Dubbo原理和机制详解(非常全面)

Dubbo是一款Java RPC框架,致力于提供高性能的RPC远程服务调用方案。Dubbo 作为主流的微服务框架之一,为开发人员带来了非常多的便利。

本文我们重点详解 Dubbo 的原理机制 @mikechen

目录

1️⃣ Dubbo核心功能

Dubbo主要提供了3大核心功能:面向接口的远程方法调用,智能容错和负载均衡,以及服务自动注册和发现。

 1)远程方法调用

网络通信框架,提供对多种NIO框架抽象封装,包括“同步转异步”和“请求-响应”模式的信息交换方式。

 2)智能容错和负载均衡

提供基于接口方法的透明远程过程调用,包括多协议支持,以及软负载均衡,失败容错,地址路由,动态配置等集群支持。

3)服务注册和发现

服务注册,基于注册中心目录服务,使服务消费方能动态的查找服务提供方,使地址透明,使服务提供方可以平滑增加或减少机器。

2️⃣ Dubbo核心组件

Dubbo角色,主要包含如下几个核心组件:

1)注册中心(registry)

生产者在此注册并发布内容,消费者在此订阅并接收发布的内容。

2)消费者(consumer)

客户端,从注册中心获取到方法,可以调用生产者中的方法。

3)生产者(provider)

服务端,生产内容,生产前需要依赖容器(先启动容器)。

4)容器(container)

生产者在启动执行的时候,必须依赖容器才能正常启动(默认依赖的是spring容器),

5)监控(Monitor)

统计服务的调用次数与时间等。

3️⃣ Dubbo的架构设计

Dubbo整体架构如下图所示:

图中:

  • 左边(淡蓝背景):为服务消费方使用的接口
  • 右边(淡绿色背景):为服务提供方使用的接口
  • 位于中轴线上:为双方都用到的接口。

Dubbo 框架设计一共划分了10个层:

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。

4️⃣ Dubbo调用流程

对照上面的整体架构图,大致分为以下8大步骤:

1、服务提供者启动,开启Netty服务,创建Zookeeper客户端,向注册中心注册服务;

2、服务消费者启动,通过Zookeeper向注册中心获取服务提供者列表,与服务提供者通过Netty建立长连接;

3、服务消费者通过接口开始远程调用服务,ProxyFactory通过初始化Proxy对象,Proxy通过创建动态代理对象;

4、动态代理对象通过invoke方法,层层包装生成一个Invoker对象,该对象包含了代理对象;

5、Invoker通过路由,负载均衡选择了一个最合适的服务提供者,在通过加入各种过滤器,协议层包装生成一个新的DubboInvoker对象;

6、再通过交换成将DubboInvoker对象包装成一个Reuqest对象,该对象通过序列化通过NettyClient传输到服务提供者的NettyServer端;

7、到了服务提供者这边,再通过反序列化、协议解密等操作生成一个DubboExporter对象,再层层传递处理,会生成一个服务提供端的Invoker对象;

8、这个Invoker对象会调用本地服务,获得结果再通过层层回调返回到服务消费者,服务消费者拿到结果后,再解析获得最终结果。

以上,是关于 Dubbo 原理及机制的详细解析,可以作为 Dubbo 的参考学习资料,建议收藏、时常温顾。

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作者简介

陈睿 | mikechen,10年+大厂架构经验,「mikechen 的互联网架构」系列文章作者,专注互联网架构技术。

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