Dubbo Remoting模块详解

Posted 2023-03-08

1 Dubbo 整体架构设计

dubbo-remoting 模块提供多种客户端和服务端通信功能。最底层部分即为 Remoting 层：

包括 Exchange、Transport和Serialize 三层。本文主要描述 Exchange 和 Transport 两层。

Dubbo直接集成已有的第三方网络库，如Netty、Mina、Grizzly 等 NIO 框架：

dubbo-remoting-zookeeper使用 Apache Curator 实现与 zk 的交互。

2 dubbo-remoting-api

是其他 ​​dubbo-remoting-*​​ 模块的顶层抽象，其他 dubbo-remoting 子模块都是依赖第三方 NIO 库，来实现 dubbo-remoting-api 模块。

2.1 buffer 包

定义Buffer相关接口、抽象类及实现类。在各 NIO 框架中都有自己的缓冲区实现。但这里的 buffer 包在更高层面，抽象各个 NIO 框架的缓冲区，同时也提供一些基础实现。

2.2 exchange包

抽象 Request、Response，并为其添加很多特性。整个远程调用的核心部分。

2.3 transport包

抽象网络传输层，但只负责抽象单向消息传输，即：

• 请求消息由 Client 端发出，Server 端接收
• 响应消息由 Server 端发出，Client端接收

很多网络库可实现网络传输，如Netty，transport包是在网络库上层的一层抽象。

2 传输层核心接口

“端点（Endpoint）”：一个 ​​ip​​ 和 ​​port​​ 唯一确定，两端点间会创建 ​​TCP​​ 连接，双向传输数据。

Dubbo 将 Endpoint 之间的 TCP 连接抽象为（Channel）通道：

• 发起请求的 Endpoint 抽象为Client
• 接收请求的 Endpoint 抽象为Server

2.1 Endpoint 接口

• getXXX() 用于获得 Endpoint 本身的一些属性，如Endpoint 的本地地址、关联的 URL 信息及底层 Channel 关联的 ChannelHandler
• send() 负责数据发送
• close() 及 startClose() 用于关闭底层 Channel
• isClosed() 方法用于检测底层 Channel 是否已关闭

3 Channel

对 Endpoint 双方连接的抽象，就像传输管道。消息发送端往 Channel 写入消息，接收端从 Channel 读取消息。

3.1 接口定义

继承 Endpoint 接口，也具备开关状态以及发送数据能力。可在 Channel 上附加 KV 属性：

4 ChannelHandler

注册在 Channel 上的消息处理器

4.1 定义

​​@SPI​​ 注解表明该接口是一个扩展点。

有一类特殊的 ChannelHandler 专门负责实现编解码功能，实现：

• 字节数据与有意义的消息之间的转换
• 或消息之间的相互转换

该接口也是个扩展接口，encode()、decode() 被 @Adaptive 注解修饰，也就会生成适配器类，其中会根据 URL 中的 codec 值确定具体的扩展实现类。

DecodeResult 枚举是在处理 TCP 传输时粘包和拆包使用的，如当前能读取到的数据不足以构成一个消息时，就使用 ​​NEED_MORE_INPUT​​ 。

5 Client、RemotingServer

分别抽象客户端、服务端，都继承 Channel、Resetable 等接口，即都具备读写数据的能力。

都继承了 Endpoint，只是在语义上区分请求和响应职责，都具备发送数据能力。

Client V.S Server

• Client 只能关联一个 Channel
• Server 可接收多个 Client 发起的 Channel 连接，所以在 RemotingServer 接口中定义查询 Channel 的相关方法

6 Transporter

Dubbo 在 Client、Server 之上又封装一层Transporter 接口：

​​@SPI​​ 注解扩展接口，默认使用“netty”扩展名。

​​@Adaptive​​ 注解表示动态生成适配器类：

• 先后根据“server”“transporter”的值，确定 RemotingServer 的扩展实现类
• 先后根据“client”“transporter”的值，确定 Client 接口的扩展实现

几乎对每个支持的 NIO 库，都有接口实现：

7.1 为何单独抽象Transporter层，不直接让上层使用 Netty？

利用依赖倒置原则，Netty、Mina、Grizzly 等 NIO 库对外接口和使用方式不同，若在上层直接依赖 Netty 或Grizzly，就依赖具体 NIO 库，而非依赖一个有传输能力的抽象，后续要切换实现，就需修改依赖和接入的相关代码。

而有了 Transporter 层，就可通过 Dubbo SPI，修改使用的具体 Transporter 扩展实现，切换到不同 Client 和 RemotingServer 实现，切换底层 NIO 库，而无须修改代码。当有更先进的 NIO 库出现，也只需开发相应的 ​​dubbo-remoting-*​​ 实现模块提供 Transporter、Client、RemotingServer 等核心接口的实现，即可接入，完全符合开放封闭原则。

7 Transporters

不是一个接口，而是门面类，封装：

• Transporter 对象的创建（通过 Dubbo SPI）
• 及 ChannelHandler 的处理

public class Transporters 
    private Transporters() 
    ...


    public static RemotingServer bind(URL url, 
            ChannelHandler... handlers) throws RemotingException 
        ChannelHandler handler;
        if (handlers.length == 1) 
            handler = handlers[0];
         else 
            handler = new ChannelHandlerDispatcher(handlers);
        
        return getTransporter().bind(url, handler);
    



    public static Client connect(URL url, ChannelHandler... handlers)
           throws RemotingException 
        ChannelHandler handler;
        if (handlers == null || handlers.length == 0) 
            handler = new ChannelHandlerAdapter();
         else if (handlers.length == 1) 
            handler = handlers[0];
         else  // ChannelHandlerDispatcher
            handler = new ChannelHandlerDispatcher(handlers);
        
        return getTransporter().connect(url, handler);
    
      
      

    public static Transporter getTransporter() 
        // 自动生成Transporter适配器并加载
        return ExtensionLoader.getExtensionLoader(Transporter.class)
            .getAdaptiveExtension();
    

在创建 Client、RemotingServer 时，可指定多个 ChannelHandler 绑定到 Channel，来处理其中传输的数据。Transporters.connect()、bind() 方法都会将多个 ChannelHandler 封装成一个 ChannelHandlerDispatcher 对象。

ChannelHandlerDispatcher 也是 ChannelHandler 接口实现类之一，维护一个 CopyOnWriteArraySet 集，它所有的 ChannelHandler 接口实现都会调用其中每个 ChannelHandler 元素的相应方法。ChannelHandlerDispatcher 还提供增删该 ChannelHandler 集合的相关方法。

8 总结

• Endpoint 接口抽象“端点”概念，这是所有抽象接口的基础
• 上层使用方会通过 Transporters 门面类，获取到 Transporter 的具体扩展实现，然后通过 Transporter 拿到相应 Client、RemotingServer 实现，就能建立（或接收）Channel 与远端进行交互
• 无论 Client、RemotingServer，都会使用 ChannelHandler 处理 Channel 中传输的数据，其中负责编解码的 ChannelHandler 被抽象出为 Codec2 接口。

Transporter 层整体结构图

参考

• ​​https://dubbo.apache.org/en-us/docs/dev/design.html​​