(一)前言
因为公司框架使用了dubbo作为RPC框架,所以,对于dubbo进行相应的学习,通过官网的学习,源码的阅读,总结出以下的内容,希望对dubbo有个更全面的认识,同时会后续的使用,后续的源码阅读有更好的帮助。
(二 )RPC简介
RPC(Remote Produce Call)远程过程调用,就是客户端基于某种协议通过网络向服务提供端请求服务处理,然后返回数据。
对于客户端来讲,就和调用本地服务一样,对开发人员是透明的,不需要了解具体底层网络传输协议。就是将本地调用的处理过程放在远程的机器上,而不是本地服务代理来处理。
套用到多线程的概念,其实RPC就是服务器间不同进程之间通信协作的调用方式。
RPC的前身是RMI(Remote Method Call),这是在jdk1.2的时候提出的。
RPC的基本组成部分Invoker、protocol、remote这三个组成部分,能够完成一次完整的RPC调用
(三)dubbo微内核设计机制
微内核架构核心系统设计时的两个关键点:
- 对问题域的核心概念、流程、功能的洞察与抽象;有了这些核心元素,plugin的扩展才能有所依附、与其代码之间的互动才能实际落地发生;
- 设计一套机制用于规范和管理plugin生命周期:定义、加载、销毁等;
Dubbo 的微内核是广义上的,它的思想是:核心系统+插件
。
这个微内核说白了就是把不变的功能抽象出来称为核心,把变动的功能作为插件来扩展,符合开闭原则,更容易扩展、维护。
所以在后面的框架设计模块和源码中看到了大量的SPI插件。
当然,在使用了足够久之后,海量的插件管理也是一个值得思考的问题。
(四)dubbo其他概念
- 注册中心、服务提供者、服务消费者通过长连接进行通信,monitor不是。
- 注册中心仅提供目录服务,不转发请求。
- 注册中心数据库宕机,仍能提供目录服务,但是不能注册新服务。
- 注册中心宕机,不影响服务提供端和消费端,可以通过本地缓存通讯。
- 服务提供端宕机,消费者会无限次重连等待服务提供者恢复。(后续可附录代码。)
(五)dubbo框架设计
以下摘自dubbo官网开发指南中框架设计部分。文章链接
整体设计
图例说明:
- 图中左边淡蓝背景的为服务消费方使用的接口,右边淡绿色背景的为服务提供方使用的接口,位于中轴线上的为双方都用到的接口。
- 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。
- 图中绿色小块的为扩展接口,蓝色小块为实现类,图中只显示用于关联各层的实现类。
- 图中蓝色虚线为初始化过程,即启动时组装链,红色实线为方法调用过程,即运行时调时链,紫色三角箭头为继承,可以把子类看作父类的同一个节点,线上的文字为调用的方法。
针对上图:总结出一个调用流程,在client端发起调用,通过本地interface,通过已经从Config中获取的配置,通过ProxyFactory工厂动态代理生成Proxy,访问集群中的invoker(在调用之前,已经完成了客户端、服务的服务注册相关,当然,Cluster也可以没有,client可以直接调用配置好的路径直接访问,也就是单机使用场景),invoker通过路由选择,负载均衡算法,透明的获取invoker,然后通过配置的协议(此时,将一些信息写入monitor中),将同步转为异步,本地await,等待远程调用结果返回。将访问请求序列化、通过网络(mina、netty)访问其他进程(同服务器或者远程服务器)的具体方法。
各层说明
框架分层架构中,各个层次的设计要点:
- 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。
- 配置层(Config):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。 - 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
(对应RMI中的概念), 以ServiceProxy
为中心,扩展接口为ProxyFactory
。 - 注册中心层(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
,RegistryService
。 - 路由层(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
,LoadBalance
。 - 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
,MonitorService
。 - 远程调用层(Protocol):封装 RPC 调用,以
Invocation
,Result
为中心,扩展接口为Protocol
,Invoker
,Exporter
。 - 信息交换层(Exchange):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
。 - 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
,Codec
。 - 数据序列化层(Serialize):可复用的一些工具,扩展接口为
Serialization
,ObjectInput
,ObjectOutput
,ThreadPool
。
关系说明
- 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。 - 图中的
Consumer
和Provider
是抽象概念,只是想让看图者更直观的了解哪些类分属于客户端与服务器端,不用Client
和Server
的原因是Dubbo
在很多场景下都使用Provider
,Consumer
,Registry
,Monitor
划分逻辑拓普节点,保持统一概念。 - 而
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。 -
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。 - 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。 -
Registry
和Monitor
实际上不算一层,而是一个独立的节点,只是为了全局概览,用层的方式画在一起。
模块分包
-
dubbo-common
公共逻辑模块:包括 Util 类和通用模型。 -
dubbo-remoting
远程通讯模块:相当于Dubbo
协议的实现,如果RPC
用RMI
协议则不需要使用此包。 -
dubbo-rpc
远程调用模块:抽象各种协议,以及动态代理,只包含一对一的调用,不关心集群的管理。 -
dubbo-cluster
集群模块:将多个服务提供方伪装为一个提供方,包括:负载均衡, 容错,路由等,集群的地址列表可以是静态配置的,也可以是由注册中心下发。 -
dubbo-registry
注册中心模块:基于注册中心下发地址的集群方式,以及对各种注册中心的抽象。 -
dubbo-monitor
监控模块:统计服务调用次数,调用时间的,调用链跟踪的服务。 -
dubbo-config
配置模块:是Dubbo
对外的API
,用户通过Config
使用Dubbo
,隐藏Dubbo
所有细节。 -
dubbo-container
容器模块:是一个Standlone
的容器,以简单的Main
加载Spring
启动,因为服务通常不需要Tomcat/JBoss
等Web
容器的特性,没必要用Web
容器去加载服务。
整体上按照分层结构进行分包,与分层的不同点在于:
-
container
为服务容器,用于部署运行服务,没有在层中画出。 -
protocol
层和proxy
层都放在rpc
模块中,这两层是rpc
的核心,在不需要集群也就是只有一个提供者时,可以只使用这两层完成rpc
调用。 -
transport
层和exchange
层都放在remoting
模块中,为rpc
调用的通讯基础。 -
serialize
层放在common
模块中,以便更大程度复用。
依赖关系
- 图中小方块
Protocol
,Cluster
,Proxy
,Service
,Container
,Registry
,Monitor
代表层或模块,蓝色的表示与业务有交互,绿色的表示只对Dubbo
内部交互。 - 图中背景方块
Consumer
,Provider
,Registry
,Monitor
代表部署逻辑拓扑节点。 - 图中蓝色虚线为初始化时调用,红色虚线为运行时异步调用,红色实线为运行时同步调用。
- 图中只包含
RPC
的层,不包含Remoting
的层,Remoting
整体都隐含在Protocol
中。
调用链
领域模型
-
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。