gRPC 命名解析

淡淡的烟草味﹌ 2022-11-14 10:07 343阅读 0赞

# gRPC 命名解析 #

命名解析根据服务的 URI，从注册中心获取并解析服务实例 IP，默认支持 schema 为 DNS，grpclb，xds 等

![grpc-source-code-name-resolver-diagram.png][]

gRPC 的命名解析的父类接口是 `NameResolver`  
![grpc-source-code-name-resolver-class.png][]

`NameResolver` 包含有多个子类，用于实现命名解析  
每个 `NameResolver` 都有一个 `Provider`，用于创建 `NameResolver` 实例；所有的 `Provider` 都注册到 `NameResolverRegistry` 中，`NameResolverRegistry` 创建 `Factory` 实例，最终通过 `Provider` 创建 `NameResolver`

![grpc-source-code-name-resolver-with-sub-class.png][]

命名解析的整个工作流程是：

1.  使用 `NameResolverRegistry` 或者 SPI 方式注册 Provider
2.  调用 Channel 的 `build` 方法创建 `NameResovler.Factory`
3.  根据 Factory 最终调用 Provider 创建 `NameResolver`，
4.  创建 `Listener` 的实例
5.  调用 `NameResolver` 的 `start` 方法，传入 `Listener` 实例
6.  创建 `Runnable` 任务，通过调用 `Listener` 的 `onResult` 方法进行更新

## 创建 NameResolver ##

在 Channel 调用 `build` 方式时，会在 `io.grpc.internal.ManagedChannelImpl#ManagedChannelImpl`的构造方法中获取 `NameResolver.Factory`，这个属性的值是由调用 `io.grpc.internal.AbstractManagedChannelImplBuilder#getNameResolverFactory` 方法获取的，这个方法里面的属性值来自于 `io.grpc.NameResolverRegistry#asFactory`,`NameResolverRegistry` 自己通过内部类 `NameResolverFactory`创建了`NameResovler.Factory` 的实例，在`io.grpc.internal.ManagedChannelImpl#getNameResolver`中调用 Factory 的 `newNameResolver`时，从 `provider` 属性中获取根据优先级排序后的 Provider，通过 Provider 创建 `NameResolver` 实例并返回第一个有效实例

1.  创建 Channel 时注册 `NameResovlerProvider`

NameResolverRegistry.getDefaultRegistry().register(new DnsNameResolverProvider());

1.  在 Channel 中获取 `Factory`

// 服务发现工厂
    this.nameResolverFactory = builder.getNameResolverFactory();

1.  在 `NameResolverRegistry` 中初始化 `Factory`，构造 `NameResolverFactory` 实例，在 `asFactory` 方法中返回

private final NameResolver.Factory factory = new NameResolverFactory();
    
    // 返回该实例
    private NameResolver.Factory nameResolverFactory = nameResolverRegistry.asFactory();

1.  获取 `NameResovler` 实例

创建 `NameResolver` 的 `Factory` 是通过 Channel 的 `Builder` 传入的，`Args` 是在 Channel 的构造方法中创建的

*  io.grpc.internal.ManagedChannelImpl\#ManagedChannelImpl

// 命名解析器参数
        this.nameResolverArgs = NameResolver.Args.newBuilder()
                                                 .setDefaultPort(builder.getDefaultPort())
                                                 .setProxyDetector(proxyDetector)
                                                 .setSynchronizationContext(syncContext)
                                                 .setScheduledExecutorService(scheduledExecutor)
                                                 .setServiceConfigParser(serviceConfigParser)
                                                 .setChannelLogger(channelLogger)
                                                 .setOffloadExecutor(
                                                         // Avoid creating the offloadExecutor until it is first used
                                                         new Executor() { 
                                                           @Override
                                                           public void execute(Runnable command) { 
                                                             offloadExecutorHolder.getExecutor().execute(command);
                                                           }
                                                         })
                                                 .build();
    
        // 命名解析
        this.nameResolver = getNameResolver(target, nameResolverFactory, nameResolverArgs);

*  io.grpc.internal.ManagedChannelImpl\#getNameResolver

根据地址，创建 `NameResolver` 实例，如果 URI 缺少 `Schema`，则添加默认的 `Schema`

static NameResolver getNameResolver(String target,
                                          NameResolver.Factory nameResolverFactory,
                                          NameResolver.Args nameResolverArgs) { 
        // 解析地址
        URI targetUri = new URI(target);
    
        // 创建 NameResolver
        if (targetUri != null) { 
          NameResolver resolver = nameResolverFactory.newNameResolver(targetUri, nameResolverArgs);
          if (resolver != null) { 
            return resolver;
          }
        }
    
        // 如果不是 URI 格式，则使用默认的 schema
        if (!URI_PATTERN.matcher(target).matches()) { 
          targetUri = new URI(nameResolverFactory.getDefaultScheme(), "", "/" + target, null);
    
          NameResolver resolver = nameResolverFactory.newNameResolver(targetUri, nameResolverArgs);
          if (resolver != null) { 
            return resolver;
          }
        }
        throw new IllegalArgumentException(String.format("cannot find a NameResolver for %s%s", target, uriSyntaxErrors.length() > 0 ? " (" + uriSyntaxErrors + ")" : ""));
      }

*  io.grpc.internal.DnsNameResolverProvider\#newNameResolver

在 NameResolverProvider 中创建 NameResolver，调用具体实现类的构造方法，初始化相应的参数

public DnsNameResolver newNameResolver(URI targetUri, NameResolver.Args args) { 
            // 如果是 DNS 开头的 Schema
            if (SCHEME.equals(targetUri.getScheme())) { 
                // 检查要解析的服务不为空，且以斜线开头
                String targetPath = Preconditions.checkNotNull(targetUri.getPath(), "targetPath");
                Preconditions.checkArgument(targetPath.startsWith("/"), "the path component (%s) of the target (%s) must start with '/'", targetPath, targetUri);
    
                // 截取斜线之后的部分作为服务名
                String name = targetPath.substring(1);
                // 创建 DNS 服务解析器
                return new DnsNameResolver(
                        targetUri.getAuthority(),
                        name,
                        args,
                        GrpcUtil.SHARED_CHANNEL_EXECUTOR,
                        Stopwatch.createUnstarted(),
                        InternalServiceProviders.isAndroid(getClass().getClassLoader()));
            } else { 
                // 如果不是 DNS 开头的则返回 null
                return null;
            }
        }

## Listener ##

*  io.grpc.internal.ManagedChannelImpl\#exitIdleMode

创建负载均衡，和服务解析实例作为参数，创建 `Listener`

void exitIdleMode() { 
        LbHelperImpl lbHelper = new LbHelperImpl();
        // 自动配置负载均衡
        lbHelper.lb = loadBalancerFactory.newLoadBalancer(lbHelper);
        this.lbHelper = lbHelper;
        // 服务发现监听器
        NameResolverListener listener = new NameResolverListener(lbHelper, nameResolver);
        nameResolver.start(listener);
      }

*  io.grpc.internal.DnsNameResolver\#start

`start` 方法最终通过线程池执行 `Resolve` 任务

@Override
        public void start(Listener2 listener) { 
            if (usingExecutorResource) { 
                executor = SharedResourceHolder.get(executorResource);
            }
            // 解析
            resolve();
        }
    
        private void resolve() { 
            if (resolving || shutdown || !cacheRefreshRequired()) { 
                return;
            }
            resolving = true;
            // 根据监听器，解析名称
            executor.execute(new Resolve(listener));
        }

## 解析地址 ##

*  io.grpc.internal.DnsNameResolver.Resolve

`Resolve` 实现了 `Runnable` 接口，在 `run` 方法中，先调用 `doResolve` 方法，将目标 URI 解析为地址集合，同时也会获取配置  
然后根据获取的地址和配置为 `ResolutionResult.Builder` 赋值，调用 `Listener2` 的 `onResult` 方法处理更新的结果

private final class Resolve implements Runnable { 
            private final Listener2 savedListener;
    
            /** * 从 DNS 解析服务 */
            @Override
            public void run() { 
                InternalResolutionResult result = null;
                try { 
                    ResolutionResult.Builder resolutionResultBuilder = ResolutionResult.newBuilder();
                    // 代理的地址
                    // 根据 HOST 解析地址和配置
                    result = doResolve(false);
    
                    if (result.error != null) { 
                        savedListener.onError(result.error);
                        return;
                    }
                    // 如果有地址，则设置地址
                    if (result.addresses != null) { 
                        resolutionResultBuilder.setAddresses(result.addresses);
                    }
                    if (result.config != null) { 
                        resolutionResultBuilder.setServiceConfig(result.config);
                    }
                    if (result.attributes != null) { 
                        resolutionResultBuilder.setAttributes(result.attributes);
                    }
                    // 更新负载均衡策略，处理未处理的请求
                    savedListener.onResult(resolutionResultBuilder.build());
                } catch (IOException e) { 
                    savedListener.onError(Status.UNAVAILABLE.withDescription("Unable to resolve host " + host).withCause(e));
                }
            }
        }

## 更新实例 ##

*  io.grpc.internal.ManagedChannelImpl.NameResolverListener\#onResult

`NameResolverListener` 是 `Listener2` 的实现类；`Listener2` 是 `Listener` 接口的抽象实现，新增了一个 `onResult` 方法

在 `onResult` 方法中有个 `Runnable`，`run` 方法会根据传入的结果，更新服务的配置；然后根据实例地址，更新负载均衡的实例列表

任务由 `SynchronizationContext` 执行

@Override
        public void onResult(final ResolutionResult resolutionResult) { 
          final class NamesResolved implements Runnable { 
            @Override
            public void run() { 
              List<EquivalentAddressGroup> servers = resolutionResult.getAddresses();
              // 更新传入的配置 ...
              
              ManagedChannelServiceConfig effectiveServiceConfig;
              handleServiceConfigUpdate();
    
              // 获取属性
              Attributes effectiveAttrs = resolutionResult.getAttributes();
              // 如果服务发现没有关闭
              if (NameResolverListener.this.helper == ManagedChannelImpl.this.lbHelper) { 
    
                // 更新负载均衡实例
                Status handleResult = helper.lb.tryHandleResolvedAddresses(
                        ResolvedAddresses.newBuilder()
                                         .setAddresses(servers)
                                         .setAttributes(effectiveAttrs)
                                         .setLoadBalancingPolicyConfig(effectiveServiceConfig.getLoadBalancingConfig())
                                         .build());
              }
            }
          }
    
          // 执行处理
          syncContext.execute(new NamesResolved());
        }

[grpc-source-code-name-resolver-diagram.png]: /images/20221022/79ad192f2aca440b9da86ea22c4a9e88.png
[grpc-source-code-name-resolver-class.png]: /images/20221022/63c0df96d0d943d4afe3fd207960d156.png
[grpc-source-code-name-resolver-with-sub-class.png]: /images/20221022/9c3da63b6b0c4afab260cafca09fcde1.png