8.1 简介
Dubbo服务调用过程较为复杂，包含众多步骤，如发送请求、编解码、服务降级、过滤器链处理、序列化、线程派发以及响应请求等。
8.1 源码分析
源码分析前，我们先通过一张图了解Dubbo服务调用过程：
调用过程
首先消费者通过代理对象Proxy发起远程调用，接着通过网络客户端Client将编码后的请求发送给服务提供方的网络层，即Server。Server在收到请求后，首先对数据包进行解码，然后将解码后的请求发送给分发起Dispatcher，再由分发起将请求派发到指定的线程池，最后由线程池调用具体的服务。
8.1.1 服务调用方式
Dubbo支持同步和异步两种调用方式，其中异步调用还可细分为“有返回值”的异步调用和“无返回值”的异步调用。所谓“无返回值”异步调用是指服务消费方只管调用，不关心调用结果，此时Dubbo会直接返回一个空的RpcResult。若要使用异步特性，需要服务消费方手动进行配置。
下面我们将使用Dubbo官方提供的Demo分析整个调用过程，我们从DemoService接口的代理类开始进行分析。Dubbo默认使用Javassist为服务接口生成动态代理类，因此我们需要现将代理类反编译才能看到代码：
/**
* Arthas 反编译步骤：
* 1. 启动 Arthas
* java -jar arthas-boot.jar
*
* 2. 输入编号选择进程
* Arthas 启动后，会打印 Java 应用进程列表，如下：
* [1]: 11232 org.jetbrains.jps.cmdline.Launcher
* [2]: 22370 org.jetbrains.jps.cmdline.Launcher
* [3]: 22371 com.alibaba.dubbo.demo.consumer.Consumer
* [4]: 22362 com.alibaba.dubbo.demo.provider.Provider
* [5]: 2074 org.apache.zookeeper.server.quorum.QuorumPeerMain
* 这里输入编号 3，让 Arthas 关联到启动类为 com.....Consumer 的 Java 进程上
*
* 3. 由于 Demo 项目中只有一个服务接口，因此此接口的代理类类名为 proxy0，此时使用 sc 命令搜索这个类名。
* $ sc *.proxy0
* com.alibaba.dubbo.common.bytecode.proxy0
*
* 4. 使用 jad 命令反编译 com.alibaba.dubbo.common.bytecode.proxy0
* $ jad com.alibaba.dubbo.common.bytecode.proxy0
*
* 更多使用方法请参考 Arthas 官方文档：
* https://alibaba.github.io/arthas/quick-start.html
*/
public class proxy0 implements ClassGenerator.DC, EchoService, DemoService {
// 方法数组
public static Method[] methods;
private InvocationHandler handler;
public proxy0(InvocationHandler invocationHandler) {
this.handler = invocationHandler;
}
public proxy0() {
}
public String sayHello(String string) {
// 将参数存储到 Object 数组中
Object[] arrobject = new Object[]{string};
// 调用 InvocationHandler 实现类的 invoke 方法得到调用结果
Object object = this.handler.invoke(this, methods[0], arrobject);
// 返回调用结果
return (String)object;
}
/** 回声测试方法 */
public Object $echo(Object object) {
Object[] arrobject = new Object[]{object};
Object object2 = this.handler.invoke(this, methods[1], arrobject);
return object2;
}
}
如上，代理类的逻辑比较简单，首先将运行时参数存储到数组中，然后调用InvocationHandler接口实现类的invoke方法，得到调用结果，最后将结果强制类型转换并返回。接下来我们看InvocationHandler的源码：
public class InvokerInvocationHandler implements InvocationHandler {
private final Invoker<?> invoker;
public InvokerInvocationHandler(Invoker<?> handler) {
this.invoker = handler;
}
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
String methodName = method.getName();
Class<?>[] parameterTypes = method.getParameterTypes();
// 如果是Object 类中的方法（未被子类重写），比如 wait/notify，直接调用
if (method.getDeclaringClass() == Object.class) {
return method.invoke(invoker, args);
}
// 如果 toString、hashCode 和 equals 等方法被子类重写了，这里也直接调用
if ("toString".equals(methodName) && parameterTypes.length == 0) {
return invoker.toString();
}
if ("hashCode".equals(methodName) && parameterTypes.length == 0) {
return invoker.hashCode();
}
if ("equals".equals(methodName) && parameterTypes.length == 1) {
return invoker.equals(args[0]);
}
// 将 method 和 args 封装到 RpcInvocation 中，并执行后续的调用
return invoker.invoke(new RpcInvocation(method, args)).recreate();
}
}
此处要注意InvokerInvocationHandler中的成员变量invoker在集群中实际类型为MockClusterInvoker(具体代码在服务引用那一章，ReferenceConfig的createProxy方法，对于多个提供者的时候使用SPI包装扩展MockClusterWrapper创建invoker)，而MockClusterInvoker内部就封装了服务降级逻辑，MockClusterInvoker是对FailoverClusterInvoker的一层包装，具体这些会在下一篇集群相关章节中分析。这里先直接分析DubboInvoker这种直连方式的实现。
ublic abstract class AbstractInvoker<T> implements Invoker<T> {
public Result invoke(Invocation inv) throws RpcException {
if (destroyed.get()) {
throw new RpcException("Rpc invoker for service ...");
}
RpcInvocation invocation = (RpcInvocation) inv;
// 设置 Invoker
invocation.setInvoker(this);
if (attachment != null && attachment.size() > 0) {
// 设置 attachment
invocation.addAttachmentsIfAbsent(attachment);
}
Map<String, String> contextAttachments = RpcContext.getContext().getAttachments();
if (contextAttachments != null && contextAttachments.size() != 0) {
// 添加 contextAttachments 到 RpcInvocation#attachment 变量中
invocation.addAttachments(contextAttachments);
}
if (getUrl().getMethodParameter(invocation.getMethodName(), Constants.ASYNC_KEY, false)) {
// 设置异步信息到 RpcInvocation#attachment 中
invocation.setAttachment(Constants.ASYNC_KEY, Boolean.TRUE.toString());
}
RpcUtils.attachInvocationIdIfAsync(getUrl(), invocation);
try {
// 抽象方法，由子类实现
return doInvoke(invocation);
} catch (InvocationTargetException e) {
// ...
} catch (RpcException e) {
// ...
} catch (Throwable e) {
return new RpcResult(e);
}
}
protected abstract Result doInvoke(Invocation invocation) throws Throwable;
// 省略其他方法
}
上面的代码来自AbstractInvoker类，其中大部分代码用于添加信息到RpcInvocation#attachment变量中，添加完毕后，调用doInvoke执行后续的调用，这是一个抽象方法，直连由DubboInvoker实现：
public class DubboInvoker<T> extends AbstractInvoker<T> {
private final ExchangeClient[] clients;
protected Result doInvoke(final Invocation invocation) throws Throwable {
RpcInvocation inv = (RpcInvocation) invocation;
final String methodName = RpcUtils.getMethodName(invocation);
// 设置 path 和 version 到 attachment 中
inv.setAttachment(Constants.PATH_KEY, getUrl().getPath());
inv.setAttachment(Constants.VERSION_KEY, version);
ExchangeClient currentClient;
if (clients.length == 1) {
// 从 clients 数组中获取 ExchangeClient
currentClient = clients[0];
} else {
currentClient = clients[index.getAndIncrement() % clients.length];
}
try {
// 获取异步配置
boolean isAsync = RpcUtils.isAsync(getUrl(), invocation);
// isOneway 为 true，表示“单向”通信
boolean isOneway = RpcUtils.isOneway(getUrl(), invocation);
int timeout = getUrl().getMethodParameter(methodName, Constants.TIMEOUT_KEY, Constants.DEFAULT_TIMEOUT);
// 异步无返回值
if (isOneway) {
boolean isSent = getUrl().getMethodParameter(methodName, Constants.SENT_KEY, false);
// 发送请求
currentClient.send(inv, isSent);
// 设置上下文中的 future 字段为 null
RpcContext.getContext().setFuture(null);
// 返回一个空的 RpcResult
return new RpcResult();
}
// 异步有返回值
else if (isAsync) {
// 发送请求，并得到一个 ResponseFuture 实例
ResponseFuture future = currentClient.request(inv, timeout);
// 设置 future 到上下文中
RpcContext.getContext().setFuture(new FutureAdapter<Object>(future));
// 暂时返回一个空结果
return new RpcResult();
}
// 同步调用
else {
RpcContext.getContext().setFuture(null);
// 发送请求，得到一个 ResponseFuture 实例，并调用该实例的 get 方法进行等待
return (Result) currentClient.request(inv, timeout).get();
}
} catch (TimeoutException e) {
throw new RpcException(..., "Invoke remote method timeout....");
} catch (RemotingException e) {
throw new RpcException(..., "Failed to invoke remote method: ...");
}
}
// 省略其他方法
}
上面的代码包含了Dubbo对同步和异步调用的处理逻辑，搞懂了上面的代码，会对Dubbo的同步和异步调用方式又更深入的了解。Dubbo实现同步和异步调用比较关键的一点是在于由谁来调用ResponseFuture的get方法：同步模式下，由框架自身调用ResponseFuture的get方法。异步调用模式下，则由用户调用该方法。ResponseFuture是一个接口，我们来看一下它的默认实现类DefaultFuture：
ResponseFuture 的 get 方法。异步调用模式下，则由用户调用该方法。ResponseFuture 是一个接口，下面我们来看一下它的默认实现类 DefaultFuture 的源码。
public class DefaultFuture implements ResponseFuture {
private static final Map<Long, Channel> CHANNELS =
new ConcurrentHashMap<Long, Channel>();
private static final Map<Long, DefaultFuture> FUTURES =
new ConcurrentHashMap<Long, DefaultFuture>();
private final long id;
private final Channel channel;
private final Request request;
private final int timeout;
private final Lock lock = new ReentrantLock();
private final Condition done = lock.newCondition();
private volatile Response response;
public DefaultFuture(Channel channel, Request request, int timeout) {
this.channel = channel;
this.request = request;
// 获取请求 id，这个 id 很重要，后面还会见到
this.id = request.getId();
this.timeout = timeout > 0 ? timeout : channel.getUrl().getPositiveParameter(Constants.TIMEOUT_KEY, Constants.DEFAULT_TIMEOUT);
// 存储 <requestId, DefaultFuture> 映射关系到 FUTURES 中
FUTURES.put(id, this);
CHANNELS.put(id, channel);
}
@Override
public Object get() throws RemotingException {
return get(timeout);
}
@Override
public Object get(int timeout) throws RemotingException {
if (timeout <= 0) {
timeout = Constants.DEFAULT_TIMEOUT;
}
// 检测服务提供方是否成功返回了调用结果
if (!isDone()) {
long start = System.currentTimeMillis();
lock.lock();
try {
// 循环检测服务提供方是否成功返回了调用结果
while (!isDone()) {
// 如果调用结果尚未返回，这里等待一段时间
done.await(timeout, TimeUnit.MILLISECONDS);
// 如果调用结果成功返回，或等待超时，此时跳出 while 循环，执行后续的逻辑
if (isDone() || System.currentTimeMillis() - start > timeout) {
break;
}
}
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
} finally {
lock.unlock();
}
// 如果调用结果仍未返回，则抛出超时异常
if (!isDone()) {
throw new TimeoutException(sent > 0, channel, getTimeoutMessage(false));
}
}
// 返回调用结果
return returnFromResponse();
}
@Override
public boolean isDone() {
// 通过检测 response 字段为空与否，判断是否收到了调用结果
return response != null;
}
private Object returnFromResponse() throws RemotingException {
Response res = response;
if (res == null) {
throw new IllegalStateException("response cannot be null");
}
// 如果调用结果的状态为 Response.OK，则表示调用过程正常，服务提供方成功返回了调用结果
if (res.getStatus() == Response.OK) {
return res.getResult();
}
// 抛出异常
if (res.getStatus() == Response.CLIENT_TIMEOUT || res.getStatus() == Response.SERVER_TIMEOUT) {
throw new TimeoutException(res.getStatus() == Response.SERVER_TIMEOUT, channel, res.getErrorMessage());
}
throw new RemotingException(channel, res.getErrorMessage());
}
// 省略其他方法
}
如上，当消费者还没接受到调用结果是，用户线程调用get方法会被阻塞住。同步调用模式下，框架获得DefaultFuture对象后，会理解调用get方法进行等待。而异步模式下则是将该对象封装到FutureAdapter实例中，并将FutureAdapter实例设置到RpcContext中，供用户使用。FutureAdapter是一个适配器，用于将Dubbo的ResposneFuture与jdk的Future进行适配，当用户线程调用Future的get方法，经过FutureAdapter适配，最终会调用ResponseFuture实现类对象的get方法，也就是DefaultFuture的get方法。
目前最新的代码不再使用ResposneFuture，而是使用jdk后来提供的CompletableFuture。
8.2 服务消费方发送请求
8.2.1 发送请求
先看同步模式下，服务消费方是如何发送调用请求的：
上图展示了服务消费方发送请求过程的部分调用栈，图中可以看出经过多次调用后，才将请求数据送至NettyNioClientSocketChannel，这样做的原因是通过Exchange层为框架引入Request和Response语义。我们先来分析ReferenceCountExchangeClient的源码：
final class ReferenceCountExchangeClient implements ExchangeClient {
private final URL url;
private final AtomicInteger referenceCount = new AtomicInteger(0);
public ReferenceCountExchangeClient(ExchangeClient client, ConcurrentMap<String, LazyConnectExchangeClient> ghostClientMap) {
this.client = client;
// 引用计数自增
referenceCount.incrementAndGet();
this.url = client.getUrl();
// ...
}
@Override
public ResponseFuture request(Object request) throws RemotingException {
// 直接调用被装饰对象的同签名方法
return client.request(request);
}
@Override
public ResponseFuture request(Object request, int timeout) throws RemotingException {
// 直接调用被装饰对象的同签名方法
return client.request(request, timeout);
}
/** 引用计数自增，该方法由外部调用 */
public void incrementAndGetCount() {
// referenceCount 自增
referenceCount.incrementAndGet();
}
@Override
public void close(int timeout) {
// referenceCount 自减
if (referenceCount.decrementAndGet() <= 0) {
if (timeout == 0) {
client.close();
} else {
client.close(timeout);
}
client = replaceWithLazyClient();
}
}
// 省略部分方法
}
ReferenceCountExchangeClient内部定义了一个引用技术变量referenceCount，每当其持有的client对象被引用一次都会进行自增。每当close方法被调用时，进行自减。这个类只是实现了一个引用技术的功能，其他方法均直接调用被装饰对象的方法，所以我们继续分析HeaderExchangeClient这个类：
ReferenceCountExchangeClient 的源码。
final class ReferenceCountExchangeClient implements ExchangeClient {
private final URL url;
private final AtomicInteger referenceCount = new AtomicInteger(0);
public ReferenceCountExchangeClient(ExchangeClient client, ConcurrentMap<String, LazyConnectExchangeClient> ghostClientMap) {
this.client = client;
// 引用计数自增
referenceCount.incrementAndGet();
this.url = client.getUrl();
// ...
}
@Override
public ResponseFuture request(Object request) throws RemotingException {
// 直接调用被装饰对象的同签名方法
return client.request(request);
}
@Override
public ResponseFuture request(Object request, int timeout) throws RemotingException {
// 直接调用被装饰对象的同签名方法
return client.request(request, timeout);
}
/** 引用计数自增，该方法由外部调用 */
public void incrementAndGetCount() {
// referenceCount 自增
referenceCount.incrementAndGet();
}
@Override
public void close(int timeout) {
// referenceCount 自减
if (referenceCount.decrementAndGet() <= 0) {
if (timeout == 0) {
client.close();
} else {
client.close(timeout);
}
client = replaceWithLazyClient();
}
}
// 省略部分方法
}
ReferenceCountExchangeClient 内部定义了一个引用计数变量 referenceCount，每当该对象被引用一次 referenceCount 都会进行自增。每当 close 方法被调用时，referenceCount 进行自减。ReferenceCountExchangeClient 内部仅实现了一个引用计数的功能，其他方法并无复杂逻辑，均是直接调用被装饰对象的相关方法。所以这里就不多说了，继续向下分析，这次是 HeaderExchangeClient。
public class HeaderExchangeClient implements ExchangeClient {
private static final ScheduledThreadPoolExecutor scheduled = new ScheduledThreadPoolExecutor(2, new NamedThreadFactory("dubbo-remoting-client-heartbeat", true));
private final Client client;
private final ExchangeChannel channel;
private ScheduledFuture<?> heartbeatTimer;
private int heartbeat;
private int heartbeatTimeout;
public HeaderExchangeClient(Client client, boolean needHeartbeat) {
if (client == null) {
throw new IllegalArgumentException("client == null");
}
this.client = client;
// 创建 HeaderExchangeChannel 对象
this.channel = new HeaderExchangeChannel(client);
// 以下代码均与心跳检测逻辑有关
String dubbo = client.getUrl().getParameter(Constants.DUBBO_VERSION_KEY);
this.heartbeat = client.getUrl().getParameter(Constants.HEARTBEAT_KEY, dubbo != null && dubbo.startsWith("1.0.") ? Constants.DEFAULT_HEARTBEAT : 0);
this.heartbeatTimeout = client.getUrl().getParameter(Constants.HEARTBEAT_TIMEOUT_KEY, heartbeat * 3);
if (heartbeatTimeout < heartbeat * 2) {
throw new IllegalStateException("heartbeatTimeout < heartbeatInterval * 2");
}
if (needHeartbeat) {
// 开启心跳检测定时器
startHeartbeatTimer();
}
}
@Override
public ResponseFuture request(Object request) throws RemotingException {
// 直接 HeaderExchangeChannel 对象的同签名方法
return channel.request(request);
}
@Override
public ResponseFuture request(Object request, int timeout) throws RemotingException {
// 直接 HeaderExchangeChannel 对象的同签名方法
return channel.request(request, timeout);
}
@Override
public void close() {
doClose();
channel.close();
}
private void doClose() {
// 停止心跳检测定时器
stopHeartbeatTimer();
}
private void startHeartbeatTimer() {
stopHeartbeatTimer();
if (heartbeat > 0) {
heartbeatTimer = scheduled.scheduleWithFixedDelay(
new HeartBeatTask(new HeartBeatTask.ChannelProvider() {
@Override
public Collection<Channel> getChannels() {
return Collections.<Channel>singletonList(HeaderExchangeClient.this);
}
}, heartbeat, heartbeatTimeout),
heartbeat, heartbeat, TimeUnit.MILLISECONDS);
}
}
private void stopHeartbeatTimer() {
if (heartbeatTimer != null && !heartbeatTimer.isCancelled()) {
try {
heartbeatTimer.cancel(true);
scheduled.purge();
} catch (Throwable e) {
if (logger.isWarnEnabled()) {
logger.warn(e.getMessage(), e);
}
}
}
heartbeatTimer = null;
}
// 省略部分方法
}
HeaderExchangeClient很多方法都只有一行代码，即直接调用HeaderExchangeChannel 对象的方法。那么HeaderExchangeClient的用处是什么呢？其实只是封装了一些关于心跳检测的逻辑，所以我们还要进一步分析HeaderExchangeChannel的实现：
HeaderExchangeChannel 对象的同签名方法。那 HeaderExchangeClient 有什么用处呢？答案是封装了一些关于心跳检测的逻辑。心跳检测并非本文所关注的点，因此就不多说了，继续向下看。
final class HeaderExchangeChannel implements ExchangeChannel {
private final Channel channel;
HeaderExchangeChannel(Channel channel) {
if (channel == null) {
throw new IllegalArgumentException("channel == null");
}
// 这里的 channel 指向的是 NettyClient
this.channel = channel;
}
@Override
public ResponseFuture request(Object request) throws RemotingException {
return request(request, channel.getUrl().getPositiveParameter(Constants.TIMEOUT_KEY, Constants.DEFAULT_TIMEOUT));
}
@Override
public ResponseFuture request(Object request, int timeout) throws RemotingException {
if (closed) {
throw new RemotingException(..., "Failed to send request ...);
}
// 创建 Request 对象
Request req = new Request();
req.setVersion(Version.getProtocolVersion());
// 设置双向通信标志为 true
req.setTwoWay(true);
// 这里的 request 变量类型为 RpcInvocation
req.setData(request);
// 创建 DefaultFuture 对象
DefaultFuture future = new DefaultFuture(channel, req, timeout);
try {
// 调用 NettyClient 的 send 方法发送请求
channel.send(req);
} catch (RemotingException e) {
future.cancel();
throw e;
}
// 返回 DefaultFuture 对象
return future;
}
}
到这里，我们终于看到了Request语义，方法中首先创建一个Request对象，把RpcInvocation和一些其他信息放进Request中，然后将该对象传递给NettyClient的send方法，进行后续的调用。NettyClient的send方法实现直接继承自AbstractPeer类：
w DefaultFuture(channel, req, timeout);
try {
// 调用 NettyClient 的 send 方法发送请求
channel.send(req);
} catch (RemotingException e) {
future.cancel();
throw e;
}
// 返回 DefaultFuture 对象
return future;
}
}
到这里大家终于看到了 Request 语义了，上面的方法首先定义了一个 Request 对象，然后再将该对象传给 NettyClient 的 send 方法，进行后续的调用。需要说明的是，NettyClient 中并未实现 send 方法，该方法继承自父类 AbstractPeer，下面直接分析 AbstractPeer 的代码。
public abstract class AbstractPeer implements Endpoint, ChannelHandler {
@Override
public void send(Object message) throws RemotingException {
// 该方法由子类AbstractClient 类实现
send(message, url.getParameter(Constants.SENT_KEY, false));
}
// 省略其他方法
}
public abstract class AbstractClient extends AbstractEndpoint implements Client {
@Override
public void send(Object message, boolean sent) throws RemotingException {
if (send_reconnect && !isConnected()) {
connect();
}
// 获取 Channel，getChannel 是一个抽象方法，具体由子类实现
Channel channel = getChannel();
if (channel == null || !channel.isConnected()) {
throw new RemotingException(this, "message can not send ...");
}
// 继续向下调用
channel.send(message, sent);
}
protected abstract Channel getChannel();
// 省略其他方法
}
注意此处继承关系较多，NettyClient继承了AbstractClient，AbstractClient继承了AbstractEndpoint，AbstractEndpoint继承了AbstractPeer。
默认情况下，Dubbo使用Netty作为底层的通信框架，因此下面我们到NettyClient子类看一下getChannel方法的实现：
public class NettyClient extends AbstractClient {
// 这里的 Channel 全限定名称为 org.jboss.netty.channel.Channel
private volatile Channel channel;
@Override
protected com.alibaba.dubbo.remoting.Channel getChannel() {
Channel c = channel;
if (c == null || !c.isConnected())
return null;
// 获取一个 NettyChannel 类型对象
return NettyChannel.getOrAddChannel(c, getUrl(), this);
}
}
final class NettyChannel extends AbstractChannel {
private static final ConcurrentMap<org.jboss.netty.channel.Channel, NettyChannel> channelMap =
new ConcurrentHashMap<org.jboss.netty.channel.Channel, NettyChannel>();
private final org.jboss.netty.channel.Channel channel;
/** 私有构造方法 */
private NettyChannel(org.jboss.netty.channel.Channel channel, URL url, ChannelHandler handler) {
super(url, handler);
if (channel == null) {
throw new IllegalArgumentException("netty channel == null;");
}
this.channel = channel;
}
static NettyChannel getOrAddChannel(org.jboss.netty.channel.Channel ch, URL url, ChannelHandler handler) {
if (ch == null) {
return null;
}
// 尝试从集合中获取 NettyChannel 实例
NettyChannel ret = channelMap.get(ch);
if (ret == null) {
// 如果 ret = null，则创建一个新的 NettyChannel 实例
NettyChannel nc = new NettyChannel(ch, url, handler);
if (ch.isConnected()) {
// 将 <Channel, NettyChannel> 键值对存入 channelMap 集合中
ret = channelMap.putIfAbsent(ch, nc);
}
if (ret == null) {
ret = nc;
}
}
return ret;
}
}
获取到 NettyChannel 实例后，即可进行后续的调用。下面看一下 NettyChannel 的 send 方法。
public void send(Object message, boolean sent) throws RemotingException {
super.send(message, sent);
boolean success = true;
int timeout = 0;
try {
// 发送消息(包含请求和响应消息)
ChannelFuture future = channel.write(message);
// sent 的值源于 <dubbo:method sent="true/false" /> 中 sent 的配置值，有两种配置值：
// 1. true: 等待消息发出，消息发送失败将抛出异常
// 2. false: 不等待消息发出，将消息放入 IO 队列，即刻返回
// 默认情况下 sent = false；
if (sent) {
timeout = getUrl().getPositiveParameter(Constants.TIMEOUT_KEY, Constants.DEFAULT_TIMEOUT);
// 等待消息发出，若在规定时间没能发出，success 会被置为 false
success = future.await(timeout);
}
Throwable cause = future.getCause();
if (cause != null) {
throw cause;
}
} catch (Throwable e) {
throw new RemotingException(this, "Failed to send message ...");
}
// 若 success 为 false，这里抛出异常
if (!success) {
throw new RemotingException(this, "Failed to send message ...");
}
}
经历多次调用，到这里请求数据的发送过程就结束了，过程漫长。为了便于大家阅读代码，这里以 DemoService 为例，将 sayHello 方法的整个调用路径贴出来。
proxy0#sayHello(String)
—> InvokerInvocationHandler#invoke(Object, Method, Object[])
—> MockClusterInvoker#invoke(Invocation)
—> AbstractClusterInvoker#invoke(Invocation)
—> FailoverClusterInvoker#doInvoke(Invocation, List<Invoker<T>>, LoadBalance)
—> Filter#invoke(Invoker, Invocation) // 包含多个 Filter 调用
—> ListenerInvokerWrapper#invoke(Invocation)
—> AbstractInvoker#invoke(Invocation)
—> DubboInvoker#doInvoke(Invocation)
—> ReferenceCountExchangeClient#request(Object, int)
—> HeaderExchangeClient#request(Object, int)
—> HeaderExchangeChannel#request(Object, int)
—> AbstractPeer#send(Object)
—> AbstractClient#send(Object, boolean)
—> NettyChannel#send(Object, boolean)
—> NioClientSocketChannel#write(Object)
8.2.2 请求编码
了解netty的同学，很自然就想到，在前面invoker的调用到达NettyClient之后，对与编解码的处理肯定会通过NettyClient将负责编解码的ChannelHandler添加到netty的pipeline中，具体逻辑在NettyClient的doOpen方法：
image.png
如上，借助NettyCodecAdapter将Codec2接口借助SPI的方式加载编解码实现类构造出相对应的编解码ChannelHanlder。
具体编解码的实现以及Dubbo提供的SPI接口ChannelHandler和Dubbo实现netty提供的出站入站ChannelHandler是怎么关联的，可以参考上一篇的讲解。
8.3 服务提供方接收请求
8.3.1 请求解码
通过netty的channelHandler找到Codec2接口的实现类进行解码，具体实现参考上一篇。
8.3.2 调用服务
解码器将数据包解析成Request对象后，NettyHandler的messageReceived方法接收到这个对象，会继续向下传递。通过SPI的包装扩展，一步步传递给NettyServer、MultiMessagehandler、HeartbeatHandler以及AllChannelHandler。最终由AllChannelHandler将该对象分装到Runnable实现类对象中，并将Runnable放入线程池中执行后续的调用逻辑，整个调用栈如下：
NettyHandler#messageReceived(ChannelHandlerContext, MessageEvent)
—> AbstractPeer#received(Channel, Object)
—> MultiMessageHandler#received(Channel, Object)
—> HeartbeatHandler#received(Channel, Object)
—> AllChannelHandler#received(Channel, Object)
—> ExecutorService#execute(Runnable) // 由线程池执行后续的调用逻辑
我们直接来看一下最后一个处理器AllChannelHandler的逻辑，它是一个将所有消息都派发到业务线程池去执行的策略：
public class AllChannelHandler extends WrappedChannelHandler {
public AllChannelHandler(ChannelHandler handler, URL url) {
super(handler, url);
}
/** 处理连接事件 */
@Override
public void connected(Channel channel) throws RemotingException {
// 获取线程池
ExecutorService cexecutor = getExecutorService();
try {
// 将连接事件派发到线程池中处理
cexecutor.execute(new ChannelEventRunnable(channel, handler, ChannelState.CONNECTED));
} catch (Throwable t) {
throw new ExecutionException(..., " error when process connected event .", t);
}
}
/** 处理断开事件 */
@Override
public void disconnected(Channel channel) throws RemotingException {
ExecutorService cexecutor = getExecutorService();
try {
cexecutor.execute(new ChannelEventRunnable(channel, handler, ChannelState.DISCONNECTED));
} catch (Throwable t) {
throw new ExecutionException(..., "error when process disconnected event .", t);
}
}
/** 处理请求和响应消息，这里的 message 变量类型可能是 Request，也可能是 Response */
@Override
public void received(Channel channel, Object message) throws RemotingException {
ExecutorService cexecutor = getExecutorService();
try {
// 将请求和响应消息派发到线程池中处理
cexecutor.execute(new ChannelEventRunnable(channel, handler, ChannelState.RECEIVED, message));
} catch (Throwable t) {
if(message instanceof Request && t instanceof RejectedExecutionException){
Request request = (Request)message;
// 如果通信方式为双向通信，此时将 Server side ... threadpool is exhausted
// 错误信息封装到 Response 中，并返回给服务消费方。
if(request.isTwoWay()){
String msg = "Server side(" + url.getIp() + "," + url.getPort()
+ ") threadpool is exhausted ,detail msg:" + t.getMessage();
Response response = new Response(request.getId(), request.getVersion());
response.setStatus(Response.SERVER_THREADPOOL_EXHAUSTED_ERROR);
response.setErrorMessage(msg);
// 返回包含错误信息的 Response 对象
channel.send(response);
return;
}
}
throw new ExecutionException(..., " error when process received event .", t);
}
}
/** 处理异常信息 */
@Override
public void caught(Channel channel, Throwable exception) throws RemotingException {
ExecutorService cexecutor = getExecutorService();
try {
cexecutor.execute(new ChannelEventRunnable(channel, handler, ChannelState.CAUGHT, exception));
} catch (Throwable t) {
throw new ExecutionException(..., "error when process caught event ...");
}
}
}
如上，请求对象会被封装到ChannelEventRunnable中，该类将会是服务调用过程的新起点，所以接下来我们以它为起点向下探索：
public class ChannelEventRunnable implements Runnable {
private final ChannelHandler handler;
private final Channel channel;
private final ChannelState state;
private final Throwable exception;
private final Object message;
@Override
public void run() {
// 检测通道状态，对于请求或响应消息，此时 state = RECEIVED
if (state == ChannelState.RECEIVED) {
try {
// 将 channel 和 message 传给 ChannelHandler 对象，进行后续的调用
// 注意这个handler是AllChannelHandler传过来的，
// AllChannelHandler本身是handlerWrapper，通过把其包装的handler传递给ChannelEventRunnable，
// 使其能够在线程池中继续handler(还有多层包装)的处理
handler.received(channel, message);
} catch (Exception e) {
logger.warn("... operation error, channel is ... message is ...");
}
}
// 其他消息类型通过 switch 进行处理
else {
switch (state) {
case CONNECTED:
try {
handler.connected(channel);
} catch (Exception e) {
logger.warn("... operation error, channel is ...");
}
break;
case DISCONNECTED:
// ...
case SENT:
// ...
case CAUGHT:
// ...
default:
logger.warn("unknown state: " + state + ", message is " + message);
}
}
}
}
接下来，AllChannelHandler给ChannelEventRunnable传递的handler是DecodeHandler：
DecodeHandler extends AbstractChannelHandlerDelegate {
public DecodeHandler(ChannelHandler handler) {
super(handler);
}
@Override
public void received(Channel channel, Object message) throws RemotingException {
if (message instanceof Decodeable) {
// 对 Decodeable 接口实现类对象进行解码
decode(message);
}
if (message instanceof Request) {
// 对 Request 的 data 字段进行解码
decode(((Request) message).getData());
}
if (message instanceof Response) {
// 对 Request 的 result 字段进行解码
decode(((Response) message).getResult());
}
// 执行后续逻辑
handler.received(channel, message);
}
private void decode(Object message) {
// Decodeable 接口目前有两个实现类，
// 分别为 DecodeableRpcInvocation 和 DecodeableRpcResult
if (message != null && message instanceof Decodeable) {
try {
// 执行解码逻辑
((Decodeable) message).decode();
} catch (Throwable e) {
if (log.isWarnEnabled()) {
log.warn("Call Decodeable.decode failed: " + e.getMessage(), e);
}
}
}
}
}
DecodeHandler对消息进行解码，然后继续调用其包装的下一个handler的received方法，即HeaderExchangeHandler：
public class HeaderExchangeHandler implements ChannelHandlerDelegate {
private final ExchangeHandler handler;
public HeaderExchangeHandler(ExchangeHandler handler) {
if (handler == null) {
throw new IllegalArgumentException("handler == null");
}
this.handler = handler;
}
@Override
public void received(Channel channel, Object message) throws RemotingException {
channel.setAttribute(KEY_READ_TIMESTAMP, System.currentTimeMillis());
ExchangeChannel exchangeChannel = HeaderExchangeChannel.getOrAddChannel(channel);
try {
// 处理请求对象
if (message instanceof Request) {
Request request = (Request) message;
if (request.isEvent()) {
// 处理事件
handlerEvent(channel, request);
}
// 处理普通的请求
else {
// 双向通信
if (request.isTwoWay()) {
// 向后调用服务，并得到调用结果
Response response = handleRequest(exchangeChannel, request);
// 将调用结果返回给服务消费端
channel.send(response);
}
// 如果是单向通信，仅向后调用指定服务即可，无需返回调用结果
else {
handler.received(exchangeChannel, request.getData());
}
}
}
// 处理响应对象，服务消费方会执行此处逻辑，后面分析
else if (message instanceof Response) {
handleResponse(channel, (Response) message);
} else if (message instanceof String) {
// telnet 相关，忽略
} else {
handler.received(exchangeChannel, message);
}
} finally {
HeaderExchangeChannel.removeChannelIfDisconnected(channel);
}
}
Response handleRequest(ExchangeChannel channel, Request req) throws RemotingException {
Response res = new Response(req.getId(), req.getVersion());
// 检测请求是否合法，不合法则返回状态码为 BAD_REQUEST 的响应
if (req.isBroken()) {
Object data = req.getData();
String msg;
if (data == null)
msg = null;
else if
(data instanceof Throwable) msg = StringUtils.toString((Throwable) data);
else
msg = data.toString();
res.setErrorMessage("Fail to decode request due to: " + msg);
// 设置 BAD_REQUEST 状态
res.setStatus(Response.BAD_REQUEST);
return res;
}
// 获取 data 字段值，也就是 RpcInvocation 对象
Object msg = req.getData();
try {
// 继续向下调用
Object result = handler.reply(channel, msg);
// 设置 OK 状态码
res.setStatus(Response.OK);
// 设置调用结果
res.setResult(result);
} catch (Throwable e) {
// 若调用过程出现异常，则设置 SERVICE_ERROR，表示服务端异常
res.setStatus(Response.SERVICE_ERROR);
res.setErrorMessage(StringUtils.toString(e));
}
return res;
}
}
到这里，我们看到了比较清晰的请求和响应逻辑，对于双向通信，HeaderExchangeHandler首先向后调用，得到调用结果，然后将调用结果封装到Response对象，最后返回给服务消费方。如果请求不合法或者调用失败，则将错误信息封装到Response对象，并返回给服务消费方。接下来，我们把剩余的调用过程分析完，下一个handler是DubboProtocol中的匿名类ExchangeHandlerAdapter(这里有点糊涂，匿名类不可能通过spi包装，难道整个包装是通过dispatcher=all配置项手动包装的？)
ExchangeHandlerAdapter() {
@Override
public Object reply(ExchangeChannel channel, Object message) throws RemotingException {
if (message instanceof Invocation) {
Invocation inv = (Invocation) message;
// 获取 Invoker 实例
Invoker<?> invoker = getInvoker(channel, inv);
if (Boolean.TRUE.toString().equals(inv.getAttachments().get(IS_CALLBACK_SERVICE_INVOKE))) {
// 回调相关，忽略
}
RpcContext.getContext().setRemoteAddress(channel.getRemoteAddress());
// 通过 Invoker 调用具体的服务
return invoker.invoke(inv);
}
throw new RemotingException(channel, "Unsupported request: ...");
}
// 忽略其他方法
}
Invoker<?> getInvoker(Channel channel, Invocation inv) throws RemotingException {
// 忽略回调和本地存根相关逻辑
// ...
int port = channel.getLocalAddress().getPort();
// 计算 service key，格式为 groupName/serviceName:serviceVersion:port。比如：
// dubbo/com.alibaba.dubbo.demo.DemoService:1.0.0:20880
String serviceKey = serviceKey(port, path, inv.getAttachments().get(Constants.VERSION_KEY), inv.getAttachments().get(Constants.GROUP_KEY));
// 从 exporterMap 查找与 serviceKey 相对应的 DubboExporter 对象，
// 服务导出过程中会将 <serviceKey, DubboExporter> 映射关系存储到 exporterMap 集合中
DubboExporter<?> exporter = (DubboExporter<?>) exporterMap.get(serviceKey);
if (exporter == null)
throw new RemotingException(channel, "Not found exported service ...");
// 获取 Invoker 对象，并返回
return exporter.getInvoker();
}
// 忽略其他方法
}
以上逻辑用于获取与指定服务对应的 Invoker 实例，并通过 Invoker 的 invoke 方法调用服务逻辑。invoke 方法定义在 AbstractProxyInvoker 中，代码如下：
public abstract class AbstractProxyInvoker<T> implements Invoker<T> {
@Override
public Result invoke(Invocation invocation) throws RpcException {
try {
// 调用 doInvoke 执行后续的调用，并将调用结果封装到 RpcResult 中，并
return new RpcResult(doInvoke(proxy, invocation.getMethodName(), invocation.getParameterTypes(), invocation.getArguments()));
} catch (InvocationTargetException e) {
return new RpcResult(e.getTargetException());
} catch (Throwable e) {
throw new RpcException("Failed to invoke remote proxy method ...");
}
}
protected abstract Object doInvoke(T proxy, String methodName, Class<?>[] parameterTypes, Object[] arguments) throws Throwable;
}
如上，doInvoke 是一个抽象方法，这个需要由具体的 Invoker 实例实现。Invoker 实例是在运行时通过 JavassistProxyFactory 创建的，创建逻辑如下：
public class JavassistProxyFactory extends AbstractProxyFactory {
// 省略其他方法
@Override
public <T> Invoker<T> getInvoker(T proxy, Class<T> type, URL url) {
final Wrapper wrapper = Wrapper.getWrapper(proxy.getClass().getName().indexOf('$') < 0 ? proxy.getClass() : type);
// 创建匿名类对象
return new AbstractProxyInvoker<T>(proxy, type, url) {
@Override
protected Object doInvoke(T proxy, String methodName,
Class<?>[] parameterTypes,
Object[] arguments) throws Throwable {
// 调用 invokeMethod 方法进行后续的调用
return wrapper.invokeMethod(proxy, methodName, parameterTypes, arguments);
}
};
}
}
Wrapper 是一个抽象类，其中 invokeMethod 是一个抽象方法。Dubbo 会在运行时通过 Javassist 框架为 Wrapper 生成实现类，并实现 invokeMethod 方法，该方法最终会根据调用信息调用具体的服务。以 DemoServiceImpl 为例，Javassist 为其生成的代理类如下。
/** Wrapper0 是在运行时生成的，大家可使用 Arthas 进行反编译 */
public class Wrapper0 extends Wrapper implements ClassGenerator.DC {
public static String[] pns;
public static Map pts;
public static String[] mns;
public static String[] dmns;
public static Class[] mts0;
// 省略其他方法
public Object invokeMethod(Object object, String string, Class[] arrclass, Object[] arrobject) throws InvocationTargetException {
DemoService demoService;
try {
// 类型转换
demoService = (DemoService)object;
}
catch (Throwable throwable) {
throw new IllegalArgumentException(throwable);
}
try {
// 根据方法名调用指定的方法
if ("sayHello".equals(string) && arrclass.length == 1) {
return demoService.sayHello((String)arrobject[0]);
}
}
catch (Throwable throwable) {
throw new InvocationTargetException(throwable);
}
throw new NoSuchMethodException(new StringBuffer().append("Not found method \"").append(string).append("\" in class com.alibaba.dubbo.demo.DemoService.").toString());
}
}
到这里，整个服务调用过程就分析完了。最后把调用过程贴出来，如下：
ChannelEventRunnable#run()
—> DecodeHandler#received(Channel, Object)
—> HeaderExchangeHandler#received(Channel, Object)
—> HeaderExchangeHandler#handleRequest(ExchangeChannel, Request)
—> DubboProtocol.requestHandler#reply(ExchangeChannel, Object)
—> Filter#invoke(Invoker, Invocation)
—> AbstractProxyInvoker#invoke(Invocation)
—> Wrapper0#invokeMethod(Object, String, Class[], Object[])
—> DemoServiceImpl#sayHello(String)
剩余的将调用结果封装后，编码发给消费方的过程就不再累赘了。
消费方接收到响应后，也是类似的过程。响应数据解码完成后，Dubbo会将响应对象派发到线程池，要注意的是线程池中的线程并不是用户的调用线程(应该是客户端的业务线程池)，所以要想办法将响应对象从线程池线程传递到用户线程上。还记得我们前面分析的用户线程在发送我请求后，会调用DefaultFuture的get方法等待对象的到来。当响应对象到来后，用户线程被唤醒，并通过调用编号获取属于自己的响应对象，具体实现如下：
public class HeaderExchangeHandler implements ChannelHandlerDelegate {
@Override
public void received(Channel channel, Object message) throws RemotingException {
channel.setAttribute(KEY_READ_TIMESTAMP, System.currentTimeMillis());
ExchangeChannel exchangeChannel = HeaderExchangeChannel.getOrAddChannel(channel);
try {
if (message instanceof Request) {
// 处理请求，前面已分析过，省略
} else if (message instanceof Response) {
// 处理响应
handleResponse(channel, (Response) message);
} else if (message instanceof String) {
// telnet 相关，忽略
} else {
handler.received(exchangeChannel, message);
}
} finally {
HeaderExchangeChannel.removeChannelIfDisconnected(channel);
}
}
static void handleResponse(Channel channel, Response response) throws RemotingException {
if (response != null && !response.isHeartbeat()) {
// 继续向下调用
DefaultFuture.received(channel, response);
}
}
}
public class DefaultFuture implements ResponseFuture {
private final Lock lock = new ReentrantLock();
private final Condition done = lock.newCondition();
private volatile Response response;
public static void received(Channel channel, Response response) {
try {
// 根据调用编号从 FUTURES 集合中查找指定的 DefaultFuture 对象
DefaultFuture future = FUTURES.remove(response.getId());
if (future != null) {
// 继续向下调用
future.doReceived(response);
} else {
logger.warn("The timeout response finally returned at ...");
}
} finally {
CHANNELS.remove(response.getId());
}
}
private void doReceived(Response res) {
lock.lock();
try {
// 保存响应对象
response = res;
if (done != null) {
// 唤醒用户线程
done.signal();
}
} finally {
lock.unlock();
}
if (callback != null) {
invokeCallback(callback);
}
}
}
以上逻辑是将响应对象保存到相应的 DefaultFuture 实例中，然后再唤醒用户线程，随后用户线程即可从 DefaultFuture 实例中获取到相应结果。
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