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我準備戰斗到最后，不是因為我勇敢，是我想見證一切。 ——雙雪濤《獵人》

[TOC]
Thinking

一個技術，為什么要用它，解決了那些問題？

如果不用會怎么樣，有沒有其它的解決方法？

對比其它的解決方案，為什么最終選擇了這種，都有何利弊？

你覺得項目中還有那些地方可以用到，如果用了會帶來那些問題？

這些問題你又如何去解決的呢？

本文基于Dubbo 2.6.7-SNAPSHOT

? 本文主要基于《Dubbo 開發指南 —— 框架設計》

1、整體設計

dubbo-framework.jpg

圖例說明：

圖中左邊淡藍背景的為服務消費方使用的接口，右邊淡綠色背景的為服務提供方使用的接口，位于中軸線上的為雙方都用到的接口。
圖中從下至上分為十層，各層均為單向依賴，右邊的黑色箭頭代表層之間的依賴關系，每一層都可以剝離上層被復用，其中，Service 和 Config 層為 API，其它各層均為 SPI。
圖中綠色小塊的為擴展接口，藍色小塊為實現類，圖中只顯示用于關聯各層的實現類。
圖中藍色虛線為初始化過程，即啟動時組裝鏈，紅色實線為方法調用過程，即運行時調時鏈，紫色三角箭頭為繼承，可以把子類看作父類的同一個節點，線上的文字為調用的方法。

1.1 各層說明

========================== Business==============================
Service業務層：業務代碼的接口與實現。暴露在外實際的使用Dubbo層。
========================== RPC==============================
config 配置層：對外配置接口，以 ServiceConfig, ReferenceConfig 為中心，可以直接初始化配置類，也可以通過 spring 解析配置生成配置類
- dubbo-config 模塊實現
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 為中心，擴展接口為 ProxyFactory
- dubbo-rpc 模塊實現
registry 注冊中心層：封裝服務地址的注冊與發現，以服務 URL 為中心，擴展接口為 RegistryFactory, Registry, RegistryService
- dubbo-registry 模塊實現
cluster 路由層：封裝多個提供者的路由及負載均衡，并橋接注冊中心，以 Invoker 為中心，擴展接口為 Cluster, Directory, Router, LoadBalance
- dubbo-cluster 模塊實現
monitor 監控層：RPC 調用次數和調用時間監控，以 Statistics 為中心，擴展接口為 MonitorFactory, Monitor, MonitorService
- dubbo-monitor 模塊實現
protocol 遠程調用層：封裝 RPC 調用，以 Invocation, Result 為中心，擴展接口為 Protocol, Invoker, Exporter
- dubbo-rpc 模塊實現
========================== Remoting============================
exchange 信息交換層：封裝請求響應模式，同步轉異步，以 Request, Response 為中心，擴展接口為 Exchanger, ExchangeChannel, ExchangeClient, ExchangeServer
- dubbo-remoting-api 模塊定義接口
transport 網絡傳輸層：抽象 mina 和 netty 為統一接口，以 Message 為中心，擴展接口為 Channel, Transporter, Client, Server, Codec
- dubbo-remoting-api 模塊定義接口
serialize 數據序列化層：可復用的一些工具，擴展接口為 Serialization, ObjectInput, ObjectOutput, ThreadPool
- dubbo-common 模塊實現。

1.2 關系說明

在 RPC 中，Protocol 是核心層，也就是只要有 Protocol + Invoker + Exporter 就可以完成非透明的 RPC 調用，然后在 Invoker 的主過程上 Filter 攔截點。

dubbo-rpc 模塊可以獨立完成該功能

圖中的 Consumer 和 Provider 是抽象概念，只是想讓看圖者更直觀的了解哪些類分屬于客戶端與服務器端，不用 Client 和 Server 的原因是 Dubbo 在很多場景下都使用 Provider, Consumer, Registry, Monitor 劃分邏輯拓普節點，保持統一概念。

而 Cluster 是外圍概念，所以 Cluster 的目的是將多個 Invoker 偽裝成一個 Invoker，這樣其它人只要關注 Protocol 層 Invoker 即可，加上 Cluster 或者去掉 Cluster 對其它層都不會造成影響，因為只有一個提供者時，是不需要 Cluster 的

dubbo-cluster 模塊提供的是非必需的功能，移除不會影響到其它模塊。RPC模塊也可以正常運行。

Proxy 層封裝了所有接口的透明化代理，而在其它層都以 Invoker 為中心，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 是可以 Run 的，只是不那么透明，不那么看起來像調本地服務一樣調遠程服務。

簡單粗暴的說，Proxy 會攔截 service.doSomething(args) 的調用，“轉發”給該 Service 對應的 Invoker ，從而實現透明化的代理。

而 Remoting 實現是 Dubbo 協議的實現，如果你選擇 RMI 協議，整個 Remoting 都不會用上，Remoting 內部再劃為 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，它也可以擴展 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，只是為了全局概覽，用層的方式畫在一起

2、核心流程

2.1 調用鏈

dubbo-extension.jpg

垂直分層如下：
- 下方 淡藍背景( Consumer )：服務消費方使用的接口
- 上方 淡綠色背景( Provider )：服務提供方使用的接口
- 中間 粉色背景( Remoting )：通信部分的接口
自 LoadBalance 向上，每一行分成了多個相同的 Interface ，指的是負載均衡后，向 Provider 發起調用。
左邊括號部分，代表了垂直部分更細化的分層，依次是：Common、Remoting、RPC、Interface 。
右邊 藍色虛線( Init ) 為初始化過程，通過對應的組件進行初始化。例如，ProxyFactory 初始化出 Proxy 。

2.2 暴露服務

服務提供方暴露服務藍色初始化鏈（Init）時序圖：

dubbo-export.jpg

2.3.4 步為本文重點：getInvoker()

2.3 引用服務

消費方引用服務的藍色初始化鏈

dubbo_rpc_refer.jpg

第5步：refer（）第12步都為本文重點。

3、領域模型

本章分享的位于Dubbo-rpc-api目錄中，如下圖紅框部分：

領域模型

在 Dubbo 的核心領域模型中：

Protocol 是服務域，它是 Invoker 暴露和引用的主功能入口，它負責 Invoker 的生命周期管理。
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，它代表一個可執行體，可向它發起 invoke 調用，它有可能是一個本地的實現，也可能是一個遠程的實現，也可能一個集群實現。
Invocation 是會話域，它持有調用過程中的變量，比如方法名，參數等。

3.1 Invoker

com.alibaba.dubbo.rpc

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。

它代表一個可執行體，可向它發起 invoke 調用，它有可能是一個本地的實現，也可能是一個遠程的實現，也可能一個集群實現。

public interface Invoker<T> extends Node {

    /**
     * get service interface.
     *
     * #getInterface() 獲取Service接口
     *
     * @return service interface.
     */
    Class<T> getInterface();

    /**
     * invoke.
     * 調用方法
     *
     * @param invocation
     * @return result
     * @throws RpcException
     */
    Result invoke(Invocation invocation) throws RpcException;

}

3.1.1 詳解Invoker

在dubbo中，萬物皆是Invoker，即便是Exporter也是由Invoker進化而成的

? 由于Invoker在Dubbo領域模型中非常重要的一個概念，很多設計思路都是向它靠攏。

這一思想滲透在整個實現代碼里。

下面簡單的說明Invoker的兩種實現：服務提供的invoker和服務消費的invoker

滿眼都是Invoker

結合Dubbo demo中的消費和提供者代碼來理解上圖。

服務消費者代碼：

public class DemoClientAction {
    private DemoServer demoServer;

    public void setDemoServer(DemoServer demoServer) {
        this.demoServer = demoServer;
    }

    public void start() {
        String hello = demoServer.sayHello("world");
    }
}

上面代碼中的 DemoService 就是上圖中服務消費端的 Proxy，用戶代碼通過這個 Proxy 調用其對應的 Invoker，而該 Invoker 實現了真正的遠程服務調用。
服務提供者代碼：

public class DemoServiceImpl implements DemoService {

    public String sayHello(String name) throws RemoteException {
        return "Hello " + name;
    }
}

上面這個類會被封裝成為一個 AbstractProxyInvoker 實例，并新生成一個 Exporter 實例。這樣當網絡通訊層收到一個請求后，會找到對應的 Exporter 實例，并調用它所對應的 AbstractProxyInvoker 實例，從而真正調用了服務提供者的代碼。

3.1.2Invoker 類圖

? 上文所提到的，在Dubbo中invoker是一個非常重要的概念，既可以理解為萬物皆為Invoker。所以在Dubbo中的實現類非常多。

Invoker類圖

3.2 Invocation

com.alibaba.dubbo.rpc.Invocation

Invocation 是會話域，它持有調用過程中的變量，比如方法名，參數等。

public interface Invocation {

    /**
     * get method name.
     *
     * 獲取方法名
     * @return method name.
     * @serial
     */
    String getMethodName();

    /**
     * get parameter types.
     *
     * 獲取方法參數類型數組
     * @return parameter types.
     * @serial
     */
    Class<?>[] getParameterTypes();

    /**
     * get arguments.
     *
     * 獲取方法參數數組
     * @return arguments.
     * @serial
     */
    Object[] getArguments();

    /**
     * get attachments.
     *
     * 獲取隱式參數相關
     * @return attachments.
     * @serial
     */
    Map<String, String> getAttachments();

    /**
     * get attachment by key.
     *
     * @return attachment value.
     * @serial
     */
    String getAttachment(String key);

    /**
     * get attachment by key with default value.
     *
     * @return attachment value.
     * @serial
     */
    String getAttachment(String key, String defaultValue);

    /**
     * get the invoker in current context.
     *
     * 在當前上下文中獲取調用者 invoker
     *
     * 獲取對應的invoker對象
     *
     * @return invoker.
     * @transient
     */
    Invoker<?> getInvoker();

}

3.2.1 類圖

Invocation類圖

DecodeableRpcInvocation：是Dubbo協議獨有的。

3.3 Result

com.alibaba.dubbo.rpc.Result

Result 是會話域，它持有調用過程中返回值，異常等。

? RPC調用的結果集

public interface Result {

    /**
     * Get invoke result.
     * <p>
     * 獲取返回值
     *
     * @return result. if no result return null.
     */
    Object getValue();

    /**
     * Get exception.
     * <p>
     * 獲取返回的異常
     *
     * @return exception. if no exception return null.
     */
    Throwable getException();

    /**
     * Has exception.
     * <p>
     * 判斷是否存在異常
     *
     * @return has exception.
     */
    boolean hasException();

    /**
     * Recreate.
     * <p>
     * <code>
     * if (hasException()) {
     * throw getException();
     * } else {
     * return getValue();
     * }
     * </code>
     * <p>
     * com.alibaba.dubbo.rpc.RpcResult
     * RpcResult 中針對recreate() 的實現。
     *
     * @return result.
     * @throws if has exception throw it.
     * @see RpcResult // 具體實現
     */
    Object recreate() throws Throwable;

    /**
     * @see com.alibaba.dubbo.rpc.Result#getValue()
     * @deprecated Replace to getValue()
     */
    @Deprecated
    Object getResult();

    /**
     * 下面的getAttachments等方法 都是獲取但會的隱式參數相關。
     */

    /**
     * get attachments.
     *
     * @return attachments.
     */
    Map<String, String> getAttachments();

    /**
     * get attachment by key.
     *
     * @return attachment value.
     */
    String getAttachment(String key);

    /**
     * get attachment by key with default value.
     *
     * @return attachment value.
     */
    String getAttachment(String key, String defaultValue);

}

#recreate()的具體實現：

    private Object result;

    private Throwable exception;  

@Override
public Object recreate() throws Throwable {
        if (exception != null) {
            throw exception;
        }
        return result;
    }

3.3.1 類圖

Result類圖

3.4 Filter

com.alibaba.dubbo.rpc.Filter

過濾器接口，和我們平時理解的 javax.servlet.Filter 基本一致。

/**
 * Filter. (SPI, Singleton, ThreadSafe)
 */
@SPI
public interface Filter {

    /**
     * do invoke filter.
     執行invoker的過濾邏輯。
     * <p>
     * <code>
     * // before filter 自己實現
     * Result result = invoker.invoke(invocation);
     * // after filter 自己實現
     * return result;
     * </code>
     *
     * @param invoker    service
     * @param invocation invocation.
     * @return invoke result.
     * @throws RpcException
     * @see com.alibaba.dubbo.rpc.Invoker#invoke(Invocation)
     */
    Result invoke(Invoker<?> invoker, Invocation invocation) throws RpcException;

}

3.4.1 類圖

Filter類圖

4.5 ProxyFactory

com.alibaba.dubbo.rpc.ProxyFactory代理工廠類

/**
 * ProxyFactory. (API/SPI, Singleton, ThreadSafe)
 */
@SPI("javassist")
public interface ProxyFactory {

    /**
     * create proxy.
     *
     * 創建Proxy，在引用服務調用。
     *
     * @param invoker
     * @return proxy
     */
    @Adaptive({Constants.PROXY_KEY})
    <T> T getProxy(Invoker<T> invoker) throws RpcException;

    /**
     * create proxy.
     *
     * @param invoker
     * @return proxy
     */
    @Adaptive({Constants.PROXY_KEY})
    <T> T getProxy(Invoker<T> invoker, boolean generic) throws RpcException;

    /**
     * create invoker.
     *
     * 創建Invoker，在暴露服務時調用。
     *
     * @param <T>
     * @param proxy Service對象
     * @param type  Service接口類型
     * @param url   Service對應的Dubbo URL
     * @return invoker
     */
    @Adaptive({Constants.PROXY_KEY})
    <T> Invoker<T> getInvoker(T proxy, Class<T> type, URL url) throws RpcException;
}

服務消費者消費一個服務的詳細過程

dubbo_rpc_refer.jpg

首先 ReferenceConfig 類的 init 方法調用 Protocol 的 refer 方法生成 Invoker 實例(如上圖中的紅色部分)，這是服務消費的關鍵。接下來把 Invoker 轉換為客戶端需要的接口(如：HelloWorld)。

從圖中我們可以看出，方法的 invoker 參數，通過 Protocol 將 Service接口 創建出 Invoker 。
通過創建 Service 的 Proxy ，實現我們在業務代理調用 Service 的方法時，透明的內部轉換成調用 Invoker 的 #invoke(Invocation) 方法
服務提供者暴露服務的 主過程 如下圖：

首先 ServiceConfig 類拿到對外提供服務的實際類 ref(如：HelloWorldImpl),然后通過 ProxyFactory 類的 getInvoker 方法使用 ref 生成一個 AbstractProxyInvoker 實例，到這一步就完成具體服務到 Invoker 的轉化。接下來就是 Invoker 轉換到 Exporter 的過程。

從圖中我們可以看出，該方法創建的 Invoker ，下一步會提交給 Protocol ，從 Invoker 轉換到 Exporter 。

Dubbo 的實現

Dubbo 協議的 Invoker 轉為 Exporter 發生在 DubboProtocol 類的 export 方法，它主要是打開 socket 偵聽服務，并接收客戶端發來的各種請求，通訊細節由 Dubbo 自己實現。

RMI 的實現

RMI 協議的 Invoker 轉為 Exporter 發生在 RmiProtocol類的 export 方法，它通過 Spring 或 Dubbo 或 JDK 來實現 RMI 服務，通訊細節這一塊由 JDK 底層來實現，這就省了不少工作量。

3.5.1 類圖

image-20200205163900241.png

從類圖可以看出，Dubbo支持Javassist和JDK Proxy兩種方式生成代理。

3.6 Protocol

com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol Dubbo支持協議的頂層接口

Protocol 是服務域，它是 Invoker 暴露和引用的主功能入口。
它負責 Invoker 的生命周期管理。

/**
 * Protocol. (API/SPI, Singleton, ThreadSafe)
 *
 * Dubbo 支持RPC協議的 頂層接口
 */
@SPI("dubbo")
public interface Protocol {

    /**
     * Get default port when user doesn't config the port.
     *
     * 定義 默認端口
     *
     * @return default port
     */
    int getDefaultPort();

    /**
     * Export service for remote invocation: <br>
     * 1. Protocol should record request source address after receive a request:
     * RpcContext.getContext().setRemoteAddress();<br>
     * 2. export() must be idempotent, that is, there's no difference between invoking once and invoking twice when
     * export the same URL<br>
     * 3. Invoker instance is passed in by the framework, protocol needs not to care <br>
     *
     * 暴露遠程調用服務：
     * 1. 協議在接受請求時，應該記錄請求的來源地址：RpcContext.getContext().setRemoteAddress();<br>
     * 2. export（）必須是冪等的，也就是說，在暴露服務時，一次調用和兩次調用時沒有區別的，
     * 3.傳入的Invoker實例由框架實現并傳入，協議無需關心。
     *
     * @param <T>     Service type 服務的類型
     * @param invoker Service invoker 服務的執行體
     * @return exporter reference for exported service, useful for unexport the service later
     * @throws RpcException thrown when error occurs during export the service, for example: port is occupied
     */
    @Adaptive
    <T> Exporter<T> export(Invoker<T> invoker) throws RpcException;

    /**
     * Refer a remote service: <br> 引用遠程服務
     * 1. When user calls `invoke()` method of `Invoker` object which's returned from `refer()` call, the protocol
     * needs to correspondingly execute `invoke()` method of `Invoker` object <br>
     * 2. It's protocol's responsibility to implement `Invoker` which's returned from `refer()`. Generally speaking,
     * protocol sends remote request in the `Invoker` implementation. <br>
     * 3. When there's check=false set in URL, the implementation must not throw exception but try to recover when
     * connection fails.
     *
     * 引用遠程服務：
     * 1. 當用戶調用Refer（）所返回的Invoker對象的invoke（）方法時，協議需要相應地執行Invoker對象的Invoke（）方法
     * 2. 實現由`refer（）`返回的`Invoker`是協議的責任。一般來說，協議在`Invoker`實現中發送遠程請求。
     * 3. 當url中設置了 check = false時，連接失敗時不能拋出異常，且只能內部消化。
     *
     * @param <T>  Service type 服務的類型
     * @param type Service class 服務的 class對象
     * @param url  URL address for the remote service 遠程服務的url地址
     * @return invoker service's local proxy 服務的本地代理
     * @throws RpcException when there's any error while connecting to the service provider 當連接服務提供方失敗時，拋出該異常。
     */
    @Adaptive
    <T> Invoker<T> refer(Class<T> type, URL url) throws RpcException;

    /**
     * Destroy protocol: <br>
     * 1. Cancel all services this protocol exports and refers <br>
     * 2. Release all occupied resources, for example: connection, port, etc. <br>
     * 3. Protocol can continue to export and refer new service even after it's destroyed.
     *
     * 銷毀/釋放協議：
     * 1. 取消該協議所有已經暴露和引用的服務。<br>
     * 2. 釋放協議所占用的所有資源，比如：連接，端口等等。。
     * 3. 協議即使銷毀后也可以繼續暴露并引用新服務。
     */
    void destroy();

}

3.6.1 類圖

Protocl類圖

從類圖就可以很清楚的看出，Dubbo支持多協議。

3.7 Exporter

com.alibaba.dubbo.rpc.Exporter

Exporter，Invoker 暴露服務在Protocol上的對象。

/**
 * Exporter. (API/SPI, Prototype, ThreadSafe)
 *
 * 暴露服務的 頂層接口
 *
 * @see com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol#export(Invoker)
 * @see com.alibaba.dubbo.rpc.ExporterListener
 * @see com.alibaba.dubbo.rpc.protocol.AbstractExporter
 */
public interface Exporter<T> {

    /**
     * get invoker.
     *
     * 獲取對應的Invoker
     *
     * @return invoker
     */
    Invoker<T> getInvoker();

    /**
     * unexport.
     *
     * 取消 暴露
     * <p>
     * <code>
     * getInvoker().destroy();
     * </code>
     */
    void unexport();

}

3.7.1 類圖

類圖

3.8 ExporterListener

com.alibaba.dubbo.rpc.ExporterListener

Exporter 監聽器

/**
 * ExporterListener. (SPI, Singleton, ThreadSafe)
 */
@SPI
public interface ExporterListener {

    /**
     * The exporter exported.
     *
     * 當服務暴露完成
     *
     * @param exporter
     * @throws RpcException
     * @see com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol#export(Invoker)
     */
    void exported(Exporter<?> exporter) throws RpcException;

    /**
     * The exporter unexported.
     *
     * 當服務取消暴露完成
     *
     * @param exporter
     * @throws RpcException
     * @see com.alibaba.dubbo.rpc.Exporter#unexport()
     */
    void unexported(Exporter<?> exporter);

}

3.8.1 類圖

3.9 InvokerListener

com.alibaba.dubbo.rpc.InvokerListener invoker監聽器

/**
 * InvokerListener. (SPI, Singleton, ThreadSafe)
 * Invoker 監聽器
 */
@SPI
public interface InvokerListener {

    /**
     * The invoker referred
     *
     * 當服務引用完成
     *
     * @param invoker
     * @throws RpcException
     * @see com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol#refer(Class, com.alibaba.dubbo.common.URL)
     */
    void referred(Invoker<?> invoker) throws RpcException;

    /**
     * The invoker destroyed.
     *
     * 當服務銷毀引用完成
     *
     * @param invoker
     * @see com.alibaba.dubbo.rpc.Invoker#destroy()
     */
    void destroyed(Invoker<?> invoker);

}

3.9.1 類圖

4、總結

? 本文重點概述了，Dubbo在服務的暴露與引用的大概流程。

本文僅供筆者本人學習，一起進步！

——努力努力再努力xLg

加油！

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Dubbo 源碼分析 —— 核心流程一覽

Dubbo 源碼分析 —— 核心流程一覽

我準備戰斗到最后，不是因為我勇敢，是我想見證一切。 ——雙雪濤《獵人》

1、整體設計

1.1 各層說明

1.2 關系說明

2、核心流程

2.1 調用鏈

2.2 暴露服務

2.3 引用服務

3、領域模型

3.1 Invoker

3.1.1 詳解Invoker

3.1.2Invoker 類圖

3.2 Invocation

3.2.1 類圖

3.3 Result

3.3.1 類圖

3.4 Filter

3.4.1 類圖

4.5 ProxyFactory

3.5.1 類圖

3.6 Protocol

3.6.1 類圖

3.7 Exporter

3.7.1 類圖

3.8 ExporterListener

3.8.1 類圖

3.9 InvokerListener

3.9.1 類圖

4、總結

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2、核心流程

2.1 調用鏈

2.2 暴露服務

2.3 引用服務

3、領域模型

3.1 Invoker

3.1.1 詳解Invoker

3.1.2Invoker 類圖

3.2 Invocation

3.2.1 類圖

3.3 Result

3.3.1 類圖

3.4 Filter

3.4.1 類圖

4.5 ProxyFactory

3.5.1 類圖

3.6 Protocol

3.6.1 類圖

3.7 Exporter

3.7.1 類圖

3.8 ExporterListener

3.8.1 類圖

3.9 InvokerListener

3.9.1 類圖

4、總結

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