dubbo原理

dubbo原理图

从图中我们可以看到，dubbo整体架构分为4个部分即服务提供者、注册中心、服务消费者、监视者。

1. 服务容器负责启动，加载，运行服务提供者。
2. 服务提供者在启动时，向注册中心注册自己提供的服务。
3. 服务消费者在启动时，向注册中心订阅自己所需的服务。
4. 注册中心返回服务提供者地址列表给消费者，如果有变更，注册中心将基于长连接推送变更数据给消费者。
5. 服务消费者，从提供者地址列表中，基于软负载均衡算法，选一台提供者进行调用，如果调用失败，再选另一台调用。
6. 服务消费者和提供者，在内存中累计调用次数和调用时间，定时每分钟发送一次统计数据到监控中心。

一、Provider如何暴露服务

Dubbo会在Spring实例化完成bean之后，在刷新容器最后一步发布ContextRefreshEvent事件的时候，通知实现了ApplicationListener的ServiceBean类进行回调onApplicationEvent 事件方法，调用ServiceBean的export方法，实现服务的导出。
export的步骤：

1. 首先会检查各种配置信息，保证在开始暴露服务之前所有东西都是准备好的。
2. 根据配置的协议和注册中心的url 向注册中心进行注册（dubbo支持将一个服务发布为多种协议）
3. 注册的时候也要进行属性检查
4. 如果配置的不是remote，则作本地导出
5. 如果不是Local，则暴露为远程服务。
6. 服务代理类 Invoker
7. 包装Invoker为Exporter进行返回
   底层通过netty创建服务，根据URL中相应的Key来调用对应的invoker

主要组件
Invoker 这里的Invoker是Provider的一个可调用Service的抽象，Invoker封装了Provider地址及Service接口信息。
Exporter 负责Invoker的生命周期，包含一个Invoker对象
Excahnger 负责数据交换和网络通信

二、Consumer如何引入服务

Dubbo 服务引用的时机有两个，第一个是在 Spring 容器调用 ReferenceBean 的 afterPropertiesSet 方法时引用服务(初始化bean的时候)，第二个是在 ReferenceBean 对应的服务被注入到其他类中时引用。这两个引用服务的时机区别在于，第一个是饿汉式的，第二个是懒汉式的。默认情况下，Dubbo 使用懒汉式引用服务。
引入服务的过程：

1. 对URL配置进行检查和处理，以保证配置到正确性。
2. 检查配置是本地调用还是远程调用
3. 创建Invoker。在服务提供方，Invoker 用于调用服务提供类。在服务消费方，Invoker 用于执行远程调用（构建Netty客户端）。
4. 创建代理

三、Dubbo集群容错

集群容错源码包含四个部分，分别是服务目录 Directory、服务路由 Router、集群 Cluster 和负载均衡 LoadBalance。这几个部分的源码逻辑相对比较独立，我们将会分四篇文章进行分析。

当我们的系统中用到Dubbo的集群环境,因为各种原因在集群调用失败时，Dubbo提供了多种容错方案，缺省为failover(重试)。

1. Directory代表多个Invoker，可以把它看成List<Invoker>,它的值可能是动态变化的，比如注册中心推送变更。
2. 服务目录在刷新 Invoker 列表的过程中，会通过 Router 进行服务路由，筛选出符合路由规则的服务提供者。
3. Cluster将Directory中的多个Invoker(这几个Invoker提供相同的服务)伪装成一个Invoker，对上层透明，伪装过程包含了容错逻辑，调用失败后，重试另一个。

Dubbo 主要提供了这样几种容错方式：

1. Failover Cluster - 失败自动切换
2. Failfast Cluster - 快速失败
   FailfastClusterInvoker 只会进行一次调用，失败后立即抛出异常。适用于幂等操作，比如新增记录
3. Failsafe Cluster - 失败安全
   FailsafeClusterInvoker 是一种失败安全的 Cluster Invoker。所谓的失败安全是指，当调用过程中出现异常时，FailsafeClusterInvoker 仅会打印异常，而不会抛出异常。
4. Failback Cluster - 失败自动恢复
   FailbackClusterInvoker 会在调用失败后，返回一个空结果给服务提供者。并通过定时任务对失败的调用进行重传，适合执行消息通知等操作。
5. Forking Cluster - 并行调用多个服务提供者
   ForkingClusterInvoker 会在运行时通过线程池创建多个线程，并发调用多个服务提供者。只要有一个服务提供者成功返回了结果，doInvoke 方法就会立即结束运行

4. LoadBalance负责从Cluster中选出具体的一个用于本次调用，选的过程包含了负载均衡算法，调用失败后，需要重选。

Dubbo 提供了4种负载均衡实现，分别是基于权重随机算法的 RandomLoadBalance、基于最少活跃调用数算法的 LeastActiveLoadBalance、基于 hash 一致性的 ConsistentHashLoadBalance，以及基于加权轮询算法的 RoundRobinLoadBalance。

---

对于一致性hash

它的工作过程是这样的，首先根据 ip 或者其他的信息为缓存节点生成一个 hash，并将这个 hash 投射到 [0, 2^32- 1] 的圆环上。当有查询或写入请求时，则为缓存项的 key 生成一个 hash 值。然后查找第一个大于或等于该 hash 值的缓存节点，并到这个节点中查询或写入缓存项。如果当前节点挂了，则在下一次查询或写入缓存时，为缓存项查找另一个大于其 hash 值的缓存节点即可。大致效果如下图所示，每个缓存节点在圆环上占据一个位置。如果缓存项的 key 的 hash 值小于缓存节点 hash 值，则到该缓存节点中存储或读取缓存项。比如下面绿色点对应的缓存项将会被存储到 cache-2 节点中。由于 cache-3 挂了，原本应该存到该节点中的缓存项最终会存储到 cache-4 节点中。
避免数据倾斜问题

这里相同颜色的节点均属于同一个服务提供者，比如 Invoker1-1，Invoker1-2，……, Invoker1-160。这样做的目的是通过引入虚拟节点，让 Invoker 在圆环上分散开来，避免数据倾斜问题。所谓数据倾斜是指，由于节点不够分散，导致大量请求落到了同一个节点上，而其他节点只会接收到了少量请求的情况。比如：

四、调用规则

cluster Invoker的调用过程，首先Router根据路由规则从Directory中选出Invoker子集作为Cluster，然后利用LoadBalance实现负载均很选出具体的Invoker。