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Dubbo 是一个分布式服务框架,致力于提供高性能和透明化的 RPC 远程服务调用方案,以及 SOA 服务治理方案。
RPC(Remote Procedure Call)—远程过程调用,它是一种通过网络从远程计算机程序上请求服务,而不需要了解底>层网络技术的协议。RPC 协议假定某些传输协议的存在,如 TCP 或 UDP,为通信程序之间携带信息数据。在 OSI 网络>通信模型中,RPC 跨越了传输层和应用层。RPC 使得开发包括网络分布式多程序在内的应用程序更加容易。RPC 采用客户机/服务器模式。请求程序就是一个客户机,而服务提供程序就是一个服务器。首先,客户机调用进程发>送一个有进程参数的调用信息到服务进程,然后等待应答信息。在服务器端,进程保持睡眠状态直到调用信息到达为>止。当一个调用信息到达,服务器获得进程参数,计算结果,发送答复信息,然后等待下一个调用信息,最后,客户>端调用进程接收答复信息,获得进程结果,然后调用执行继续进行。有多种 RPC 模式和执行。
我们用一种通俗易懂的语言解释它,远程调用就是本地机器调用远程机器的一个方法,远程机器返回结果的过程。
为什么要这么做?
主要原因是由于单台服务的性能已经无法满足我们了,在这个流量剧增的时代,只有多台服务器才能支撑起来现有的用户体系,
而在这种体系下,服务越来越多,逐渐演化出了现在这种微服务化的 RPC 框架。
Dubbo 的核心功能主要包含:
远程通讯:dubbo-remoting模块, 提供对多种基于长连接的 NIO 框架抽象封装,包括多种线程模型,序列化,以及“请求-响应”模式的信息交换方式。
集群容错: 提供基于接口方法的透明远程过程调用,包括多协议支持,以及软负载均衡,失败容错,地址路由,动态配置等集群支持。
自动发现: 基于注册中心目录服务,使服务消费方能动态的查找服务提供方,使地址透明,使服务提供方可以平滑增加或减少机器。
调用过程图:
责任链模式在 Dubbo 中发挥的作用举足轻重,就像是 Dubbo 框架的骨架。Dubbo 的调用链组织是用责任链模式串连起来的。责任链中的每个节点实现 Filter 接口,然后由 ProtocolFilterWrapper,将所有 Filter 串连起来。Dubbo 的许多功能都是通过 Filter 扩展实现的,比如监控、日志、缓存、安全、telnet 以及 RPC 本身都是。
Dubbo 中使用观察者模式最典型的例子是 RegistryService。消费者在初始化的时候回调用 subscribe 方法,注册一个观察者,如果观察者引用的服务地址列表发生改变,就会通过 NotifyListener 通知消费者。此外,Dubbo 的 InvokerListener、ExporterListener 也实现了观察者模式,只要实现该接口,并注册,就可以接收到 consumer 端调用 refer 和 provider 端调用 export 的通知。
Dubbo 中还大量用到了修饰器模式。比如 ProtocolFilterWrapper 类是对 Protocol 类的修饰。在 export 和 refer 方法中,配合责任链模式,把 Filter 组装成责任链,实现对 Protocol 功能的修饰。其他还有 ProtocolListenerWrapper、 ListenerInvokerWrapper、InvokerWrapper 等。
CacheFactory 的实现采用的是工厂方法模式。CacheFactory 接口定义 getCache 方法,然后定义一个 AbstractCacheFactory 抽象类实现 CacheFactory,并将实际创建 cache 的 createCache 方法分离出来,并设置为抽象方法。这样具体 cache 的创建工作就留给具体的子类去完成。
ProxyFactory 及其子类是 Dubbo 中使用抽象工厂模式的典型例子。ProxyFactory 提供两个方法,分别用来生产 Proxy 和 Invoker(这两个方法签名看起来有些矛盾,因为 getProxy 方法需要传入一个 Invoker 对象,而 getInvoker 方法需要传入一个 Proxy 对象,看起来会形成循环依赖,但其实两个方式使用的场景不一样)。AbstractProxyFactory 实现了 ProxyFactory 接口,作为具体实现类的抽象父类。然后定义了 JdkProxyFactory 和 JavassistProxyFactory 两个具体类,分别用来生产基于 jdk 代理机制和基于 javassist 代理机制的 Proxy 和 Invoker。
为了让用户根据自己的需求选择日志组件,Dubbo 自定义了自己的 Logger 接口,并为常见的日志组件(包括 jcl, jdk, log4j, slf4j)提供相应的适配器。并且利用简单工厂模式提供一个 LoggerFactory,客户可以创建抽象的 Dubbo 自定义 Logger,而无需关心实际使用的日志组件类型。在 LoggerFactory 初始化时,客户通过设置系统变量的方式选择自己所用的日志组件,这样提供了很大的灵活性。
Dubbo consumer 使用 Proxy 类创建远程服务的本地代理,本地代理实现和远程服务一样的接口,并且屏蔽了网络通信的细节,使得用户在使用本地代理的时候,感觉和使用本地服务一样。
可以直接通过 Dubbo 配置中的 version 版本来控制多个版本即可。
比如:
<dubbo:service interface="com.xxxx.rent.service.IDemoService" ref="iDemoServiceFirst" version="1.0.0"/>
<dubbo:service interface="com.xxxx.rent.service.IDemoService" ref="iDemoServiceSecond" version="1.0.1"/>
老版本 version=1.0.0, 新版本 version=1.0.1
1.通过 ServiceConfig 解析标签,创建 dubbo 标签解析器来解析 dubbo 的标签,容器创建完成之后,触发 ContextRefreshEvent 事件回调开始暴露服务
2.通过 proxyFactory.getInvoker 方法,并利用javassist 或 DdkProxyFactory 来进行动态代理,将服务暴露接口封装成 invoker 对象,里面包含了需要执行的方法的对象信息和具体的 URL 地址。
3.再通过 DubboProtocol 的实现把包装后的invoker 转换成 exporter,
4.然后启动服务器 server,监听端口
5.最后 RegistryProtocol 保存 URL 地址和 invoker 的映射关系,同时注册到服务中心
1.首先客户端根据 config 文件信息从注册中心订阅服务,首次会全量缓存到本地,后续的更新会监听动态更新到本地。
2.之后 DubboProtocol根据 provider的地址和接口信息连接到服务端server,开启客户端 client,然后创建 invoker
3.之后通过 invoker 为服务接口生成代理对象,这个代理对象用于远程调用 provider,至此完成了服务引用
Zookeeper、Redis、Multicast、Simple 等都可以作为 Dubbo 的注册中心
SPI(Service Provider Interface),是一种服务发现机制,其实就是将结构的实现类写入配置当中,在服务加载的时候将配置文件独处,加载实现类,这样就可以在运行的时候,动态的帮助接口替换实现类。
Dubbo 的 SPI 其实是对 java 的 SPI 进行了一种增强,可以按需加载实现类之外,增加了 IOC 和 AOP 的特性,还有自适应扩展机制。
SPI 在 dubbo 应用很多,包括协议扩展、集群扩展、路由扩展、序列化扩展等等。
Dubbo 对于文件目录的配置分为了三类。
1.META-INF/services/ 目录:该目录下的 SPI 配置文件是为了用来兼容 Java SPI 。
2.META-INF/dubbo/ 目录:该目录存放用户自定义的 SPI 配置文件。
key=com.xxx.xxx
Java Spi
Dubbo Spi
1.加权随机:比如我们有三台服务器[A, B, C],给他们设置权重为[4, 5, 6],然后讲这三个数平铺在水平线上,和为 15。
然后在 15 以内生成一个随机数,0 ~ 4 是服务器 A,4 ~ 9 是服务器 B,9 ~ 15 是服务器 C
2.最小活跃数:每个服务提供者对应一个活跃数 active,初始情况下,所有服务提供者活跃数均为 0。每收到一个请求,活跃数加 1,完成请求后则将活跃数减 1。在服务运行一段时间后,性能好的服务提供者处理请求的速度更快,因此活跃数下降的也越快,此时这样的服务提供者能够优先获取到新的服务请求。
3.一致性 hash:
4.加权轮询:比如我们有三台服务器[A, B, C],给他们设置权重为[4, 5, 6],那么假如总共有 15 次请求,那么会有 4 次落在 A 服务器,5 次落在 B 服务器,6 次落在 C 服务器。
1.Failover Cluster 失败自动切换:dubbo 的默认容错方案,当调用失败时自动切换到其他可用的节点,具体的重试次数和间隔时间可用通过引用服务的时候配置,默认重试次数为 1 是只调用一次。
2.Failback Cluster 失败自动恢复:在调用失败,记录日志和调用信息,然后返回空结果给 consumer,并且通过定时任务每隔 5 秒对失败的调用进行重试
3.Failfast Cluster 快速失败:只会调用一次,失败后立刻抛出异常
4.Failsafe Cluster 失败安全:调用出现异常,记录日志不抛出,返回空结果
5.Forking Cluster 并行调用多个服务提供者:通过线程池创建多个线程,并发调用多个 provider,结果保存到阻塞队列,只要有一个 provider 成功返回了结果,就会立刻返回结果
6.Broadcast Cluster 广播模式:逐个调用每个 provider,如果其中一台报错,在循环调用结束后,抛出异常。
分层图:
从大的范围来说,dubbo 分为三层
Service 和 Config 两层可以认为是API层,主要提供给API 使用者,使用者只需要配置和完成业务代码就可以了。
后面所有的层级是SPI层,主 要提供给扩展者使用主要是用来做Dubbo 的二次开发扩展功能。
再划分到更细的层面,就是图中的 10 层模式。
服务失效踢出基于Zookeeper 的临时节点原理。
Zookeeper 中节点是有生命周期的,具体的生命周期取决于节点的类型,节点主要分为持久节点(Persistent)和临时节点(Ephemeral) 。
其实主要就是为了将调用细节封装起来,将调用远程方法变得和调用本地方法一样简单,还可以做一些其他方面的增强,比如负载均衡,容错机制,过滤操作,调用数据的统计。
关于这个问题,其实核心考察点就是你对于 RPC 框架的理解,一个成熟的 RPC 框架可以完成哪些功能,其实当我们看过一两个 RPC 框架后,就可以对这个问题回答个七七八八了,我们来举个例子。
1.首先我们得需要一个注册中心,去管理消费者和提供者的节点信息,这样才会有消费者和提供才可以去订阅服务,注册服务。
2.当有了注册中心后,可能会有很多个 provider 节点,那么我们肯定会有一个负载均衡模块来负责节点的调用,至于用户指定路由规则可以使一个额外的优化点。
3.具体的调用肯定会需要牵扯到通信协议,所以需要一个模块来对通信协议进行封装,网络传输还要考虑序列化。
4.当调用失败后怎么去处理?所以我们还需要一个容错模块,来负责失败情况的处理。
5.其实做完这些一个基础的模型就已经搭建好了,我们还可以有更多的优化点,比如一些请求数据的监控,配置信息的处理,日志信息的处理等等。
这其实就是一个比较基本的 RPC 框架的大体思路,大家有没有 get 到?
参考链接:https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzkwODE5ODM0Ng==&mid=2247491592&idx=1&sn=454ae3d6a661a1eb63ffbad767ccb479&chksm=c0cf08adf7b881bbfd7d2a2ad150e7621756ccc06a6ffacd52833e7f4b84d5d01e16e5a6770f&scene=27#wechat_redirect,作者:moon聊技术,整理:沉默王二
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