>
    <build>
        ...
    </build>
</project>

改造后的 OdaImpl.java 代码示例（改造前只是缺少 @RestController 注解，其他代码完全一致）：

@Slf4j
@RestController
public class OdaImpl implements IOdaApi {
    @Resource
    private OdaService odaService;
    @Override
    public ModelsReturn<ModelsCommonResponse<ConsumptionODAResponse>> consumptionODA(ConsumptionODARequest consumptionODARequest) {
        try {
            Validation.validate(consumptionODARequest);
            ...
            return ErrorCode.returnMsg(ErrorCode.OPSERATE_SUCCESS, odaService.consumptionODA(consumptionODARequest.getMultiIndustryInfo(),consumptionODA));

        } catch (Exception e) {
            log.error(LogUtil.exceptionMarker(), "ODA交易异常",e);
            return ErrorCode.returnMsgByErrorMessage(ErrorCode.PARA_ERROR, "ODA交易异常");
        }
    }
}

Dubbo Comsumer端改造

由于dubbo consumer项目改造与dubbo provider改造极其相似，这里不再贴出代码示例。

总结

至此Dubbo项目的Service Mesh改造就已经完成了，k8s + Istio的部署这里就不做介绍了，此方案是在我司成功落地的技术方案，并且使用次方案进行改造的服务也具有一定规模，目前生产环境还没有遇到任何问题。

此种改造方案改动量相对于完全的去掉dubbo而不使用feign改造的方式来说改动较小，如有更好的改造方案欢迎交流。

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