dubbo實現原理簡單介紹

1、什麼是dubbo

  Dubbo是Alibaba開源的分佈式服務框架，它最大的特色是按照分層的方式來架構，使用這種方式可使各個層之間解耦合（或者最大限度地鬆耦合）。從服務模型的角度來看，      Dubbo採用的是一種很是簡單的模型，要麼是提供方提供服務，要麼是消費方消費服務，因此基於這一點能夠抽象出服務提供方（Provider）和服務消費方（Consumer）兩個角色。關於註冊中心、協議支持、服務監控等內容，詳見後面描述。

 整體架構

Dubbo的整體架構，如圖所示：

Dubbo框架設計一共劃分了10個層，最上面的Service層是留給實際想要使用Dubbo開發分佈式服務的開發者實現業務邏輯的接口層。圖中左邊淡藍背景的爲服務消費方使用的接口，右邊淡綠色背景的爲服務提供方使用的接口， 位於中軸線上的爲雙方都用到的接口。
下面，結合Dubbo官方文檔，咱們分別理解一下框架分層架構中，各個層次的設計要點：

1. 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。
2. 配置層（Config）：對外配置接口，以ServiceConfig和ReferenceConfig爲中心，能夠直接new配置類，也能夠經過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爲中心，擴展接口爲ProxyFactory。
4. 服務註冊層（Registry）：封裝服務地址的註冊與發現，以服務URL爲中心，擴展接口爲RegistryFactory、Registry和RegistryService。可能沒有服務註冊中心，此時服務提供方直接暴露服務。
5. 集羣層（Cluster）：封裝多個提供者的路由及負載均衡，並橋接註冊中心，以Invoker爲中心，擴展接口爲Cluster、Directory、Router和LoadBalance。將多個服務提供方組合爲一個服務提供方，實現對服務消費方來透明，只須要與一個服務提供方進行交互。
6. 監控層（Monitor）：RPC調用次數和調用時間監控，以Statistics爲中心，擴展接口爲MonitorFactory、Monitor和MonitorService。
7. 遠程調用層（Protocol）：封將RPC調用，以Invocation和Result爲中心，擴展接口爲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的生命週期管理。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，它表明一個可執行體，可向它發起invoke調用，它有多是一個本地的實現，也多是一個遠程的實現，也可能一個集羣實現。
8. 信息交換層（Exchange）：封裝請求響應模式，同步轉異步，以Request和Response爲中心，擴展接口爲Exchanger、ExchangeChannel、ExchangeClient和ExchangeServer。
9. 網絡傳輸層（Transport）：抽象mina和netty爲統一接口，以Message爲中心，擴展接口爲Channel、Transporter、Client、Server和Codec。
10. 數據序列化層（Serialize）：可複用的一些工具，擴展接口爲Serialization、 ObjectInput、ObjectOutput和ThreadPool。

根據官方提供的，對於上述各層之間關係的描述，以下所示：

• 在RPC中，Protocol是核心層，也就是隻要有Protocol + Invoker + Exporter就能夠完成非透明的RPC調用，而後在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瞭解哪些類分屬於客戶端與服務器端，不用Client和Server的緣由是Dubbo在不少場景下都使用Provider、Consumer、Registry、Monitor劃分邏輯拓普節點，保持統一律念。
• 而Cluster是外圍概念，因此Cluster的目的是將多個Invoker假裝成一個Invoker，這樣其它人只要關注Protocol層Invoker便可，加上Cluster或者去掉Cluster對其它層都不會形成影響，由於只有一個提供者時，是不須要Cluster的。
• Proxy層封裝了全部接口的透明化代理，而在其它層都以Invoker爲中心，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是能夠Run的，只是不那麼透明，不那麼看起來像調本地服務同樣調遠程服務。
• 而Remoting實現是Dubbo協議的實現，若是你選擇RMI協議，整個Remoting都不會用上，Remoting內部再劃爲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，它也能夠擴展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，只是爲了全局概覽，用層的方式畫在一塊兒。

Dubbo做爲一個分佈式服務框架，主要具備以下幾個核心的要點：

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。

服務註冊
    服務提供方，它須要發佈服務，並且因爲應用系統的複雜性，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須要的服務，而面對複雜的應用系統，須要管理大量的服務調用。並且，對於服務提供方和服務消費方來講，他們還有可能兼具這兩種角色，即既須要提供服務，有須要消費服務。
經過將服務統一管理起來，能夠有效地優化內部應用對服務發佈/使用的流程和管理。服務註冊中心能夠經過特定協議來完成服務對外的統一。Dubbo提供的註冊中心有以下幾種類型可供選擇：

• Multicast註冊中心
• Zookeeper註冊中心
• Redis註冊中心
• Simple註冊中心

服務監控

     服務提供方，仍是服務消費方，他們都須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。

遠程通訊與信息交換

     遠程通訊須要指定通訊雙方所約定的協議，在保證通訊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訊框架，主要包括以下幾個：

• Mina
• Netty
• Grizzly

服務調用

    下面從Dubbo官網直接拿來，看一下基於RPC層，服務提供方和服務消費方之間的調用關係，如圖所示：

    

上圖中，藍色的表示與業務有交互，綠色的表示只對Dubbo內部交互。上述圖所描述的調用流程以下：

1. 服務提供方發佈服務到服務註冊中心；
2. 服務消費方從服務註冊中心訂閱服務；
3. 服務消費方調用已經註冊的可用服務；

4. 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: 服務註冊與發現的註冊中心。

   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。

   調用關係說明：

   0. 服務容器負責啓動，加載，運行服務提供者。

   1. 服務提供者在啓動時，向註冊中心註冊本身提供的服務。

   2. 服務消費者在啓動時，向註冊中心訂閱本身所需的服務。

   3. 註冊中心返回服務提供者地址列表給消費者，若是有變動，註冊中心將基於長鏈接推送變動數據給消費者。

   4. 服務消費者，從提供者地址列表中，基於軟負載均衡算法，選一臺提供者進行調用，若是調用失敗，再選另外一臺調用。

   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，定時每分鐘發送一次統計數據到監控中心。

接着，將上面抽象的調用流程圖展開，詳細如圖所示：

註冊/註銷服務
    服務的註冊與註銷，是對服務提供方角色而言，那麼註冊服務與註銷服務的時序圖，如圖所示：

 

服務訂閱/取消
     爲了知足應用系統的需求，服務消費方的可能須要從服務註冊中心訂閱指定的有服務提供方發佈的服務，在獲得通知可使用服務時，就能夠直接調用服務。反過來，若是不須要某一個服務了，能夠取消該服務。下面看一下對應的時序圖，如圖所示：

協議支持
Dubbo支持多種協議，以下所示：

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

在通訊過程當中，不一樣的服務等級通常對應着不一樣的服務質量，那麼選擇合適的協議即是一件很是重要的事情。你能夠根據你應用的建立來選擇。例如，使用RMI協議，通常會受到防火牆的限制，因此對於外部與內部進行通訊的場景，就不要使用RMI協議，而是基於HTTP協議或者Hessian協議。

 參考補充

Dubbo以包結構來組織各個模塊，各個模塊及其關係，如圖所示：

能夠經過Dubbo的代碼（使用Maven管理）組織，與上面的模塊進行比較。簡單說明各個包的狀況：

• dubbo-common 公共邏輯模塊，包括Util類和通用模型。
• dubbo-remoting 遠程通信模塊，至關於Dubbo協議的實現，若是RPC用RMI協議則不須要使用此包。
• dubbo-rpc 遠程調用模塊，抽象各類協議，以及動態代理，只包含一對一的調用，不關心集羣的管理。
• dubbo-cluster 集羣模塊，將多個服務提供方假裝爲一個提供方，包括：負載均衡、容錯、路由等，集羣的地址列表能夠是靜態配置的，也能夠是由註冊中心下發。
• dubbo-registry 註冊中心模塊，基於註冊中心下發地址的集羣方式，以及對各類註冊中心的抽象。
• dubbo-monitor 監控模塊，統計服務調用次數，調用時間的，調用鏈跟蹤的服務。
• dubbo-config 配置模塊，是Dubbo對外的API，用戶經過Config使用Dubbo，隱藏Dubbo全部細節。
• dubbo-container 容器模塊，是一個Standalone的容器，以簡單的Main加載Spring啓動，由於服務一般不須要Tomcat/JBoss等Web容器的特性，不必用Web容器去加載服務。