dubbo源码分析之注册表设计

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前言：

    第一次发表技术文章，勿吐槽哈，给点面子，谢谢

本文从dubbo中的registry分包来讲解，dubbo内部设计和实现细节，registry分包在com.alibaba.dubbo.registry包中，我参照的是2.5.2的较新版本。

为了方便代码阅读，我删除了很多的关于版权的注释信息。

 

 

注册表服务提供以下功能：

• 添加、删除某个注册项

注册项为原子节点，原子节点在dubbo框架中定义为扩展自定义URL。

请自行维护URL格式定义。

• 原子信息异步通告

信息异步通告的方式为时间模型，即需要订阅原子节点主题。

主题能够保证原子节点信息变化后，信息异步通告，接收者必须实现NotifyListener 接口。

• 原子信息同步拉取

在一些系统启动和信息同步性要求很高的场景，该方法会被调用，请自行确保线程安全性

 

 

 

 

package com.alibaba.dubbo.registry;

import java.util.List;

import com.alibaba.dubbo.common.URL;

/**
 * RegistryService. (SPI, Prototype, ThreadSafe)
 * 
 * @see com.alibaba.dubbo.registry.Registry
 * @see com.alibaba.dubbo.registry.RegistryFactory#getRegistry(URL)
 * @author william.liangf
 */
public interface RegistryService {

    /**
     * 注册数据，比如：提供者地址，消费者地址，路由规则，覆盖规则，等数据。
     * 
     * 注册需处理契约：

     * 1. 当URL设置了check=false时，注册失败后不报错，在后台定时重试，否则抛出异常。

     * 2. 当URL设置了dynamic=false参数，则需持久存储，否则，当注册者出现断电等情况异常退出时，需自动删除。

     * 3. 当URL设置了category=routers时，表示分类存储，缺省类别为providers，可按分类部分通知数据。

     * 4. 当注册中心重启，网络抖动，不能丢失数据，包括断线自动删除数据。

     * 5. 允许URI相同但参数不同的URL并存，不能覆盖。

     * 
     * @param url 注册信息，不允许为空，如：dubbo://10.20.153.10/com.alibaba.foo.BarService?version=1.0.0&application=kylin
     */
    void register(URL url);

    /**
     * 取消注册.
     * 
     * 取消注册需处理契约：

     * 1. 如果是dynamic=false的持久存储数据，找不到注册数据，则抛IllegalStateException，否则忽略。

     * 2. 按全URL匹配取消注册。

     * 
     * @param url 注册信息，不允许为空，如：dubbo://10.20.153.10/com.alibaba.foo.BarService?version=1.0.0&application=kylin
     */
    void unregister(URL url);

    /**
     * 订阅符合条件的已注册数据，当有注册数据变更时自动推送.
     * 
     * 订阅需处理契约：

     * 1. 当URL设置了check=false时，订阅失败后不报错，在后台定时重试。

     * 2. 当URL设置了category=routers，只通知指定分类的数据，多个分类用逗号分隔，并允许星号通配，表示订阅所有分类数据。

     * 3. 允许以interface,group,version,classifier作为条件查询，如：interface=com.alibaba.foo.BarService&version=1.0.0

     * 4. 并且查询条件允许星号通配，订阅所有接口的所有分组的所有版本，或：interface=*&group=*&version=*&classifier=*

     * 5. 当注册中心重启，网络抖动，需自动恢复订阅请求。

     * 6. 允许URI相同但参数不同的URL并存，不能覆盖。

     * 7. 必须阻塞订阅过程，等第一次通知完后再返回。

     * 
     * @param url 订阅条件，不允许为空，如：consumer://10.20.153.10/com.alibaba.foo.BarService?version=1.0.0&application=kylin
     * @param listener 变更事件监听器，不允许为空
     */
    void subscribe(URL url, NotifyListener listener);

    /**
     * 取消订阅.
     * 
     * 取消订阅需处理契约：

     * 1. 如果没有订阅，直接忽略。

     * 2. 按全URL匹配取消订阅。

     * 
     * @param url 订阅条件，不允许为空，如：consumer://10.20.153.10/com.alibaba.foo.BarService?version=1.0.0&application=kylin
     * @param listener 变更事件监听器，不允许为空
     */
    void unsubscribe(URL url, NotifyListener listener);

    /**
     * 查询符合条件的已注册数据，与订阅的推模式相对应，这里为拉模式，只返回一次结果。
     * 
     * @see com.alibaba.dubbo.registry.NotifyListener#notify(List)
     * @param url 查询条件，不允许为空，如：consumer://10.20.153.10/com.alibaba.foo.BarService?version=1.0.0&application=kylin
     * @return 已注册信息列表，可能为空，含义同{@link com.alibaba.dubbo.registry.NotifyListener#notify(List)}的参数。
     */
    List lookup(URL url);

}

 

 

真正实现的注册表registry实现自Node和registryService，代码如下

package com.alibaba.dubbo.registry;
import com.alibaba.dubbo.common.Node;
import com.alibaba.dubbo.common.URL;
public interface Registry extends Node, RegistryService {
}

 

 

 节点在dubbo中定义如下：

 

package com.alibaba.dubbo.common;

import com.alibaba.dubbo.common.URL;

/**
 * Node. (API/SPI, Prototype, ThreadSafe)
 * 
 * @author william.liangf
 */
public interface Node {
    URL getUrl();
    boolean isAvailable();
    void destroy();

}

 

 

之后所用到的设计模式为：

简单工厂

动机：

为了针对redis、zookeeper、multicast、simple-registry等不用应用场景创建创建不同的注册表，但又方便扩展新的注册表应用。

优点：

针对不同的应用场景，可以扩展不同的应用以投入稳定环境中使用，而又不影响原有的体系框架。

角色：

抽象工厂 RegistryFactory（实际上是AbstractRegistryFactory）

抽象产品 Registry

类图：

 

 

 

源码：

抽象工厂：

/*
 * Copyright 1999-2011 Alibaba Group.
 *  
 * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
 * you may not use this file except in compliance with the License.
 * You may obtain a copy of the License at
 *  
 *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
 *  
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
 * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
 * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
 * See the License for the specific language governing permissions and
 * limitations under the License.
 */
package com.alibaba.dubbo.registry.support;

import java.util.Collection;
import java.util.Collections;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

import com.alibaba.dubbo.common.Constants;
import com.alibaba.dubbo.common.URL;
import com.alibaba.dubbo.common.logger.Logger;
import com.alibaba.dubbo.common.logger.LoggerFactory;
import com.alibaba.dubbo.registry.Registry;
import com.alibaba.dubbo.registry.RegistryFactory;
import com.alibaba.dubbo.registry.RegistryService;

/**
 * AbstractRegistryFactory. (SPI, Singleton, ThreadSafe)
 * 
 * @see com.alibaba.dubbo.registry.RegistryFactory
 * @author william.liangf
 */
public abstract class AbstractRegistryFactory implements RegistryFactory {

    // 日志输出
    private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(AbstractRegistryFactory.class);

    // 注册中心获取过程锁
    private static final ReentrantLock LOCK = new ReentrantLock();

    // 注册中心集合 Map
    private static final Map REGISTRIES = new ConcurrentHashMap();

    /**
     * 获取所有注册中心
     * 
     * @return 所有注册中心
     */
    public static Collection getRegistries() {
        return Collections.unmodifiableCollection(REGISTRIES.values());
    }

    /**
     * 关闭所有已创建注册中心
     */
    public static void destroyAll() {
        if (LOGGER.isInfoEnabled()) {
            LOGGER.info("Close all registries " + getRegistries());
        }
        // 锁定注册中心关闭过程
        LOCK.lock();
        try {
            for (Registry registry : getRegistries()) {
                try {
                    registry.destroy();
                } catch (Throwable e) {
                    LOGGER.error(e.getMessage(), e);
                }
            }
            REGISTRIES.clear();
        } finally {
            // 释放锁
            LOCK.unlock();
        }
    }

    public Registry getRegistry(URL url) {
    	url = url.setPath(RegistryService.class.getName())
    			.addParameter(Constants.INTERFACE_KEY, RegistryService.class.getName())
    			.removeParameters(Constants.EXPORT_KEY, Constants.REFER_KEY);
    	String key = url.toServiceString();
        // 锁定注册中心获取过程，保证注册中心单一实例
        LOCK.lock();
        try {
            Registry registry = REGISTRIES.get(key);
            if (registry != null) {
                return registry;
            }
            registry = createRegistry(url);
            if (registry == null) {
                throw new IllegalStateException("Can not create registry " + url);
            }
            REGISTRIES.put(key, registry);
            return registry;
        } finally {
            // 释放锁
            LOCK.unlock();
        }
    }

    protected abstract Registry createRegistry(URL url);

}

 

 

设计技巧：

 

定义注册中心管理模式

private static final Map REGISTRIES = new ConcurrentHashMap();

该属性可以使得注册表分级管理，类同与window操作系统中注册表的概念（分为Host、Machine级等），同时给给每一个注册表打标签

 

提供获取所以注册字典入口

public static Collection getRegistries() ；

注意到返回的是集合对象，方便数据字典迭代查看相关信息

 

提供创建字典方法

protected abstract Registry createRegistry(URL url);

该方法是抽象方法，具体创建的字典是什么样的，有具体工厂来制定。

 

解决线程锁问题

使用ReentrantLock类而非sychonized机制，既保证线程并发的公平性又有效的解决线程争用过程中死锁问题。

 

 

模板方法

 

    注意到在AbstractRegistryFactory 中有抽象方法

protected abstract Registry createRegistry(URL url);

 

该方法的具体实现延迟到子类中，父类定义的操作的具体算法骨架。