分布式架构-Dubbo框架（五）：Dubbo协议模块源码剖析

RPC协议基本组成

---

RPC 协议名词解释

在一个典型RPC的使用场景中，包含了服务发现、负载、容错、网络传输、序列化等组件，其中RPC协议就指明了程序如何进行网络传输和序列化 。也就是说一个RPC协议的实现就等于一个非透明的远程调用实现，如何做到的的呢？

协议基本组成：

1. 地址：服务提供者地址
2. 端口：协议指定开放的端口
3. 报文编码：协议报文编码 ，分为请求头和请求体两部分。
4. 序列化方式：将请求体序列化成对象
5. Hessian2Serialization、
6. DubboSerialization、
7. JavaSerialization
8. JsonSerialization
9. 运行服务: 网络传输实现
10. netty
11. mina
12. RMI 服务
13. servlet 容器（jetty、Tomcat、Jboss）

Dubbo中所支持RPC协议使用

---

dubbo 支持的RPC协议列表

名称	实现描述	连接描述	适用场景
dubbo	传输服务: mina, netty(默认), grizzy序列化: hessian2(默认), java, fastjson自定义报文	单个长连接NIO异步传输	1、常规RPC调用2、传输数据量小3、提供者少于消费者
rmi	传输：java rmi 服务序列化：java原生二进制序列化	多个短连接BIO同步传输	1、常规RPC调用2、与原RMI客户端集成3、可传少量文件4、不支持防火墙穿透
hessian	传输服务：servlet容器序列化：hessian二进制序列化	基于Http 协议传输，依懒servlet容器配置	1、提供者多于消费者2、可传大字段和文件3、跨语言调用
http	传输服务：servlet容器序列化：java原生二进制序列化	依懒servlet容器配置	1、数据包大小混合
thrift	与thrift RPC 实现集成，并在其基础上修改了报文头	长连接、NIO异步传输

关于RMI不支持防火墙穿透的补充说明：
原因在于RMI 底层实现中会有两个端口，一个是固定的用于服务发现的注册端口，另外会生成一个***随机*端口用于网络传输。因为这个随机端口就不能在防火墙中提前设置开放开。所以存在防火墙穿透问题

协议的使用与配置:

Dubbo框架配置协议非常方便，用户只需要在 provider 应用中 配置*<*dubbo:protocol> 元素即可。

#TODO 演示采用其它协议来配置Dubbo

• dubbo 协议采用 json 进行序列化 (源码参见：com.alibaba.dubbo.rpc.protocol.dubbo.DubboProtocol*)*
• 采用RMI协议 (源码参见：com.alibaba.dubbo.rpc.protocol.rmi.RmiProtocol)
• 采用Http协议 (源码参见：com.alibaba.dubbo.rpc.protocol.http.HttpProtocol.InternalHandler)
• 采用Heason协议 (源码参见:com.alibaba.dubbo.rpc.protocol.hessian.HessianProtocol.HessianHandler)

netstat -aon|findstr "17732"

序列化：

	特点
fastjson	文本型：体积较大，性能慢、跨语言、可读性高
fst	二进制型：体积小、兼容 JDK 原生的序列化。要求 JDK 1.7 支持。
hessian2	二进制型：跨语言、容错性高、体积小
java	二进制型：在JAVA原生的基础上 可以写入Null
compactedjava	二进制型：与java 类似，内容做了压缩
nativejava	二进制型：原生的JAVA 序列化
kryo	二进制型：体积比hessian2 还要小，但容错性 没有hessian2 好

Hessian 序列化：

• 参数及返回值需实现 Serializable 接口
• 参数及返回值不能自定义实现 List, Map, Number, Date, Calendar 等接口，只能用 JDK 自带的实现，因为 hessian 会做特殊处理，自定义实现类中的属性值都会丢失。
• Hessian 序列化，只传成员属性值和值的类型，不传方法或静态变量，兼容情况 [1][2]：
  | 数据通讯 | 情况 | 结果 |
  |:----|:----|:----|
  | A->B | 类A多一种 属性（或者说类B少一种 属性） | 不抛异常，A多的那 个属性的值，B没有， 其他正常 |
  | A->B | 枚举A多一种 枚举（或者说B少一种 枚举），A使用多 出来的枚举进行传输 | 抛异常 |
  | A->B | 枚举A多一种 枚举（或者说B少一种 枚举），A不使用 多出来的枚举进行传输 | 不抛异常，B正常接 收数据 |
  | A->B | A和B的属性 名相同，但类型不相同 | 抛异常 |
  | A->B | serialId 不相同 | 正常传输 |

接口增加方法，对客户端无影响，如果该方法不是客户端需要的，客户端不需要重新部署。输入参数和结果集中增加属性，对客户端无影响，如果客户端并不需要新属性，不用重新部署。
输入参数和结果集属性名变化，对客户端序列化无影响，但是如果客户端不重新部署，不管输入还是输出，属性名变化的属性值是获取不到的。
总结：服务器端和客户端对领域对象并不需要完全一致，而是按照最大匹配原则。

• 演示Hession2 序列化的容错性

三 、RPC协议报文编码与实现详解

---

RPC 传输实现：

RPC的协议的传输是基于 TCP/IP 做为基础使用Socket 或Netty、mina等网络编程组件实现。但有个问题是TCP是面向字节流的无边边界协议，其只管负责数据传输并不会区分每次请求所对应的消息，这样就会出现TCP协义传输当中的拆包与粘包问题

拆包与粘包产生的原因：

我们知道tcp是以流动的方式传输数据，传输的最小单位为一个报文段（segment）。tcp Header中有个Options标识位，常见的标识为mss(Maximum Segment Size)指的是，连接层每次传输的数据有个最大限制MTU(Maximum Transmission Unit)，一般是1500比特，超过这个量要分成多个报文段，mss则是这个最大限制减去TCP的header，光是要传输的数据的大小，一般为1460比特。换算成字节，也就是180多字节。

tcp为提高性能，发送端会将需要发送的数据发送到缓冲区，等待缓冲区满了之后，再将缓冲中的数据发送到接收方。同理，接收方也有缓冲区这样的机制，来接收数据。这时就会出现以下情况：

1. 应用程序写入的数据大于MSS大小，这将会发生拆包。
2. 应用程序写入数据小于MSS大小，这将会发生粘包。
3. 接收方法不及时读取套接字缓冲区数据，这将发生粘包。

拆包与粘包解决办法：

1. 设置定长消息，服务端每次读取既定长度的内容作为一条完整消息。
2. {“type”:“message”,“content”:“hello”}\n
3. 使用带消息头的协议、消息头存储消息开始标识及消息长度信息，服务端获取消息头的时候解析出消息长度，然后向后读取该长度的内容。

**比如：**Http协议 heade 中的 Content-Length 就表示消息体的大小。

(注①：http 报文编码)

Dubbo 协议报文编码：

注②Dubbo 协议报文编码：

	0-7	8-15	16-20	21	22	23	24-31
		1	1
32-95
96-127

• magic：类似java字节码文件里的魔数，用来判断是不是dubbo协议的数据包。魔数是常量0xdabb,用于判断报文的开始。
• flag：标志位, 一共8个地址位。低四位用来表示消息体数据用的序列化工具的类型（默认hessian），高四位中，第一位为1表示是request请求，第二位为1表示双向传输（即有返回response），第三位为1表示是心跳ping事件。
• status：状态位, 设置请求响应状态，dubbo定义了一些响应的类型。具体类型见 com.alibaba.dubbo.remoting.exchange.Response
• **invoke id：**消息id, long 类型。每一个请求的唯一识别id（由于采用异步通讯的方式，用来把请求request和返回的response对应上）
• **body length：**消息体 body 长度, int 类型，即记录Body Content有多少个字节。

（注：相关源码参见 com.alibaba.dubbo.rpc.protocol.dubbo.DubboCodec*）*

Dubbo协议的编解码过程：

Dubbo 协议编解码实现过程 (源码来源于**dubbo2.5.8 )

1、DubboCodec.encodeRequestData() 116L // 编码request
2、DecodeableRpcInvocation.decode()  89L   // 解码request
3、DubboCodec.encodeResponseData()   184L  // 编码response    
4、DecodeableRpcResult.decode()      73L   // 解码response

---