dubbo框架设计介绍

简介

Dubbo是阿里巴巴公司开源的一个高性能优秀的服务框架，使得应用可通过高性能的 RPC 实现服务的输出和输入功能，可以和Spring框架无缝集成。它提供了三大核心能力：面向接口的远程方法调用，智能容错和负载均衡，以及服务自动注册和发现。相信国内用dubbo的互联网公司还是很多的，springcloud虽然是挂靠在鼎鼎大名的spring团队下，但是感觉国内使用的公司没有使用dubbo的多，而且现在dubbo重新启动维护，加上捐给了apache基金会，以后的发展前途也是一片敞亮，dubbo与springcloud的区别和各自的优缺点可以参看这篇Dubbo和Spring Cloud微服务架构对比，感觉分析的还是挺到位的。总的来说，可以概括为，springcloud涵盖的微服务概念和组件更广泛，是一整套的解决方案；而dubbo只是完成了微服务中某些部分的功能，但是两者也都是各有所长的，具体用哪个框架还是仁者见仁智者见智。

整体设计

既然能够开源出来，那源代码一定是有着很深的功力的，不然不是丢脸么，dubbo的整体设计也是深刻贯彻了分层的思想，每一层各司其职。盗用官网的一张图：

其实刚开始看到这么一张图的时候，我是一脸懵逼的，这讲的啥啊，红红蓝蓝绿绿的，一个完整的方块愣是被横一刀竖一刀划得乱七八糟，还有各种箭头指向来指向去的。但是对于一个比较复杂的系统或者框架来讲，分层是一个重要的概念。这就跟我们搞web应用一样，为什么要搞ssh，ssm呢？就是要把每一层负责的任务或者功能从整体中抽象出来，然后各自干各自的，这样自己内部的事情可以内部消化，不对外部的其他层产生影响，整个系统就会变得可维护也易理解。接着来分析这张图

官网图例说明：

• 图中左边淡蓝背景的为服务消费方使用的接口，右边淡绿色背景的为服务提供方使用的接口，位于中轴线上的为双方都用到的接口。
• 图中从下至上分为十层，各层均为单向依赖，右边的黑色箭头代表层之间的依赖关系，每一层都可以剥离上层被复用，其中，Service 和 Config 层为 API，其它各层均为 SPI。
• 图中绿色小块的为扩展接口，蓝色小块为实现类，图中只显示用于关联各层的实现类。
• 图中蓝色虚线为初始化过程，即启动时组装链，红色实线为方法调用过程，即运行时调时链，紫色三角箭头为继承，可以把子类看作父类的同一个节点，线上的文字为调用的方法。

各层说明

• service 服务层：这一层是用户自己编写的，不管是服务的接口还是服务的实现。从整体设计图可以看到，接口是提供方和消费方共同使用的，而实现则只在提供方，并不暴露给消费方。这也与我们平时的使用认知相符，服务提供方将接口单独打成一个jar包让消费方使用。

• config 配置层：对外配置接口，以 ServiceConfig, ReferenceConfig 为中心，可以直接初始化配置类，也可以通过 spring 解析配置生成配置类。dubbo-config下面包含了config-api和config-spring两个子模块，分别对应了两种配置生成方式。配置类会包含协议、url等信息，是一个比较重的对象。

• proxy 服务代理层：服务接口透明代理，生成服务的客户端 Stub 和服务器端 Skeleton, 以 ServiceProxy 为中心，扩展接口为 ProxyFactory。可以看整体设计图，Invoker其实就是负责调用服务提供方真实服务的一个代理，而Proxy则是在消费方负责调用提供方服务的一个代理。

• registry 注册中心层：封装服务地址的注册与发现，以服务 URL 为中心，扩展接口为 RegistryFactory, Registry, RegistryService。

• cluster 路由层：封装多个提供者的路由及负载均衡，并桥接注册中心，以 Invoker 为中心，扩展接口为 Cluster, Directory, Router, LoadBalance。相当于将集群封装为单个节点，这样外部就可以像单体调用一样处理，不需要考虑集群的情况(比如多个提供方的情况)

• monitor 监控层：RPC 调用次数和调用时间监控，以 Statistics 为中心，扩展接口为 MonitorFactory, Monitor, MonitorService。会有一些服务调用信息的统计。

• protocol 远程调用层：封装 RPC 调用，以 Invocation, Result 为中心，扩展接口为 Protocol, Invoker, Exporter。对协议的封装，dubbo支持多种协议，默认是dubbo协议。

• exchange 信息交换层：封装请求响应模式，同步转异步，以 Request, Response 为中心，扩展接口为 Exchanger, ExchangeChannel, ExchangeClient, ExchangeServer。

• transport 网络传输层：抽象 mina 和 netty 为统一接口，以 Message 为中心，扩展接口为 Channel, Transporter, Client, Server, Codec。

• serialize 数据序列化层：可复用的一些工具，扩展接口为 Serialization, ObjectInput, ObjectOutput, ThreadPool。dubbo的序列化也支持多种协议。

官网关系说明

• 在 RPC 中，Protocol 是核心层，也就是只要有 Protocol + Invoker + Exporter 就可以完成非透明的 RPC 调用，然后在 Invoker 的主过程上 Filter 拦截点。

• 图中的 Consumer 和 Provider是抽象概念，只是想让看图者更直观的了解哪些类分属于客户端与服务器端，不用 Client 和 Server 的原因是 Dubbo 在很多场景下都使用 Provider, Consumer, Registry, Monitor 划分逻辑拓普节点，保持统一概念。

• 而 Cluster 是外围概念，所以 Cluster 的目的是将多个 Invoker 伪装成一个 Invoker，这样其它人只要关注 Protocol 层 Invoker 即可，加上 Cluster 或者去掉 Cluster 对其它层都不会造成影响，因为只有一个提供者时，是不需要 Cluster 的。

• Proxy 层封装了所有接口的透明化代理，而在其它层都以 Invoker 为中心，只有到了暴露给用户使用时，才用 Proxy 将 Invoker 转成接口，或将接口实现转成 Invoker，也就是去掉 Proxy 层 RPC 是可以 Run 的，只是不那么透明，不那么看起来像调本地服务一样调远程服务。

• 而 Remoting 实现是 Dubbo 协议的实现，如果你选择 RMI 协议，整个 Remoting 都不会用上，Remoting 内部再划为 Transport 传输层和 Exchange 信息交换层，Transport 层只负责单向消息传输，是对 Mina, Netty, Grizzly 的抽象，它也可以扩展 UDP 传输，而 Exchange 层是在传输层之上封装了 Request-Response 语义。

• Registry 和 Monitor 实际上不算一层，而是一个独立的节点，只是为了全局概览，用层的方式画在一起。

模块说明

这里官网的模块说明应该是基于较早的版本，现在dubbo最新的版本是2.7.1，模块的划分更细了。

• dubbo-compatible 兼容以前版本的模块：捐给apache后dubbo的包路径变了，这个模块还保留了以前路径的类，但都不建议使用了。

• dubbo-common 公共逻辑模块：包括 Util 类和通用模型。

• dubbo-remoting 远程通讯模块：相当于 Dubbo 协议的实现，如果 RPC 用 RMI协议则不需要使用此包。

  • dubbo-remoting-api
  • dubbo-remoting-etcd3
  • dubbo-remoting-grizzly
  • dubbo-remoting-http
  • dubbo-remoting-mina
  • dubbo-remoting-netty
  • dubbo-remoting-netty4
  • dubbo-remoting-p2p
  • dubbo-remoting-zookeeper

• dubbo-rpc 远程调用模块：抽象各种协议，以及动态代理，只包含一对一的调用，不关心集群的管理。

  • dubbo-rpc-api
  • dubbo-rpc-dubbo
  • dubbo-rpc-hessian
  • dubbo-rpc-http
  • dubbo-rpc-injvm
  • dubbo-rpc-memcached
  • dubbo-rpc-redis
  • dubbo-rpc-rest
  • dubbo-rpc-rmi
  • dubbo-rpc-thrift
  • dubbo-rpc-webservice

• dubbo-cluster 集群模块：将多个服务提供方伪装为一个提供方，包括：负载均衡, 容错，路由等，集群的地址列表可以是静态配置的，也可以是由注册中心下发。

• dubbo-registry 注册中心模块：基于注册中心下发地址的集群方式，以及对各种注册中心的抽象。

  • dubbo-registry-api
  • dubbo-registry-consul
  • dubbo-registry-default
  • dubbo-registry-etcd3
  • dubbo-registry-multicast
  • dubbo-registry-nacos
  • dubbo-registry-redis
  • dubbo-registry-zookeeper

• dubbo-monitor 监控模块：统计服务调用次数，调用时间的，调用链跟踪的服务。

  • dubbo-monitor-api
  • dubbo-monitor-default

• dubbo-config 配置模块：是 Dubbo 对外的 API，用户通过 Config 使用Dubbo，隐藏 Dubbo 所有细节。

  • dubbo-config-api
  • dubbo-config-spring：与spring集成的配置

• dubbo-container 容器模块：是一个 Standlone 的容器，以简单的 Main 加载 Spring 启动，因为服务通常不需要 Tomcat/JBoss 等 Web 容器的特性，没必要用 Web 容器去加载服务。

  • dubbo-container-api：启动容器的主模块
  • dubbo-container-log4j
  • dubbo-container-logback
  • dubbo-container-spring

• dubbo-configcenter 配置中心模块：dubbo支持多种配置中心

  • dubbo-configcenter-api：相当于不用配置中心，不使用动态配置
  • dubbo-configcenter-etcd：使用Raft算法的分布式KV存储系统
  • dubbo-configcenter-consul
  • dubbo-configcenter-apollo
  • dubbo-configcenter-zookeeper

• dubbo-filter 过滤器模块：从整体设计图可以看到，dubbo服务的调用在提供方和消费方都支持filter

  • dubbo-filter-cache：支持对服务调用返回值的缓存
  • dubbo-filter-validation：校验器逻辑

• dubbo-metadata-report 元数据上报模块

  • dubbo-metadata-definition
  • dubbo-metadata-report-api
  • dubbo-metadata-report-consul
  • dubbo-metadata-report-redis
  • dubbo-metadata-report-zookeeper

• dubbo-plugin 插件模块

  • dubbo-plugin

• dubbo-serialization 序列化模块

  • dubbo-serialization-api
  • dubbo-serialization-fastjson
  • dubbo-serialization-fst
  • dubbo-serialization-hessian2
  • dubbo-serialization-jdk
  • dubbo-serialization-kryo
  • dubbo-serialization-protostuff

依赖关系

调用链

领域模型

在 Dubbo 的核心领域模型中：

• Protocol 是服务域，它是 Invoker 暴露和引用的主功能入口，它负责 Invoker 的生命周期管理。
• Invoker 是实体域，它是 Dubbo 的核心模型，其它模型都向它靠扰，或转换成它，它代表一个可执行体，可向它发起 invoke 调用，它有可能是一个本地的实现，也可能是一个远程的实现，也可能一个集群实现。
• Invocation 是会话域，它持有调用过程中的变量，比如方法名，参数等。