dubbo核心流程一览

Posted 2021-01-27 老王子

整体设计

 

图中从下至上分为十层，各层均为单向依赖，右边的黑色箭头代表层之间的依赖关系，每一层都可以剥离上层被复用，其中，Service 和 Config 层为 API，其它各层均为 SPI。

Service 业务层：业务代码的接口与实现。我们实际使用 Dubbo

==================== RPC ====================

config 配置层：对外配置接口，以 ServiceConfig, ReferenceConfig 为中心，可以直接初始化配置类，也可以通过 Spring 解析配置生成配置类。

dubbo-config 模块实现。

proxy 服务代理层：服务接口透明代理，生成服务的客户端 Stub 和服务器端 Skeleton，扩展接口为 ProxyFactory 。

dubbo-rpc-rpc 模块实现。

com.alibaba.dubbo.rpc.proxy包 + com.alibaba.dubbo.rpc.ProxyFactory接口 。

registry 注册中心层：封装服务地址的注册与发现，以服务 URL 为中心，扩展接口为 RegistryFactory, Registry, RegistryService 。

dubbo-registry 模块实现。

cluster 路由层：封装多个提供者的路由及负载均衡，并桥接注册中心，以 Invoker 为中心，扩展接口为 Cluster, Directory, Router, LoadBalance 。

dubbo-cluster 模块实现。

这层的代码，

monitor 监控层：RPC 调用次数和调用时间监控，以 Statistics 为中心，扩展接口为 MonitorFactory, Monitor, MonitorService 。

dubbo-monitor 模块实现。

==================== Remoting ====================

protocol 远程调用层：封将 RPC 调用，以 Invocation, Result 为中心，扩展接口为 Protocol, Invoker, Exporter 。

dubbo-rpc-rpc 模块实现。

com.alibaba.dubbo.rpc.protocol包 + com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol接口 。

exchange 信息交换层：封装请求响应模式，同步转异步，以 Request, Response 为中心，扩展接口为 Exchanger, ExchangeChannel, ExchangeClient, ExchangeServer 。

dubbo-remoting-api 模块定义接口。

com.alibaba.dubbo.remoting.exchange包。

transport 网络传输层：抽象 mina 和 netty 为统一接口，以 Message 为中心，扩展接口为 Channel, Transporter, Client, Server, Codec 。

dubbo-remoting-api 模块定义接口。

com.alibaba.dubbo.remoting.transport包。

serialize 数据序列化层：可复用的一些工具，扩展接口为 Serialization, ObjectInput, ObjectOutput, ThreadPool 。

dubbo-common 模块实现。

 

在 RPC 中，Protocol 是核心层，也就是只要有 Protocol + Invoker + Exporter 就可以完成非透明的 RPC 调用，然后在 Invoker 的主过程上 Filter 拦截点。

• 解说：dubbo-rpc-rpc 模块即可独立完成该功能。

Cluster 是外围概念，所以 Cluster 的目的是将多个 Invoker 伪装成一个 Invoker，这样其它人只要关注 Protocol 层 Invoker 即可，加上 Cluster 或者去掉 Cluster 对其它层都不会造成影响，因为只有一个提供者时，是不需要 Cluster 的。

• 解说：dubbo-cluster 模块提供的是非必须的功能。移除该模块，RPC 亦可正常运行。

Proxy 层封装了所有接口的透明化代理，而在其它层都以 Invoker 为中心，只有到了暴露给用户使用时，才用 Proxy 将 Invoker 转成接口，或将接口实现转成 Invoker，也就是去掉 Proxy 层 RPC 是可以 Run 的，只是不那么透明，不那么看起来像调本地服务一样调远程服务。

• 解说：简单粗暴的说，Proxy 会拦截 service.doSomething(args) 的调用，“转发”给该 Service 对应的 Invoker ，从而实现透明化的代理。

 

而 Remoting 实现是 Dubbo 协议的实现，如果你选择 RMI 协议，整个 Remoting 都不会用上。Remoting 内部再划为 Transport 传输层和 Exchange 信息交换层，Transport 层只负责单向消息传输，是对 Mina, Netty, Grizzly 的抽象，它也可以扩展 UDP 传输；而 Exchange 层是在传输层之上封装了 Request-Response 语义。

 

核心流程

调用链

 

• 垂直分层如下：
  • 下方 淡蓝背景( Consumer )：服务消费方使用的接口
  • 上方 淡绿色背景( Provider )：服务提供方使用的接口
  • 中间 粉色背景( Remoting )：通信部分的接口
• 自 LoadBalance 向上，每一行分成了多个相同的 Interface ，指的是负载均衡后，向 Provider 发起调用。
• 左边 括号 部分，代表了垂直部分更细化的分层，依次是：Common、Remoting、RPC、Interface 。
• 右边 蓝色虚线( Init ) 为初始化过程，通过对应的组件进行初始化。例如，ProxyFactory 初始化出 Proxy 。 

领域模型

在 Dubbo 的核心领域模型中：

• Protocol 是服务域，它是 Invoker 暴露和引用的主功能入口，它负责 Invoker 的生命周期管理。
• Invoker 是实体域，它是 Dubbo 的核心模型，其它模型都向它靠扰，或转换成它，它代表一个可执行体，可向它发起 invoke 调用，它有可能是一个本地的实现，也可能是一个远程的实现，也可能一个集群实现。
• Invocation 是会话域，它持有调用过程中的变量，比如方法名，参数等。

 

Invoker

代码如下：

 

public interface Invoker<T> extends Node {

    /**
     * get service interface.
     *
     * @return service interface.
     */
    Class<T> getInterface();

    /**
     * invoke.
     *
     * @param invocation
     * @return result
     * @throws RpcException
     */
    Result invoke(Invocation invocation) throws RpcException;

}

• #getInterface() 方法，获得 Service 接口。
• #invoke(Invocation) 方法，调用方法。

最重要的两种 Invoker：服务提供 Invoker 和服务消费 Invoker：

结合服务消费和提供者的代码示例来进行说明

• 服务消费者代码

public class DemoClientAction {

    private DemoService demoService;

    public void setDemoService(DemoService demoService) {
        this.demoService = demoService;
    }

    public void start() {
        String hello = demoService.sayHello("world" + i);
    }
}

• 上面代码中的 DemoService 就是上图中服务消费端的 Proxy，用户代码通过这个 Proxy 调用其对应的 Invoker，而该 Invoker 实现了真正的远程服务调用。
• 服务提供者代码：

public class DemoServiceImpl implements DemoService {

    public String sayHello(String name) throws RemoteException {
        return "Hello " + name;
    }
}

• 上面这个类会被封装成为一个 AbstractProxyInvoker 实例，并新生成一个 Exporter 实例。这样当网络通讯层收到一个请求后，会找到对应的 Exporter 实例，并调用它所对应的 AbstractProxyInvoker 实例，从而真正调用了服务提供者的代码。

Invocation

Invocation 是会话域，它持有调用过程中的变量，比如方法名，参数等。

 代码如下：

public interface Invocation {

    /**
     * get method name.
     *
     * @return method name.
     * @serial
     */
    String getMethodName();

    /**
     * get parameter types.
     *
     * @return parameter types.
     * @serial
     */
    Class<?>[] getParameterTypes();

    /**
     * get arguments.
     *
     * @return arguments.
     * @serial
     */
    Object[] getArguments();

    /**
     * get attachments.
     *
     * @return attachments.
     * @serial
     */
    Map<String, String> getAttachments();

    /**
     * get attachment by key.
     *
     * @return attachment value.
     * @serial
     */
    String getAttachment(String key);

    /**
     * get attachment by key with default value.
     *
     * @return attachment value.
     * @serial
     */
    String getAttachment(String key, String defaultValue);

    /**
     * get the invoker in current context.
     *
     * @return invoker.
     * @transient
     */
    Invoker<?> getInvoker();

}

• #getMethodName() 方法，获得方法名。
• #getParameterTypes() 方法，获得方法参数类型数组。
• #getArguments() 方法，获得方法参数数组。
• #getAttachments() 等方法，获得隐式参数相关。
• #getInvoker() 方法，获得对应的 Invoker 对象。

ProxyFactory

代码如下：

 

@SPI("javassist")
public interface ProxyFactory {

    /**
     * create proxy.
     *
     * 创建 Proxy ，在引用服务调用。
     *
     * @param invoker
     * @return proxy
     */
    @Adaptive({Constants.PROXY_KEY})
    <T> T getProxy(Invoker<T> invoker) throws RpcException;

    /**
     * create invoker.
     *
     * 创建 Invoker ，在暴露服务时调用。
     *
     * @param <T>
     * @param proxy
     * @param type
     * @param url
     * @return invoker
     */
    @Adaptive({Constants.PROXY_KEY})
    <T> Invoker<T> getInvoker(T proxy, Class<T> type, URL url) throws RpcException;

}

 

#getProxy(invoker) 方法，创建 Proxy ，在引用服务时调用。

• 方法参数如下：
  • invoker 参数，Consumer 对 Provider 调用的 Invoker 。

• 服务消费着引用服务的 主过程 如下图：

 

• 从图中我们可以看出，方法的 invoker 参数，通过 Protocol 将 Service接口 创建出 Invoker 。
• 通过创建 Service 的 Proxy ，实现我们在业务代理调用 Service 的方法时，透明的内部转换成调用 Invoker 的 #invoke(Invocation) 方法。

 

服务提供者暴露服务的 主过程 如下图：

 

• 从图中我们可以看出，该方法创建的 Invoker ，下一步会提交给 Protocol ，从 Invoker 转换到 Exporter 。
•  Dubbo 支持 Javassist 和 JDK Proxy 两种方式生成代理。

 

Protocol

Protocol 是服务域，它是 Invoker 暴露和引用的主功能入口。

它负责 Invoker 的生命周期管理。

代码如下：

@SPI("dubbo")
public interface Protocol {

    /**
     * Get default port when user doesn\'t config the port.
     *
     * @return default port
     */
    int getDefaultPort();

    /**
     * Export service for remote invocation: <br>
     * 1. Protocol should record request source address after receive a request:
     * RpcContext.getContext().setRemoteAddress();<br>
     * 2. export() must be idempotent, that is, there\'s no difference between invoking once and invoking twice when
     * export the same URL<br>
     * 3. Invoker instance is passed in by the framework, protocol needs not to care <br>
     *
     * @param <T>     Service type
     * @param invoker Service invoker
     * @return exporter reference for exported service, useful for unexport the service later
     * @throws RpcException thrown when error occurs during export the service, for example: port is occupied
     */
    /**
     * 暴露远程服务：<br>
     * 1. 协议在接收请求时，应记录请求来源方地址信息：RpcContext.getContext().setRemoteAddress();<br>
     * 2. export() 必须是幂等的，也就是暴露同一个 URL 的 Invoker 两次，和暴露一次没有区别。<br>
     * 3. export() 传入的 Invoker 由框架实现并传入，协议不需要关心。<br>
     *
     * @param <T>     服务的类型
     * @param invoker 服务的执行体
     * @return exporter 暴露服务的引用，用于取消暴露
     * @throws RpcException 当暴露服务出错时抛出，比如端口已占用
     */
    @Adaptive
    <T> Exporter<T> export(Invoker<T> invoker) throws RpcException;

    /**
     * Refer a remote service: <br>
     * 1. When user calls `invoke()` method of `Invoker` object which\'s returned from `refer()` call, the protocol
     * needs to correspondingly execute `invoke()` method of `Invoker` object <br>
     * 2. It\'s protocol\'s responsibility to implement `Invoker` which\'s returned from `refer()`. Generally speaking,
     * protocol sends remote request in the `Invoker` implementation. <br>
     * 3. When there\'s check=false set in URL, the implementation must not throw exception but try to recover when
     * connection fails.
     *
     * @param <T>  Service type
     * @param type Service class
     * @param url  URL address for the remote service
     * @return invoker service\'s local proxy
     * @throws RpcException when there\'s any error while connecting to the service provider
     */
    /**
     * 引用远程服务：<br>
     * 1. 当用户调用 refer() 所返回的 Invoker 对象的 invoke() 方法时，协议需相应执行同 URL 远端 export() 传入的 Invoker 对象的 invoke() 方法。<br>
     * 2. refer() 返回的 Invoker 由协议实现，协议通常需要在此 Invoker 中发送远程请求。<br>
     * 3. 当 url 中有设置 check=false 时，连接失败不能抛出异常，并内部自动恢复。<br>
     *
     * @param <T>  服务的类型
     * @param type 服务的类型
     * @param url  远程服务的URL地址
     * @return invoker 服务的本地代理
     * @throws RpcException 当连接服务提供方失败时抛出
     */
    @Adaptive
    <T> Invoker<T> refer(Class<T> type, URL url) throws RpcException;

    /**
     * Destroy protocol: <br>
     * 1. Cancel all services this protocol exports and refers <br>
     * 2. Release all occupied resources, for example: connection, port, etc. <br>
     * 3. Protocol can continue to export and refer new service even after it\'s destroyed.
     */
    /**
     * 释放协议：<br>
     * 1. 取消该协议所有已经暴露和引用的服务。<br>
     * 2. 释放协议所占用的所有资源，比如连接和端口。<br>
     * 3. 协议在释放后，依然能暴露和引用新的服务。<br>
     */
    void destroy();

}

Dubbo 处理服务暴露的关键就在 Invoker 转换到 Exporter 的过程。

 

• Dubbo 的实现

Dubbo 协议的 Invoker 转为 Exporter 发生在 DubboProtocol 类的 export 方法，它主要是打开 socket 侦听服务，并接收客户端发来的各种请求，通讯细节由 Dubbo 自己实现。

 

 

• RMI 的实现

RMI 协议的 Invoker 转为 Exporter 发生在 RmiProtocol 类的 export 方法，它通过 Spring 或 Dubbo 或 JDK 来实现 RMI 服务，通讯细节这一块由 JDK 底层来实现，这就省了不少工作量。