dubbo（9）：原理（1）

刺骨的言语ヽ痛彻心扉 2022-10-16 09:50 140阅读 0赞

# 一、RPC原理 #

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一次完整的RPC调用流程：

1.  **服务消费方（client）以本地调用方式调用服务。**
2.  client stub接收到调用后负责将方法参数等组成能够进行网络传输的消息体。
3.  client stub找到服务地址，并将消息发送到服务端。
4.  server stub收到消息后进行解码。
5.  server stub根据解码的结果调用本地服务。
6.  本地服务执行并将结果返回给server stub。
7.  server stub将结果打包成消息发送给消费方。
8.  client stub收到消息后对内容进行解码。
9.  **服务消费方得到最终结果。**

RPC框架的目标就是将2到8步的内容都封装起来，这些细节对用户来说是透明的不可见的。

# 二、Netty通信原理 #

Netty是一个异步事件驱动的网络应用程序框架，用户快速开发可维护的高性能协议服务器和客户端。它极大的简化了TCP和UDP套接字服务器等网络编程。

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Selector一般称为选择器，也可以翻译为多路复用器。Connect连接就绪、Accept接受就绪、Read读就绪、Write写就绪。

Netty就是基于NIO的多路复用模型实现的：

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# 三、dubbo框架设计 #

在官方文档的开发者指南中有详细的框架设计介绍。

## 整体设计 ##

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图例说明：

*  图中左边淡蓝背景的为服务消费方使用的接口，右边淡绿色背景的为服务提供方使用的接口，位于中轴线上的为双方都用到的接口。
 *  图中从下至上分为十层，各层均为单向依赖，右边的黑色箭头代表层之间的依赖关系，每一层都可以剥离上层被复用，其中，Service 和 Config 层为 API，其它各层均为 SPI。
 *  图中绿色小块的为扩展接口，蓝色小块为实现类，图中只显示用于关联各层的实现类。
 *  图中蓝色虚线为初始化过程，即启动时组装链，红色实线为方法调用过程，即运行时调时链，紫色三角箭头为继承，可以把子类看作父类的同一个节点，线上的文字为调用的方法。

## 各层说明 ##

*  **config 配置层**：对外配置接口，以 `ServiceConfig`, `ReferenceConfig` 为中心，可以直接初始化配置类，也可以通过 spring 解析配置生成配置类
 *  **proxy 服务代理层**：服务接口透明代理，生成服务的客户端 Stub 和服务器端 Skeleton, 以 `ServiceProxy` 为中心，扩展接口为 `ProxyFactory`
 *  **registry 注册中心层**：封装服务地址的注册与发现，以服务 URL 为中心，扩展接口为 `RegistryFactory`, `Registry`, `RegistryService`
 *  **cluster 路由层**：封装多个提供者的路由及负载均衡，并桥接注册中心，以 `Invoker` 为中心，扩展接口为 `Cluster`, `Directory`, `Router`, `LoadBalance`
 *  **monitor 监控层**：RPC 调用次数和调用时间监控，以 `Statistics` 为中心，扩展接口为 `MonitorFactory`, `Monitor`, `MonitorService`
 *  **protocol 远程调用层**：封装 RPC 调用，以 `Invocation`, `Result` 为中心，扩展接口为 `Protocol`, `Invoker`, `Exporter`
 *  **exchange 信息交换层**：封装请求响应模式，同步转异步，以 `Request`, `Response` 为中心，扩展接口为 `Exchanger`, `ExchangeChannel`, `ExchangeClient`, `ExchangeServer`
 *  **transport 网络传输层**：抽象 mina 和 netty 为统一接口，以 `Message` 为中心，扩展接口为 `Channel`, `Transporter`, `Client`, `Server`, `Codec`
 *  **serialize 数据序列化层**：可复用的一些工具，扩展接口为 `Serialization`, `ObjectInput`, `ObjectOutput`, `ThreadPool`

## 关系说明 ##

*  在 RPC 中，Protocol 是核心层，也就是只要有 Protocol + Invoker + Exporter 就可以完成非透明的 RPC 调用，然后在 Invoker 的主过程上 Filter 拦截点。
 *  图中的 Consumer 和 Provider 是抽象概念，只是想让看图者更直观的了解哪些类分属于客户端与服务器端，不用 Client 和 Server 的原因是 Dubbo 在很多场景下都使用 Provider, Consumer, Registry, Monitor 划分逻辑拓普节点，保持统一概念。
 *  而 Cluster 是外围概念，所以 Cluster 的目的是将多个 Invoker 伪装成一个 Invoker，这样其它人只要关注 Protocol 层 Invoker 即可，加上 Cluster 或者去掉 Cluster 对其它层都不会造成影响，因为只有一个提供者时，是不需要 Cluster 的。
 *  Proxy 层封装了所有接口的透明化代理，而在其它层都以 Invoker 为中心，只有到了暴露给用户使用时，才用 Proxy 将 Invoker 转成接口，或将接口实现转成 Invoker，也就是去掉 Proxy 层 RPC 是可以 Run 的，只是不那么透明，不那么看起来像调本地服务一样调远程服务。
 *  而 Remoting 实现是 Dubbo 协议的实现，如果你选择 RMI 协议，整个 Remoting 都不会用上，Remoting 内部再划为 Transport 传输层和 Exchange 信息交换层，Transport 层只负责单向消息传输，是对 Mina, Netty, Grizzly 的抽象，它也可以扩展 UDP 传输，而 Exchange 层是在传输层之上封装了 Request-Response 语义。
 *  Registry 和 Monitor 实际上不算一层，而是一个独立的节点，只是为了全局概览，用层的方式画在一起。

## 模块分包 ##

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模块说明：

*  **dubbo-common 公共逻辑模块**：包括 Util 类和通用模型。
 *  **dubbo-remoting 远程通讯模块**：相当于 Dubbo 协议的实现，如果 RPC 用 RMI协议则不需要使用此包。
 *  **dubbo-rpc 远程调用模块**：抽象各种协议，以及动态代理，只包含一对一的调用，不关心集群的管理。
 *  **dubbo-cluster 集群模块**：将多个服务提供方伪装为一个提供方，包括：负载均衡, 容错，路由等，集群的地址列表可以是静态配置的，也可以是由注册中心下发。
 *  **dubbo-registry 注册中心模块**：基于注册中心下发地址的集群方式，以及对各种注册中心的抽象。
 *  **dubbo-monitor 监控模块**：统计服务调用次数，调用时间的，调用链跟踪的服务。
 *  **dubbo-config 配置模块**：是 Dubbo 对外的 API，用户通过 Config 使用Dubbo，隐藏 Dubbo 所有细节。
 *  **dubbo-container 容器模块**：是一个 Standlone 的容器，以简单的 Main 加载 Spring 启动，因为服务通常不需要 Tomcat/JBoss 等 Web 容器的特性，没必要用 Web 容器去加载服务。

整体上按照分层结构进行分包，与分层的不同点在于：

*  container 为服务容器，用于部署运行服务，没有在层中画出。
 *  protocol 层和 proxy 层都放在 rpc 模块中，这两层是 rpc 的核心，在不需要集群也就是只有一个提供者时，可以只使用这两层完成 rpc 调用。
 *  transport 层和 exchange 层都放在 remoting 模块中，为 rpc 调用的通讯基础。
 *  serialize 层放在 common 模块中，以便更大程度复用。

## 依赖关系 ##

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图例说明：

*  图中小方块 Protocol, Cluster, Proxy, Service, Container, Registry, Monitor 代表层或模块，蓝色的表示与业务有交互，绿色的表示只对 Dubbo 内部交互。
 *  图中背景方块 Consumer, Provider, Registry, Monitor 代表部署逻辑拓扑节点。
 *  图中蓝色虚线为初始化时调用，红色虚线为运行时异步调用，红色实线为运行时同步调用。
 *  图中只包含 RPC 的层，不包含 Remoting 的层，Remoting 整体都隐含在 Protocol 中。

## 调用链 ##

展开总设计图的红色调用链，如下：

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