深入理解Dubbo与实战 - 1. 架构

1. Dubbo 高性能 RPC框架

1.1 架构

1. 服务容器负责启动，加载，运行服务提供者。
2. 服务提供者在启动时，向注册中心注册自己提供的服务。
3. 服务消费者在启动时，向注册中心订阅自己所需的服务。
4. 注册中心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变更数据给消费者。
5. 服务消费者，从提供者地址列表中，基于软负载均衡算法，选一台提供者进行调用，如果调用失败，再选另一台调用。
6. 服务消费者和提供者，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。
   

1.2 总体分层

Dubbo 总体分为业务层、RPC层、Remote 三层。

Service和Config两层可以认为是API层，主要提供给API使用者，使用者无须关心底层
的实现，只需要配置和完成业务代码即可；后面所有的层级合在一起，可以认为是SPI层，主要提供给扩展者使用，即用户可以基于Dubb。框架做定制性的二次开发，扩展其功能。

层次名	层次名	作用
Service	业务层	开发者实现的业务代码
Config	配置层	要围绕ServiceConfig （暴露的服务配置）和ReferenceConfig （引用的服务配置）两个实现类展开，初始化配置信息。可以理解为该层管理了整个Dubbo的配置
Proxy	服务代理层	在Dubbo中，无论生产者还是消费者，框架都会生成一个代理类，整个过程对上层是透明的。当调用一个远程接口时，看起来就像是调用了一个本地的接口一样，代理层会自动做远程调用并返回结果，即让业务层对远程调用完全无感
Registry	注册层	负责服务的注册与发现
Cluster	集群容错层	该层主要负责：远程调用失败时的容错策略（如失败重试、快速失败）；选择具体调用节点时的负载均衡策略（如随机、一致性Hash等）；特殊调用路径的路由策略（如某个消费者只会调用某个IP的生产者）
Monitor	监控层	监控统计调用次数和调用时间
Protocol	远程调用层	封装RPC调用具体过程，Protocol是Invoker暴露（发布一个服务让别人可以调用）和引用（引用一个远程服务到本地）的主功能入口，它负责管理Invoker的整个生命周期。Invoker是Dubbo的核心模型，框架中所有其他模型都向它靠拢，或者转换成它，它代表一个可执行体。允许向它发起invoke调用，它可能是执行一个本地的接口实现，也可能是一个远程的实现，还可能一个集群实现
Exchange	信息交换层	建立Request-Response模型，封装请求响应模式，如把同步请求转化为异步请求
Transport	网络传输层	把网络传输抽象为统一的接口，如Mina和Netty虽然接口不一样,但是Dubbo在它们上面又封装了统一的接口。用户也可以根据其扩展接口添加更多的网络传输方式
Serialize	序列化层	序列化层。如果数据要通过网络进行发送，则需要先做序列化，变成二进制流。序列化层负责管理整个框架网络传输时的序列化/反序列化工作

1.3 调用过程

服务暴露过程：
首先，服务器端（服务提供者）在框架启动时，会初始化服务实例，通过Proxy组件调用具体协议（Protocol ）,把服务端要暴露的接口封装成Invoker （真实类型是
AbstractProxylnvoker）,然后转换成Exporter,这个时候框架会打开服务端口等并记录服务实例到内存中，最后通过Registry把服务元数据注册到注册中心。

• Proxy组件：我们知道，Dubbo中只需要引用一个接口就可以调用远程的服务，并且只需要像调用本地方法一样调用即可。其实是Dubbo框架为我们生成了代理类，调用的方法其实是Proxy组件生成的代理方法，会自动发起远程/本地调用，并返回结果,整个过程对用户完全透明。
• Protocol：顾名思义，协议就是对数据格式的一种约定。它可以把我们对接口的配置,根据不同的协议转换成不同的Invoker对象。例如：用DubboProtocol可以把XML文件中一个远程接口的配置转换成一个Dubbolnvoker.
• Exporter：用于暴露到注册中心的对象，它的内部属性持有了 Invoker对象，我们可以认为它在Invoker上包了 一层。
• Registry：把Exporter注册到注册中心。

消费者调用过程

• 首先，调用过程也是从一个Proxy开始的，Proxy持有了一个Invoker对象。然后触发invoke调用。
• 在invoke调用过程中，需要使用Cluster处理容错。Cluster在调用之前会通过Directory获取所有可以调用的远程服务Invoker列表（一个接口可能有多个节点提供服务）。由于可以调用的远程服务有很多，此时如果用户配置了路由规则，那么还会根据路由规则将Invoker列表过滤一遍。继续通过LoadBalance方法做负载均衡，最终选出一个可以调用的Invoker。
• 这个Invoker在调用之前又会经过一个过滤器链，这个过滤器链通常是处理上下文、限流、计数等。
• 接着，会使用Client做数据传输，如我们常见的Netty Client等。传输之前肯定要做一些私有协议的构造，此时就会用到Codec接口。构造完成后，就对数据包做序列化（Serialization）,然后传输到服务提供者端。服务提供者收到数据包，也会使用Codec处理协议头及一些半包、
  粘包等。处理完成后再对完整的数据报文做反序列化处理。
• 随后，这个Request会被分配到线程池（ThreadPool）中进行处理Server会处理这些Request,根据请求查找对应的Exporter （它内部持有了 Invoker。Invoker是被用装饰器模式一层一层套了非常多Filter的，因此在调用最终的实现类之前，又会经过一个服务提供者端的过滤器链。
• 最终，我们得到了具体接口的真实实现并调用，再原路把结果返回。