(轉)dubbo框架基本分析

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Dubbo架構基本分析

1. dubbo簡單介紹

1.1 dubbo是什么

dubbo是一個分布式服務框架，致力於提供高性能和透明化的RPC遠程服務調用方案，以及SOA服務治理方案。 其核心部分包含:

• 遠程通訊: 提供對多種基於長連接的NIO框架抽象封裝，包括多種線程模型，序列化，以及“請求-響應”模式的信息交換方式。
• 集群容錯: 提供基於接口方法的透明遠程過程調用，包括多協議支持，以及軟負載均衡，失敗容錯，地址路由，動態配置等集群支持。
• 自動發現: 基於注冊中心目錄服務，使服務消費方能動態的查找服務提供方，使地址透明，使服務提供方可以平滑增加或減少機器。

1.2 dubbo能做什么

• 透明化的遠程方法調用，就像調用本地方法一樣調用遠程方法，只需簡單配置，沒有任何API侵入。
• 軟負載均衡及容錯機制，可在內網替代F5等硬件負載均衡器，降低成本，減少單點。
• 服務自動注冊與發現，不再需要寫死服務提供方地址，注冊中心基於接口名查詢服務提供者的IP地址，並且能夠平滑添加或刪除服務提供者。

1.3 dubbo的基本使用演示

Dubbo與Zookeeper、SpringMVC整合和使用

2. dubbo總體框架圖

2.1 總體結構圖

圖例說明：

• 圖中左邊淡藍背景的為服務消費方使用的接口，右邊淡綠色背景的為服務提供方使用的接口， 位於中軸線上的為雙方都用到的接口。
• 圖中從下至上分為十層，各層均為單向依賴，右邊的黑色箭頭代表層之間的依賴關系，每一層都可以剝離上層被復用，其中，Service和Config層為API，其它各層均為SPI。
• 圖中綠色小塊的為擴展接口，藍色小塊為實現類，圖中只顯示用於關聯各層的實現類。
• 圖中藍色虛線為初始化過程，即啟動時組裝鏈，紅色實線為方法調用過程，即運行時調時鏈，紫色三角箭頭為繼承，可以把子類看作父類的同一個節點，線上的文字為調用的方法。

2.2 基本服務調用圖（借用官網的圖）

節點角色說明：
- Provider: 暴露服務的服務提供方。 - Consumer: 調用遠程服務的服務消費方。 - Registry: 服務注冊與發現的注冊中心。 - Monitor: 統計服務的調用次調和調用時間的監控中心。 - Container: 服務運行容器。 調用關系說明： - 0、服務容器負責啟動，加載，運行服務提供者。 - 1、服務提供者在啟動時，向注冊中心注冊自己提供的服務。 - 2、服務消費者在啟動時，向注冊中心訂閱自己所需的服務。 - 3、注冊中心返回服務提供者地址列表給消費者，如果有變更，注冊中心將基於長連接推送變更數據給消費者。 - 4、服務消費者，從提供者地址列表中，基於軟負載均衡算法，選一台提供者進行調用，如果調用失敗，再選另一台調用。 - 5、服務消費者和提供者，在內存中累計調用次數和調用時間，定時每分鍾發送一次統計數據到監控中心。

3. 具體分析

現在結合官網文檔，我們來具體分析下dubbo框架的十個層

3.1 各層分析

• 服務接口層(Service)：
  該層是與實際業務邏輯相關的，根據服務提供方和服務消費方的業務設計對應的接口和實現。
• 配置層(Config)：
  對外配置接口，以ServiceConfig, ReferenceConfig為中心，可以直接new配置類，也可以通過spring解析配置生成配置類
• 服務代理層(Proxy)：
  服務接口透明代理，生成服務的客戶端Stub和服務器端Skeleton，以ServiceProxy為中心，擴展接口為ProxyFactory
• 服務注冊層(Registry)： 封裝服務地址的注冊與發現，以服務URL為中心，擴展接口為RegistryFactory、Registry和RegistryService。可能沒有服務注冊中心，此時服務提供方直接暴露服務。
• 集群層(Cluster)： 封裝多個提供者的路由及負載均衡，並橋接注冊中心，以Invoker為中心，擴展接口為Cluster, Directory, Router, LoadBalance
• 監控層(Monitor)： RPC調用次數和調用時間監控，以Statistics為中心，擴展接口為MonitorFactory, Monitor, MonitorService
• 遠程調用層(Protocol)： 封裝RPC調用，以Invocation, Result為中心，擴展接口為Protocol, Invoker, Exporter
• 信息交換層(Exchange)： 封裝請求響應模式，同步轉異步，以Request, Response為中心，擴展接口為Exchanger, ExchangeChannel, ExchangeClient, ExchangeServer
• 網絡傳輸層(Transport)： 抽象mina和netty為統一接口，以Message為中心，擴展接口為Channel, Transporter, Client, Server, Codec
• 數據序列化層(Serialize)： 可復用的一些工具，擴展接口為Serialization、 ObjectInput、ObjectOutput和ThreadPool。

3.2 關系說明

• 在RPC中，Protocol是核心層，也就是只要有Protocol + Invoker + Exporter就可以完成非透明的RPC調用，然后在Invoker的主過程上Filter攔截點。
• 圖中的Consumer和Provider是抽象概念，只是想讓看圖者更直觀的了解哪些類分屬於客戶端與服務器端，不用Client和Server的原因是Dubbo在很多場景下都使用Provider, Consumer, Registry, Monitor划分邏輯拓普節點，保持統一概念。
• 而Cluster是外圍概念，所以Cluster的目的是將多個Invoker偽裝成一個Invoker，這樣其它人只要關注Protocol層Invoker即可，加上Cluster或者去掉Cluster對其它層都不會造成影響，因為只有一個提供者時，是不需要Cluster的。
• Proxy層封裝了所有接口的透明化代理，而在其它層都以Invoker為中心，只有到了暴露給用戶使用時，才用Proxy將Invoker轉成接口，或將接口實現轉成Invoker，也就是去掉Proxy層RPC是可以Run的，只是不那么透明，不那么看起來像調本地服務一樣調遠程服務。
• 而Remoting實現是Dubbo協議的實現，如果你選擇RMI協議，整個Remoting都不會用上，Remoting內部再划為Transport傳輸層和Exchange信息交換層，Transport層只負責單向消息傳輸，是對Mina,Netty,Grizzly的抽象，它也可以擴展UDP傳輸，而Exchange層是在傳輸層之上封裝了Request-Response語義。
• Registry和Monitor實際上不算一層，而是一個獨立的節點，只是為了全局概覽，用層的方式畫在一起。

3.3 總結

結合架構圖和分析，我們可以了解到，dubbo作為一個分布式服務框架，主要具有如下幾個核心的要點：

服務定義：

服務是圍繞服務提供方和服務消費方的，服務提供方實現服務，而服務消費方調用服務。

服務注冊：

針對於服務提供方，它需要發布服務，而且由於應用系統的復雜性，服務的數量、類型也不斷膨脹；對於服務消費方，它最關心如何獲取到它所需要的服務，而面對復雜的應用系統，需要管理大量的服務調用。 有時對於服務提供方和服務消費方來說，他們還有可能兼具這兩種角色，即需要提供服務，又需要消費服務。

通過將服務統一管理起來，可以有效地優化內部應用對服務發布/使用的流程和管理。服務注冊中心可以通過特定協議來完成服務對外的統一。

Dubbo提供的注冊中心有如下幾種類型可供選擇：

• Multicast注冊中心
• Zookeeper注冊中心
• Redis注冊中心
• Simple注冊中心

服務監控：

不管是服務提供方，還是服務消費方，他們都需要對服務調用的實際狀態進行有效的監控，從而改進服務質量。

信息交換：

遠程通信需要指定通信雙方所約定的協議，在保證通信雙方理解協議語義的基礎上，還要保證高效、穩定的消息傳輸。

dubbo繼承了當前主流的網絡通信框架，主要包括如下幾個：

• Mina
• Netty
• Grizzly

服務調用：

參看  2.2 

注冊/注銷服務：

服務的注冊與注銷，是對服務提供方角色而言。如圖：

服務訂閱/取消：

為了滿足應用系統的需求，服務消費方的可能需要從服務注冊中心訂閱指定的有服務提供方發布的服務，在得到通知可以使用服務時，就可以直接調用服務。反過來，如果不需要某一個服務了，可以取消該服務。如圖：

協議支持：

• Dubbo協議
• Hessian協議
• HTTP協議
• RMI協議
• WebService協議
• Thrift協議
• Memcached協議
• Redis協議

4. 參考鏈接

• https://github.com/alibaba/dubbo
• http://alibaba.github.io/dubbo-doc-static/home-zh.htm
• http://alibaba.github.io/dubbo-doc-static/user+guide-zh.htm
• http://alibaba.github.io/dubbo-doc-static/developer+guide-zh.htm
• http://alibaba.github.io/dubbo-doc-static/administrator+guide-zh.htm
• http://alibaba.github.io/dubbo-doc-static/faq-zh.htm