Tars框架详解

一、Tars框架简介

Tars是阿里巴巴开源的分布式服务框架，是阿里巴巴经过多年积累的核心框架，在阿里巴巴已经服务多年。它是阿里云万象商店、阿里云数据库等服务的底层技术架构。Tars框架设计之初就充分考虑了大规模分布式服务的治理、开发、测试、部署、运维等方面的问题，全面覆盖了企业级分布式应用开发的全生命周期。

二、Tars框架设计理念

Tars框架的设计理念是面向对象、面向服务的设计，支持多语言、多种协议的分布式服务开发。Tars框架强调基于配置文件来进行治理，以减少代码和业务逻辑的耦合性，同时提高了运维效率。

Tars框架采用了名字服务和配置服务来解决分布式服务的调用和治理问题，支持服务注册、心跳、故障自愈等功能。同时，Tars在框架层面提供可扩展的服务治理模块，能够满足不同的业务需求。

三、Tars框架特点

Tars框架具有以下特点：

1、分布式支持：Tars框架支持多语言、多种协议的分布式服务开发，能够满足不同业务场景下的需求。

2、治理能力：Tars框架提供了名字服务和配置服务来解决服务调用和治理问题，支持服务发现和自动故障转移，提高了系统的可用性。

3、高效性：Tars框架设计之初就充分考虑了性能问题，在框架层面提供了高效的网络框架和协议处理机制，能够提高系统的处理效率。

4、易用性：Tars框架通过配置文件来进行治理，对业务代码的侵入性较小，提高了开发和运维的效率。

四、Tars框架使用示例

下面是一个简单的Tars框架使用示例：

//服务端代码
#include "servant/Application.h"
#include "Hello.h"

using namespace tars;

class HelloImp : public Servant {
public:
    virtual int doRequest(TarsCurrentPtr current, vector& response) {
        string req = current->getRequestBuffer();
        string res = "Hello, ";
        res += req;
        response.assign(res.begin(), res.end());
        return 0;
    }
};

int main(int argc, char** argv) {
    try {
        //初始化服务
        Application app;
        app.setServerName("HelloServer");
        
        //添加服务
        HelloPtr hello = new HelloImp();
        hello->initialize();
        app.addServant(hello);
        
        //启动服务
        app.main(argc, argv);
    } catch(exception& e) {
        cerr << "exception: " << e.what() << endl;
        exit(-1);
    }
    return 0;
}

服务端HelloImp类实现了doRequest方法来处理客户端请求，返回一个字符串“Hello, ”加上客户端传来的字符串。在main函数中初始化服务并添加服务，最后启动服务。

//客户端代码
#include "servant/Application.h"
#include "Hello.h"

using namespace tars;

int main(int argc, char** argv) {
    try {
        //初始化服务
        Application app;
        app.setServerName("HelloClient");
        
        //获取代理
        HelloPrx helloPrx = Application::getCommunicator()->stringToProxy("HelloServer.HelloObj");
        
        //调用服务
        string res;
        helloPrx->hello("world", res);
        cout << res << endl;
        
    } catch(exception& e) {
        cerr << "exception: " << e.what() << endl;
        exit(-1);
    }
    return 0;
}

客户端代码通过getCommunicator函数获取代理，并调用服务的hello方法，传入字符串参数“world”，并返回一个字符串结果。

五、Tars框架服务治理

Tars框架提供了丰富的服务治理功能，包括服务注册、服务发现、服务路由、负载均衡、自动故障转移等功能，能够有效提高分布式系统的可用性。

1、服务注册

Tars框架提供了名字服务来解决服务注册和查找的问题。开发者可以通过配置文件或代码的方式向名字服务注册服务，当服务启动时，自动向名字服务注册服务，并定期发送心跳以更新服务状态。

2、服务发现

Tars框架提供了名字服务来解决服务发现的问题。开发者可以通过名字服务查找服务，并获取服务的地址、端口等信息。

3、服务路由

Tars框架提供了路由规则来对服务进行路由，支持按照特定条件进行服务路由，例如按照地理位置、系统负载等条件进行路由。

4、负载均衡

Tars框架提供了多种负载均衡算法，支持轮询、随机、最少连接等负载均衡算法，能够满足不同的负载均衡需求。

5、自动故障转移

Tars框架提供了自动故障转移功能，当某个服务发生故障时，Tars框架能够自动将请求转移到可用的服务上，降低系统的停机时间。

六、Tars框架性能测试

Tars框架设计之初就充分考虑了性能问题，在框架层面提供了高效的网络框架和协议处理机制，能够提高系统的处理效率。

下面是一个简单的Tars框架性能测试代码：

//客户端代码
#include "servant/Application.h"
#include "Hello.h"

using namespace tars;

int main(int argc, char** argv) {
    try {
        //初始化服务
        Application app;
        app.setServerName("HelloClient");
        
        //获取代理
        HelloPrx helloPrx = Application::getCommunicator()->stringToProxy("HelloServer.HelloObj");
        
        //调用服务
        string res;
        int loop = 10000;
        time_t start = time(NULL);
        for(int i = 0; i hello("world", res);
        }
        time_t end = time(NULL);
        double diff = difftime(end, start);
        cout << "time used: " << diff << "s" << endl;
        cout << "qps: " << loop/diff << endl;
        
    } catch(exception& e) {
        cerr << "exception: " << e.what() << endl;
        exit(-1);
    }
    return 0;
}

客户端代码调用服务的hello方法10000次，并计算时间差以及QPS。

七、总结

Tars框架是一个面向服务的分布式架构，具有分布式支持、治理能力、高效性和易用性等特点，能够有效提高分布式系统的可用性。通过本文的介绍，可以初步了解Tars框架的基本概念和使用方法。