dubbo结构及通信简介

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dubbo结构及通信简介

科技小能手 2017-11-12 02:26:00 浏览1343
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一、导论

dubbo作为阿里开发优秀的rpc服务框架,现已广泛用于各大rpc项目之间的远程通信,虽然阿里现在已经没有维护dubbo的开发,但是其结构设计也是值得学习。

二、结构简介

这部分只是简单介绍dubbo的结构图解,可能会有些复杂,但确实是dubbo设计的精髓所在。

1、各层介绍

  1. config,配置层,对外配置接口,以ServiceConfig, 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,dubbo的相关配置都是该对象在维护。

  2. 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,以ServiceProxy为中心,扩展接口为ProxyFactory。

  3. 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。

  4. 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。

  5. 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。

  6. 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。

  7. 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。

  8. 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。

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

2、层次关系

  1. 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。

  2. 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。

  3. 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。

  4. 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。

  5. 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。

  6. 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。

3、模块简介

  1. dubbo-common 公共逻辑模块,包括Util类和通用模型。

  2. 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。

  3. 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。

  4. 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。

  5. 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。

  6. 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。

  7. 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。

  8. 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。

4、依赖关系

提供方和消费方都是通过注册中心来交互,提供方依赖注册中心来暴露需提供的接口,服务方通过注册中心来调用接口。提供方和注册方与注册中心之间是无状态联系的,也就是说它俩不论说挂掉了不会影响另一方的使用。这也是大部分生产/消费框架设计最科学的地方,双方进行无状态交互,互不干涉互不影响,软件设计的观察者模式也与此类似。

 5、调用链

6、服务提供方提供服务的时序图

 

7、服务消费方消费服务时序图

三、实现细节

1、服务的解析

基于dubbo.jar内的META-INF/spring.handlers配置,Spring在遇到dubbo名称空间时,会回调DubboNamespaceHandler。所有dubbo的标签,都统一用DubboBeanDefinitionParser进行解析,基于一对一属性映射,将XML标签解析为Bean对象。在ServiceConfig.export()或ReferenceConfig.get()初始化时,将Bean对象转换URL格式,所有Bean属性转成URL的参数。然后将URL传给Protocol扩展点,基于扩展点的Adaptive机制,根据URL的协议头,进行不同协议的服务暴露或引用。

2、提供者暴露服务

(1) 只暴露服务端口:

在没有注册中心,直接暴露提供者的情况下,即:

<dubbo:service regisrty="N/A" /> or <dubbo:registry address="N/A" />

ServiceConfig解析出的URL的格式为:基于扩展点的Adaptive机制,通过URL的"dubbo://"协议头识别,直接调用DubboProtocol的export()方法,打开服务端口。

dubbo://service-host/com.foo.FooService?version=1.0.0

(2) 向注册中心暴露服务:

在有注册中心,需要注册提供者地址的情况下,即:

<dubbo:registry address="zookeeper://10.20.153.10:2181" />

ServiceConfig解析出的URL的格式为:

registry://registry-host/com.alibaba.dubbo.registry.RegistryService?export=URL.encode("dubbo://service-host/com.foo.FooService?version=1.0.0")

基于扩展点的Adaptive机制,通过URL的"registry://"协议头识别,就会调用RegistryProtocol的export()方法,将export参数中的提供者URL,先注册到注册中心,再重新传给Protocol扩展点进行暴露:基于扩展点的Adaptive机制,通过提供者URL的"dubbo://"协议头识别,就会调用DubboProtocol的export()方法,打开服务端口。

dubbo://service-host/com.foo.FooService?version=1.0.0

3、消费方消费服务

(1) 直连引用服务:

在没有注册中心,直连提供者的情况下,即:

<dubbo:reference url="dubbo://service-host/com.foo.FooService?version=1.0.0" />

ReferenceConfig解析出的URL的格式为:基于扩展点的Adaptive机制,通过URL的"dubbo://"协议头识别,直接调用DubboProtocol的refer()方法,返回提供者引用。

dubbo://service-host/com.foo.FooService?version=1.0.0

(2) 从注册中心发现引用服务:

在有注册中心,通过注册中心发现提供者地址的情况下,即:

<dubbo:registry address="zookeeper://10.20.153.10:2181" />

ReferenceConfig解析出的URL的格式为:

registry://registry-host/com.alibaba.dubbo.registry.RegistryService?refer=URL.encode("consumer://consumer-host/com.foo.FooService?version=1.0.0")

基于扩展点的Adaptive机制,通过URL的"registry://"协议头识别,就会调用RegistryProtocol的refer()方法,基于refer参数中的条件,查询提供者URL,如:基于扩展点的Adaptive机制,通过提供者URL的"dubbo://"协议头识别,就会调用DubboProtocol的refer()方法,得到提供者引用。

dubbo://service-host/com.foo.FooService?version=1.0.0

然后RegistryProtocol将多个提供者引用,通过Cluster扩展点,伪装成单个提供者引用返回。

4、服务者暴露服务过程图解

可以看到ServiceConfig类拿到对外提供服务的实际类ref,然后通过代理工厂类ProxyFactory类的getInvoker方法使用ref生成一个抽象代理对象AbstractProxyInvoker实例,到这一步就完成具体服务到Invoker的转化。接下来就是Invoker转换到Exporter的过程。

4、消费者消费服务过程图解

 

 

可以看到引用配置对象ReferenceConfig的init方法调用Protocol的refer方法生成Invoker实例(如上图中的红色部分),这是服务消费的关键。接下来把Invoker转换为客户端需要的接口。

本文转自lzwxx 51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/13064681/1944360

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