【Dubbo】Dubbo架构的演进过程分析

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本文目录 

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本文导读

一、Dubbo架构的演进-Dubbo 1.x

二、Dubbo架构的演进-Dubbo 2.x

1、服务注册

2、服务发现

3、服务调用

三、Dubbo架构的演进-Dubbo 3.x

1、Dubbo微服务集群架构

2、Dubbo数据面架构

2.1、Dubbo服务开发框架

2.2、Dubbo通信协议

3、Dubbo 服务治理

3.1、服务治理抽象

3.2、服务网格

总结

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本文导读

本文讲了Dubbo架构的演进的Dubbo1.x的RMI体系结构，到Dubbo2.x服务注册、发现和调用，最后Dubbo架构的演进到Dubbo3.x丰富了，Dubbo微服务集群架构、数据面架构（服务开发框架、Dubbo通信协议）、Dubbo服务治理（服务治理抽象、服务网格）。

一、Dubbo架构的演进-Dubbo 1.x

Dubbo 1.x 是Dubbo的第一版，采用传统的RPC服务架构，包括三个角色：服务提供者、服务使用者和注册中心，Dubbo 1.x 支持多种协议和序列化方法，包括dubbo、hessian、http等，但不支持服务治理和容错机制。

Dubbo 1.x是RMI体系结构，RMI架构有三个角色：注册中心（Registry）、客户端（Client）、服务端（Server）。在整个 RMI 中Stub（存根） 和 Skeleton（骨架）。随后的RPC框架基本上遵循了这一概念，客户端Stub和服务器Skeleton是Service的代理对象，专门用于屏蔽网络通信。

二、Dubbo架构的演进-Dubbo 2.x

Dubbo 2.x 是 Dubbo 的第二个版本，支持了服务治理和容错机制的面向服务的体系结构模式。

Dubbo1.x到Dubbo2.x 主要包括以下几个方面：

一、支持更多的协议和序列化方法，包括rest、thrift、protobuf等；二、支持多种服务注册和多种发现方法，包括zookeeper、redis、consult等；三、支持多种负载均衡和容错机制，包括随机、轮询、一致性哈希、快速失败等；四、支持服务治理功能，包括监控、路由、限流、熔断等。

所有与网络通信相关的内容都封装在Stub和Skeleton中。相对而言，服务器端Skeleton的概念实际上有点模糊，因为RMI中没有明确的对象，而客户端Stub是接口Service的代理对象。整个服务注册、发现和调用过程如下：

1、服务注册

（对应图1-2）首先在服务器上创建远程对象，一种是创建一个ServiceImpl远程对象、注册ServiceImpl服务，ServiceImpl继承自UnicastRemoteObject，并在创建时随机绑定到端口，启动套接字以侦听客户端请求，再向注册表注册服务。

2、服务发现

（对应图3-4）当客户端访问注册中心时，服务器生成的Stub将被序列化并传递给客户端。在客户端反序列化之后，客户端将生成相应的实例，此时可以使用此Stub与服务器进行通信，Stub由服务器生成，并在使用过程中通过网络传输到客户端。

3、服务调用

（对应图5-9）客户端Stub和服务器Skeleton通信并返回结果，有一个关键问题，Stub在调用时要找到调用的方法，对远程方法的Java RPC调用需要四个信息：接口名称、方法名称、参数类型和参数。在服务器端注册服务时，每个服务都会生成一个ObjID并将其封装在Stub中。同时，Java类中的每个方法都对应一个唯一的数字opum，Stub在每次通信期间向服务提供商发送ObjId和opum。

三、Dubbo架构的演进-Dubbo 3.x

Dubbo 3.x 是Dubbo的第三个版本，采用云原生架构模式，支持更多微服务场景。Dubbo 3的改进主要包括以下几个方面：支持更多的协议和编解码方法，包括http2、GRPC、AVRO等。；支持更多的注册和配置中心，包括ETCD、CONSUL、NACOS、APOLLO等；支持更多的服务治理和微服务能力，包括微服务网关、服务注册和发现、配置中心、服务跟踪等。

1、Dubbo微服务集群架构

根据抽象架构，它分为两层：服务治理抽象控制面和Dubbo数据面。

服务治理控制表面：服务治理控制表面并不是专门指注册中心等单个特定组件，而是Dubbo治理系统的抽象表达。控制包括协调服务发现的注册表、流量控制策略、Dubbo管理控制台等。如果采用service Mesh架构，它还包括Istio等服务网格控制表面。

Dubbo数据面：数据平面表示集群中部署的所有Dubbo进程，进程之间通过RPC协议实现数据交换。Dubbo定义了微服务应用程序开发和调用规范，并负责完成数据传输编码和解码工作。服务消费者 (Dubbo Consumer)，发起业务调用或 RPC 通信的 Dubbo 进程；服务提供者 (Dubbo Provider)，接收业务调用或 RPC 通信的 Dubbo 进程。

2、Dubbo数据面架构

从数据面视角，Dubbo 帮助解决了微服务实践中的以下问题：Dubbo 作为 服务开发框架 约束了微服务定义、开发与调用的规范，定义了服务治理流程及适配模式Dubbo 作为 RPC 通信协议实现 解决服务间数据传输的编解码问题。

2.1、Dubbo服务开发框架

Dubbo作为一个服务开发框架，包括以下具体内容：RPC服务定义和开发范式。例如，Dubbo支持通过IDL定义服务，还支持特定于编程语言的服务开发和定义方法，例如通过Java Interface定义服务。RPC服务发布和调用API。Dubbo支持调用服务的编程模式，如同步、异步和反应流，以及请求上下文API和设置超时时间。服务治理战略、流程和适应方法。作为服务框架的一个数据方面，Dubbo定义了服务治理抽象，如服务地址发现、负载平衡策略、基于规则的流量路由和度量指标收集，并将其适应于特定的产品实现。

2.2、Dubbo通信协议

Dubbo 从设计上不绑定任何一款特定通信协议，HTTP/2、REST、gRPC、JsonRPC、Thrift、Hessian2 等几乎所有主流的通信协议，Dubbo 框架都可以提供支持。 这样的 Protocol 设计模式给构建微服务带来了最大的灵活性，开发者可以根据需要如性能、通用型等选择不同的通信协议，不再需要任何的代理来实现协议转换，甚至你还可以通过 Dubbo 实现不同协议间的迁移。

3、Dubbo 服务治理

服务开发框架解决了开发和通信问题，但在微服务集群环境中，我们仍然需要解决一系列问题，如无状态服务节点的动态变化、外挂配置、日志跟踪、可观察性、流量管理、高可用性和数据一致性。我们将这些问题统称为服务治理。

3.1、服务治理抽象

地址发现：Dubbo服务发现具有高性能、支持大规模集群、服务级元数据配置等优势。默认情况下，它提供各种注册表调整，如Nacos、Zookeeper和Consul，并与Spring Cloud和Kubernetes服务模型兼容，支持自定义扩展。

负载平衡：Dubbo默认提供加权随机、加权轮询、最低活动请求优先级、最短响应时间优先级、一致哈希和自适应负载等策略

流量路由：Dubbo支持通过一系列流量规则来控制业务呼叫的流量分布和行为。基于这些规则，它可以实现基于权重的比例流量分配、灰度验证、金丝雀发布、基于请求参数的路由、相同区域优先级、超时配置、重试和限流降级能力。

链接跟踪：Dubbo通过适应OpenTelemetry，正式为跟踪提供全链路跟踪支持，允许用户访问支持Skywalking和Zipkin等OpenTelemetry标准的产品。此外，Skywalking和Zipkin等许多社区也为Dubbo提供了官方改编。

可观察性：Dubbo实例通过Prometheus报告多维可观察指标，如QPS、RT、请求计数、成功率和异常计数，以帮助了解服务运行状态。通过访问Grafana和Admin控制台，可以可视化和显示数据指示器。

3.2、服务网格

将 Dubbo 接入 Istio 等服务网格治理体系

3.3、Dubbo Admin

Admin 控制台提供了 Dubbo 集群的可视化视图，通过 Admin 你可以完成集群的几乎所有管控工作。Dubbo Admin查询服务、应用或机器状态、创建项目、服务测试、文档管理等、查看集群实时流量、定位异常问题等、流量比例分发、参数路由等流量管控规则下发。

总结

本文讲了Dubbo架构的演进的Dubbo1.x的RMI体系结构，到Dubbo2.x服务注册、发现和调用，最后Dubbo架构的演进到Dubbo3.x丰富了，Dubbo微服务集群架构、数据面架构（服务开发框架、Dubbo通信协议）、Dubbo服务治理（服务治理抽象、服务网格）。