Java中的RPC框架Dubbo原理和機制詳解
1. Dubbo核心功能
Dubbo主要提供了3大核心功能:面向接口的遠程方法調用,智能容錯和負載均衡,以及服務自動注冊和發(fā)現。
1)遠程方法調用
網絡通信框架,提供對多種NIO框架抽象封裝,包括“同步轉異步”和“請求-響應”模式的信息交換方式。
2)智能容錯和負載均衡
提供基于接口方法的透明遠程過程調用,包括多協(xié)議支持,以及軟負載均衡,失敗容錯,地址路由,動態(tài)配置等集群支持。
3)服務注冊和發(fā)現
服務注冊,基于注冊中心目錄服務,使服務消費方能動態(tài)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。
2. Dubbo核心組件
主要包含如下幾個核心組件:
1)注冊中心(registry)
生產者在此注冊并發(fā)布內容,消費者在此訂閱并接收發(fā)布的內容。
2)消費者(consumer)
客戶端,從注冊中心獲取到方法,可以調用生產者中的方法。
3)生產者(provider)
服務端,生產內容,生產前需要依賴容器(先啟動容器)。
4)容器(container)
生產者在啟動執(zhí)行的時候,必須依賴容器才能正常啟動(默認依賴的是spring容器),
5)監(jiān)控(Monitor)
統(tǒng)計服務的調用次數與時間等。
3. Dubbo的架構設計
Dubbo整體架構如下圖所示:
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, 位于中軸線上的為雙方都用到的接口。
Dubbo框架設計一共劃分了10個層:
1. 服務接口層(Service)
該層是與實際業(yè)務邏輯相關的,根據服務提供方和服務消費方的業(yè)務設計對應的接口和實現。
2. 配置層(Config)
對外配置接口,以ServiceConfig和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。
3.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。
4.服務注冊層(Registry)
封裝服務地址的注冊與發(fā)現,以服務URL為中心,擴展接口為RegistryFactory、Registry和RegistryService??赡軟]有服務注冊中心,此時服務提供方直接暴露服務。
5.集群層(Cluster)
封裝多個提供者的路由及負載均衡,并橋接注冊中心,以Invoker為中心,擴展接口為Cluster、Directory、Router和LoadBalance。將多個服務提供方組合為一個服務提供方,實現對服務消費方來透明,只需要與一個服務提供方進行交互。
6.監(jiān)控層(Monitor)
RPC調用次數和調用時間監(jiān)控,以Statistics為中心,擴展接口為MonitorFactory、Monitor和MonitorService。
7.遠程調用層(Protocol)
封將RPC調用,以Invocation和Result為中心,擴展接口為Protocol、Invoker和Exporter。Protocol是服務域,它是Invoker暴露和引用的主功能入口,它負責Invoker的生命周期管理。Invoker是實體域,它是Dubbo的核心模型,其它模型都向它靠擾,或轉換成它,它代表一個可執(zhí)行體,可向它發(fā)起invoke調用,它有可能是一個本地的實現,也可能是一個遠程的實現,也可能一個集群實現。
8. 信息交換層(Exchange)
封裝請求響應模式,同步轉異步,以Request和Response為中心,擴展接口為Exchanger、ExchangeChannel、ExchangeClient和ExchangeServer。
9.網絡傳輸層(Transport)
抽象mina和netty為統(tǒng)一接口,以Message為中心,擴展接口為Channel、Transporter、Client、Server和Codec。
10.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。
4. Dubbo調用流程
對照上面的整體架構圖,大致分為以下8大步驟:
1、服務提供者啟動,開啟Netty服務,創(chuàng)建Zookeeper客戶端,向注冊中心注冊服務;
2、服務消費者啟動,通過Zookeeper向注冊中心獲取服務提供者列表,與服務提供者通過Netty建立長連接;
3、服務消費者通過接口開始遠程調用服務,ProxyFactory通過初始化Proxy對象,Proxy通過創(chuàng)建動態(tài)代理對象;
4、動態(tài)代理對象通過invoke方法,層層包裝生成一個Invoker對象,該對象包含了代理對象;
5、Invoker通過路由,負載均衡選擇了一個最合適的服務提供者,在通過加入各種過濾器,協(xié)議層包裝生成一個新的DubboInvoker對象;
6、再通過交換成將DubboInvoker對象包裝成一個Reuqest對象,該對象通過序列化通過NettyClient傳輸到服務提供者的NettyServer端;
7、到了服務提供者這邊,再通過反序列化、協(xié)議解密等操作生成一個DubboExporter對象,再層層傳遞處理,會生成一個服務提供端的Invoker對象;
8、這個Invoker對象會調用本地服務,獲得結果再通過層層回調返回到服務消費者,服務消費者拿到結果后,再解析獲得最終結果。
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