Dubbo 源碼分析系列之三 —— 架構原理

1 核心功能

首先要了解Dubbo提供的三大核心功能：

• Remoting:遠程通信
  • 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。
• Cluster: 服務框架
  • 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，動態配置等集羣支持。
• Registry: 服務註冊中心
  • 基於註冊中心目錄服務，使服務消費方能動態的查找服務提供方，使地址透明，使服務提供方能夠平滑增長或減小機器。

2 Dubbo各個組件之間的關係結構

2.1 調用關係

節點角色說明

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	統計服務的調用次數和調用時間的監控中心
Container	服務運行容器

2.2 依賴關係

圖例說明：

• 圖中小方塊 Protocol, Cluster, Proxy, Service, Container, Registry, Monitor 表明層或模塊，藍色的表示與業務有交互，綠色的表示只對 Dubbo 內部交互。
• 圖中背景方塊 Consumer, Provider, Registry, Monitor 表明部署邏輯拓撲節點。
• 圖中藍色虛線爲初始化時調用，紅色虛線爲運行時異步調用，紅色實線爲運行時同步調用。
• 圖中只包含 RPC 的層，不包含 Remoting 的層，Remoting 總體都隱含在 Protocol 中。

調用鏈

展開總設計圖的紅色調用鏈，以下：

暴露服務時序

展開總設計圖左邊服務提供方暴露服務的藍色初始化鏈，時序圖以下：

引用服務時序

展開總設計圖右邊服務消費方引用服務的藍色初始化鏈，時序圖以下：

3 Dubbo 的水平分層結構

Dubbo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）。因此，咱們橫向以分層的方式來看下Dubbo的架構

總體設計

圖例說明：

• 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。
• 圖中從下至上分爲十層，各層均爲單向依賴，右邊的黑色箭頭表明層之間的依賴關係，每一層均可以剝離上層被複用，其中，Service 和 Config 層爲 API，其它各層均爲 SPI。
• 圖中綠色小塊的爲擴展接口，藍色小塊爲實現類，圖中只顯示用於關聯各層的實現類。
• 圖中藍色虛線爲初始化過程，即啓動時組裝鏈，紅色實線爲方法調用過程，即運行時調時鏈，紫色三角箭頭爲繼承，能夠把子類看做父類的同一個節點，線上的文字爲調用的方法。

各層說明

• config 配置層：對外配置接口，以 ServiceConfig, ReferenceConfig 爲中心，能夠直接初始化配置類，也能夠經過 spring 解析配置生成配置類
• proxy 服務代理層：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
• registry 註冊中心層：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, RegistryService
• cluster 路由層：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, LoadBalance
• monitor 監控層：RPC 調用次數和調用時間監控，以 Statistics 爲中心，擴展接口爲 MonitorFactory, Monitor, MonitorService
• protocol 遠程調用層：封裝 RPC 調用，以 Invocation, Result 爲中心，擴展接口爲 Protocol, Invoker, Exporter
• exchange 信息交換層：封裝請求響應模式，同步轉異步，以 Request, Response 爲中心，擴展接口爲 Exchanger, ExchangeChannel, ExchangeClient, ExchangeServer
• transport 網絡傳輸層：抽象 mina 和 netty 爲統一接口，以 Message 爲中心，擴展接口爲 Channel, Transporter, Client, Server, Codec
• serialize 數據序列化層：可複用的一些工具，擴展接口爲 Serialization, ObjectInput, ObjectOutput, ThreadPool

關係說明

• 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。

參考文章

https://dubbo.incubator.apache.org/zh-cn/docs/dev/design.html

http://svip.iocoder.cn/Dubbo/implementation-intro/

http://www.javashuo.com/article/p-xcxsqjbv-cb.html

http://www.javashuo.com/article/p-fafgtkek-ga.html

https://my.oschina.net/ywbrj042/blog/702521