Dubbo高性能轻量级的开源Java RPC框架

Posted 2021-05-24 北冥小鱼干

官方文档 : http://dubbo.apache.org/zh-cn/

背景

• 单一应用架构

  当我们服务访问量较小时，只需一个应用包含所有功能，这样可以减少服务部署节点成本。

• 垂直应用架构

  随着访问量的逐步增加，单一应用的性能并不能满足我们，此时就需拆分为多个应用（如mvc框架）。

• 分布式服务架构

  当垂直应用越来越多，各个应用的交互不可避免，把核心业务抽离为单独服务，逐步形成稳定的服务中心，以适应前端快速需求变化。此时为了提高服务的复用以及整合，就需要分布式服务RPC框架。

RPC框架

Remote Procedure Call 远程过程调用。

简单的说：就是让服务消费方可以像本地方法调用一样，来调用远程服务方的服务。

dubbo 是什么？

Dubbo是一款高性能、轻量级的开源Java RPC框架

由以下几个模块构成：

• Provider：暴露服务的服务提供方

• Consumer：调用远程服务的消费方

• Registry：服务注册与发现的注册中心

• Monitor：统计服务的调用次数和调用时间的监控中心

• Container：服务运行容器

模块关系说明：

1. 服务容器负责启动，加载，运行服务提供者

2. 服务提供者在启动时，向注册中心注册自己提供的服务。

3. 服务消费者在启动时，向注册中心订阅自己所需的服务。

6. 服务消费者和提供者，在内存中累计调用次数和调用时间，定时每分钟发送一次统计数据到监控中心。

dubbo 能做什么？

它提供了三大核心能力：

    面向接口的远程方法调用 

        透明化的远程方法调用，就像调用本地方法一样调用远程方法，只需简单配置，没有任何API侵入

    智能容错和负载均衡 

        软负载均衡及容错机制，可在内网替代F5等硬件负载均衡器，降低成本，减少单点。

    服务自动注册和发现

dubbo 核心原理

1. 服务的导出

   服务导出过程：开始于spring容器的刷新事件，dubbo在接收到事件之后，会立即执行服务导出逻辑，
   大致逻辑步骤如下：
       >  前置工作，检查参数，组装url
       >  导出服务，导出服务到本地（jvm），导出服务到远程
       >  注册服务，向注册中心注册服务，用于服务发现
       
   服务的延时暴露：如果你的服务需要预热时间，比如初始化缓存，等待相关资源就位等，可以使用 delay 进行延迟暴露
   Dubbo-2.6.5之前版本
   （1）延迟到 Spring 初始化完成后，再暴露服务 <dubbo:service delay="-1" />
       （2）延迟 5 秒暴露服务 <dubbo:service delay="5000" /> 
   Dubbo-2.6.5及其之后版本
   所有服务都将在 Spring 初始化完成后进行暴露，如果你不需要延迟暴露服务，无需配置 delay
   <dubbo:service delay="5000" /> 表示spring初始化完成之后开始延时

2. 服务的引入

   Dubbo服务的引用分两种：
       >  第一种是使用服务直连的方式引用服务（联调测试环境）
       >  第二种是通过注册中心进行引用
   Dubbo服务的引用时机分两种：
       >  第一个是在 Spring 容器调用 ReferenceBean 的 afterPropertiesSet 方法时引用服务
       >  第二个是在 ReferenceBean 对应的服务被注入到其他类中时引用

3. 服务目录

   定义：服务目录中存储了一些和服务提供者有关的信息，通过服务目录，服务消费者可获取到服务提供者的信息，
   比如 ip、端口、服务协议等。通过这些信息，服务消费者就可通过 Netty 等客户端进行远程调用。
   
   结构：实际上服务目录在获取注册中心的服务配置信息后，会为每条配置信息生成一个 Invoker 对象，
         并把这个 Invoker 对象存储起来，这个 Invoker 才是服务目录最终持有的对象
         它可以看做是 Invoker 集合，且这个集合中的元素会随注册中心的变化而进行动态调整。
   --> Invoker：具有远程调用功能的对象

4. 服务路由

   服务路由包含一条路由规则，路由规则决定了服务消费者的调用目标，即规定了服务消费者可调用哪些服务提供者。
   • 条件路由 ConditionRouter
   • 脚本路由 ScriptRouter 
   • 标签路由 TagRouter

5. 负载均衡

   • 权重随机算法的 RandomLoadBalance
       现在把这些权重值平铺在一维坐标值上，[0, 5) 区间属于服务器 A，[5, 8) 区间属于服务器 B，[8, 10) 区间属于服务器 C。
       接下来通过随机数生成器生成一个范围在 [0, 10) 之间的随机数，然后计算这个随机数会落到哪个区间上。
       
   • 最少活跃调用数算法的 LeastActiveLoadBalance
   • 基于 hash 一致性的 ConsistentHashLoadBalance
   • 基于加权轮询算法的 RoundRobinLoadBalance

dubbo-spi

SPI 全称为 Service Provider Interface（服务发现机制）。

SPI 的本质是将接口实现类的全限定名配置在文件中，并由服务加载器读取配置文件，加载实现类。这样可以在运行时，动态为接口替换实现类，通过 SPI 机制为我们的程序提供拓展功能。

dubbo-spi        

1. 配置文件需放置在 META-INF/dubbo 路径下（键值对的方式进行配置，如：bumblebee = org.apache.spi.Bumblebee）      

 2. 接口上 @SPI 注解    Dubbo SPI 除了支持按需加载接口实现类，还增加了 IOC 和 AOP 等特性