Dubbo篇:基于Netty實現(xiàn)Dubbo協(xié)議編解碼源碼分析



Dubbo協(xié)議解析


?????????Dubbo協(xié)議設(shè)計參考了TCP/IP協(xié)議,包括協(xié)議頭和協(xié)議體兩部分。16字節(jié)報文頭主要攜帶了魔法數(shù)(0xdabb,用于分割兩個不同請求),以及當前請求報文是否是Request、Response、心跳和事件的信息,請求時也會攜帶當前報文體內(nèi)序列化協(xié)議編號,另外還有請求狀態(tài)、請求唯一表示和報文體長度。

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?????????0~7 ????????? 魔數(shù)高位 ??存儲0xda
?????????8~15 ????????魔數(shù)低位?? 存儲0xbb
?????????16???????????? 數(shù)據(jù)包類型?? 是否為雙向的RPC調(diào)用(比如方法調(diào)用有返回值),0位Response,1位Request
?????????17???????????? 調(diào)用方式 ?? 16位為1的情況下有效,0為單向調(diào)用,1為雙向調(diào)用
?????????18???????????? 事件標識 ??? 0為請求/響應(yīng)包,1位心跳包
?????????19~23???????序列化器編號
?????????24~31???????狀態(tài)
?????????32~95?????? 請求編碼 ??? 8個字節(jié)存儲RPC請求的唯一id,用來將請求和響應(yīng)做關(guān)聯(lián)
?????????96~127?????消息體長度 ??? 4個字節(jié)消息體,存有Dubbo版本號、服務(wù)接口名、服務(wù)接口版本、方法名、參數(shù)類型、方法參數(shù)值和請求額外參數(shù)



Netty編解碼器擴展



?????????Netty提供了兩個基類,一個是ByteToMessageDecoder解碼基類,一個是MessageToByteEncode編碼基類,用于自定義協(xié)議擴展。


ByteToMessageDecoder



?????????ByteToMessageDecoder是一個抽象類,解碼方法名decode,需要子類去實現(xiàn)。繼承關(guān)系如下圖:

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?????????ByteToMessageDecoder繼承了ChannelInboundHandlerAdapter,是一個Inbound入站處理器,關(guān)于ChannelPipeline事件傳播機制前面幾篇文章已經(jīng)做了詳細介紹,此處不再贅述,所以重點關(guān)注一下其channelRead方法,即讀事件的傳播,代碼如下:

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?????????其實現(xiàn)比較簡單,主要是對ByteBuf解碼,然后繼續(xù)向下傳播ChannelRead事件,解碼具體實現(xiàn)在callDecode方法中,代碼實現(xiàn)如下:


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?????????callDecode中會讀取數(shù)據(jù),然后會調(diào)用decodeRemovalReentryProtection繼續(xù)解碼,在decodeRemovalReentryProtection中我們看到了所期待的的調(diào)用子類的decode方法解碼。


MessageToByteEncoder


?????????與解碼器相對的,MessageToByteEncoder編碼器,也是個抽象基類,提供了抽象方法encode需要子類去實現(xiàn),繼承關(guān)系如下圖:

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?????????由繼承關(guān)系圖可以看出,MessageToByteEncoder繼承了ChannelOutboundHandlerAdapter,是一個outbound出站處理器,重點關(guān)注其write方法,代碼實現(xiàn)如下:

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?????????代碼邏輯還是比較清晰,就是調(diào)用encode編碼,然后向下傳播write事件。

?????????到這里就看到了Netty對自定義編解碼的擴展,下面介紹Dubbo對擴展的自定義實現(xiàn)。



Dubbo協(xié)議實現(xiàn)源碼分析



?????????編解碼器本質(zhì)上都是handler,所以先從Netty啟動是往ChannelPipeline中添加handler開始看,以服務(wù)端為例,NettyServer#doOpen方法代碼如下:

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?????????標準的一個Netty服務(wù)器寫法,里邊可以看到編解碼都由NettyCodecAdapter維護,NettyCodecAdapter代碼如下:

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?????????實現(xiàn)較為簡單,維護了兩個內(nèi)部類,一個是InternalEncoder繼承自MessageToByteEncoder,一個是InternalDecoder繼承自ByteToMessageDecoder,實現(xiàn)了對應(yīng)的編解碼接口。以及維護了一個Code2類型的對象,Codec2也是一個擴展點,對應(yīng)不同協(xié)議的實現(xiàn),因為介紹Dubbo協(xié)議,所以此處是DubboCountCodec,DubboCountCodec代碼如下:


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?????????DubboCountCodec內(nèi)部維護了一個DubboCodec,DubboCodec才是編解碼具體實現(xiàn),DubboCountCodec做的就是一次性讀取更多完整報文編解碼生成對象。DubboCodec繼承關(guān)系如下圖:

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encode源碼分析


?????????先介紹encode,DubboCountCodec調(diào)用encode之后,其具體實現(xiàn)邏輯位于ExchangeCodec#encode方法,實現(xiàn)代碼如下:

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?????????首先對需要編碼的消息類型進行判斷,如果是Request則調(diào)用encodeRequest,如果是Response則調(diào)用encodeResponse,如果都不是,則調(diào)用父類TelnetCodec的encode方法。先展開分析下encodeRequest方法,代碼如下:

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?????????實際上就是對開頭所描述的Dubbo協(xié)議的構(gòu)建,其中會調(diào)用encodeRequestData對RpcInvocation調(diào)用進行編碼,代碼如下:

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?????????主要是將方法調(diào)用參數(shù)和值編碼成字節(jié)流。包括框架版本、調(diào)用接口、方法名稱、參數(shù)類型、參數(shù)值等信息。

?????????encodeResponse方法實現(xiàn)與encodeRequest方法實現(xiàn)十分相似,同樣是對Dubbo協(xié)議字節(jié)流的構(gòu)建,不再展開描述,主要介紹下其encodeResponseData方法,其data一半是Result類型,實現(xiàn)代碼如下:

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?????????主要完成對調(diào)用結(jié)果的序列化。




decode源碼分析


?????????解碼過程要比編碼復雜一點,主要是需要解決粘包和半包問題,其實現(xiàn)位于ExchangeCodec#decode方法,實現(xiàn)代碼如下:

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?????????解碼主要分為解碼16字節(jié)報文頭和解碼報文體,具體的消息體解碼位于DubboCodec#decodeBody方法中,具體代碼如下:

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?????????解碼分為對request的解碼和response的解碼,雖然看上去很長,其實只是請求類型的分類,以及根據(jù)decode.in.io的配置值判斷是在I/O線程中直接解碼,還是交由業(yè)務(wù)線程池去解碼。

?????????請求消息解碼具體實現(xiàn)位于DecodeableRpcInvocation#decode方法,代碼實現(xiàn)如下:

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?????????主要邏輯是獲取各項參數(shù)封裝到當前的RpcInvocation對象中。

?????????響應(yīng)消息解碼的具體實現(xiàn)位于DecodeableRpcResult#decode中,具體代碼實現(xiàn)如下:

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?????????根據(jù)響應(yīng)標記位,對各種情況下的響應(yīng)做處理,正常情況下將返回數(shù)據(jù)反序列化后存到result字段中。

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