Dubbo的配置过程，实现原理及架构详解

Posted 2020-11-13 dxtlearningblockchain

一. Dubbo是什么？Dubbo能做什么？

随着互联网的发展，市场需求快速变更，业务持续高速增长，网站早已从单一应用架构演变为分布式服务架构及流动计算架构。在分布式架构的背景下，在本地调用非本进程内（远程）的资源就变得在所难免。因此，后期涌现出了很多RPC(远程过程调用)的框架，如 Apache Thrift、Hessian、gRPC 等。然而，随着 RPC 框架的推广和使用的日益深入，服务越来越多的情况也衍生出了新的业务需求：

（1）如何管理过多的服务URL

（2）消费者要想使用服务，就必须直接知道和了解服务提供方的服务地址。后台服务地址一旦改变，则需要一一通知消费者，这种高度耦合的关系很不利用维护。

（3）海量的服务会延伸出很多的错误，如何对这些常见失败案例提供服务治理的功能。

在这个背景下，阿里巴巴集团推出了Dubbo分布式框架，来解决和缓和目前RPC框架下的这些需求和瓶颈。具体措施如下：

（1）通过引入服务注册中心Registry来管理服务的依赖关系，并通过在消费方获取服务提供方地址列表，实现软负载均衡和 Failover，降低对 F5 硬件负载均衡器的依赖。

（2）在注册中心提供订阅发布机制，使得消费者只需要关心服务本身，而不再需要写死服务提供方地址。注册中心基于接口名查询服务提供者的ip地址，然后将服务提供方的地址动态的回传给服务消费者。

（3）专门独立出一个服务治理中心,统一对集群各节点的服务做在线治理，提升治理效率.

二. Dubbo 的工作原理(参照官方文档：https://github.com/apache/dubbo)

 

 

 

1) 节点说明：

Provider：暴露服务的服务提供方
Consumer：调用远程服务的服务消费方
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

2) 调用过程及工作原理：

0. 服务容器Container启动，加载，运行服务提供者，通过 main 函数初始化 Spring 上下文，根据服务提供者的XML配置文件将每个服务按照指定的协议发布（每个服务都有自己对应的协议端口号protocol，port），从而完成多个服务的初始化工作。

 

 

 

1. 服务提供者Provider在启动时，根据配置的服务注册中心地址连接服务注册中心Registry，将服务提供者信息发布到注册中心（如zookeeper），向注册中心注册自己提供的服务（如上图）。

2. 服务消费者Consumer在启动时，消费者根据服务消费者XML配置文件的服务引用信息，连接到注册中心，向注册中心订阅自己所需的服务。

3. 服务注册中心根据消费者的服务订阅关系，返回服务提供者地址列表给消费者，如果有变更，注册中心将基于长连接推送最新的服务地址信息给消费者（这个监听过程是由Dubbo另外提供的NotifyListrener辅助完成的，具体可以看下一节的介绍）。

4. 服务消费者调用远程服务时，根据路由策略，从本地缓存的服务提供者地址列表中选择选一台提供者进行，然后根据协议类型建立链路，跨进程调用服务提供者，如果调用失败，再选另一台调用。

5. 服务消费者Consumer和提供者Provider，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Monitor。

三.Dubbo的底层架构解读（参考文档：http://dubbo.apache.org/zh-cn/docs/dev/design.html）

 

 （1）从图上前两层，我们可以很容易的分析出左边蓝色部分是服务消费者（ReferenceConfig）,右边是服务提供者（implement接口，ServiceConfig）。

 （2）其中在左边的接口表示是扩展给消费者单独使用的，右边的接口表示是扩展给服务者单独使用的。而中间的接口是服务者和消费者两者都可以使用的。

 （3）从上到下按照dubbo的工作过程，一共分为10层。各部分的介绍参照（http://crazyfzw.github.io/2018/06/10/dubbo-architecture/）

1. 服务接口层（Service）：该层是与实际业务逻辑相关的，根据服务提供方和服务消费方的业务设计对应的接口和实现。

2. 配置层（Config）：对外配置接口，以 ServiceConfig 和 ReferenceConfig 为中心，可以直接 new 配置类，也可以通过 spring 解析配置生成配置类。

3. 服务代理层（Proxy）：服务接口透明代理，生成服务的客户端 Stub 和服务器端 Skeleton，以 ServiceProxy 为中心，扩展接口为 ProxyFactory。

4. 服务注册层（Registry）：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 和 RegistryService。可能没有服务注册中心，此时服务提供方直接暴露服务。

5. 集群层（Cluster）：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 和 LoadBalance。将多个服务提供方组合为一个服务提供方，实现对服务消费方来透明，只需要与一个服务提供方进行交互。

6. 监控层（Monitor）：RPC 调用次数和调用时间监控，以 Statistics 为中心，扩展接口为 MonitorFactory、Monitor 和 MonitorService。

7. 远程调用层（Protocol）：封将 RPC 调用，以 Invocation 和 Result 为中心，扩展接口为 Protocol、Invoker 和 Exporter。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。

8. 信息交换层（Exchange）：封装请求响应模式，同步转异步，以 Request 和 Response 为中心，扩展接口为 Exchanger、ExchangeChannel、ExchangeClient 和 ExchangeServer。

9. 网络传输层（Transport）：抽象 mina 和 netty 为统一接口，以 Message 为中心，扩展接口为 Channel、Transporter、Client、Server 和 Codec。

10. 数据序列化层（Serialize）：可复用的一些工具，扩展接口为 Serialization、 ObjectInput、ObjectOutput和ThreadPool。

大致的工作流程是：

　　1.读取配置文件，生成代理对象

　　2.代理对象负责将其注册到注册中心进行备份

　　3.下层monitor层对双方进行业务监控。

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。

需要注意的是：为了底层可以使用NIO来传输数据，所有的公共api接口都应该实现Serializable.

四.Dubbo的缺点

因为是阿里出品，所以其目前只支持Java语言，对语言的支持性不是很好。