Dubbo 原理和机制详解 (非常全面)

Dubbo 是一款Java RPC框架，致力于提供高性能的 RPC 远程服务调用方案。作为主流的微服务框架之一，Dubbo 为开发人员带来了非常多的便利。

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本文，我重点详解 Dubbo 的原理机制 @mikechen

Dubbo核心功能

Dubbo主要提供了3大核心功能：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。

1）远程方法调用

网络通信框架，提供对多种NIO框架抽象封装，包括“同步转异步”和“请求-响应”模式的信息交换方式。

2）智能容错和负载均衡

提供基于接口方法的透明远程过程调用，包括多协议支持，以及软负载均衡，失败容错，地址路由，动态配置等集群支持。

3）服务注册和发现

服务注册，基于注册中心目录服务，使服务消费方能动态的查找服务提供方，使地址透明，使服务提供方可以平滑增加或减少机器。

Dubbo核心组件

Dubbo角色，主要包含如下几个核心组件：

1)注册中心（registry）

生产者在此注册并发布内容，消费者在此订阅并接收发布的内容。

2)消费者（consumer）

客户端，从注册中心获取到方法，可以调用生产者中的方法。

3)生产者（provider）

服务端，生产内容，生产前需要依赖容器（先启动容器）。

4)容器（container）

生产者在启动执行的时候，必须依赖容器才能正常启动（默认依赖的是spring容器），

5)监控(Monitor)

统计服务的调用次数与时间等。

Dubbo的架构设计

Dubbo整体架构如下图所示：

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。

Dubbo框架设计一共划分了10个层：

1. 服务接口层（Service）

该层是与实际业务逻辑相关的，根据服务提供方和服务消费方的业务设计对应的接口和实现。

2. 配置层（Config）

对外配置接口，以ServiceConfig和ReferenceConfig为中心，可以直接new配置类，也可以通过spring解析配置生成配置类。

3.服务代理层（Proxy）

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。

4.服务注册层（Registry）

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和RegistryService。可能没有服务注册中心，此时服务提供方直接暴露服务。

5.集群层（Cluster）

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和LoadBalance。将多个服务提供方组合为一个服务提供方，实现对服务消费方来透明，只需要与一个服务提供方进行交互。

6.监控层（Monitor）

RPC调用次数和调用时间监控，以Statistics为中心，扩展接口为MonitorFactory、Monitor和MonitorService。

7.远程调用层（Protocol）

封将RPC调用，以Invocation和Result为中心，扩展接口为Protocol、Invoker和Exporter。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。

8. 信息交换层（Exchange）

封装请求响应模式，同步转异步，以Request和Response为中心，扩展接口为Exchanger、ExchangeChannel、ExchangeClient和ExchangeServer。

9.网络传输层（Transport）

抽象mina和netty为统一接口，以Message为中心，扩展接口为Channel、Transporter、Client、Server和Codec。

10.数据序列化层（Serialize）

可复用的一些工具，扩展接口为Serialization、 ObjectInput、ObjectOutput和ThreadPool。

Dubbo调用流程

对照上面的整体架构图，大致分为以下8大步骤：

1、服务提供者启动，开启Netty服务，创建Zookeeper客户端，向注册中心注册服务；

2、服务消费者启动，通过Zookeeper向注册中心获取服务提供者列表，与服务提供者通过Netty建立长连接；

3、服务消费者通过接口开始远程调用服务，ProxyFactory通过初始化Proxy对象，Proxy通过创建动态代理对象；

4、动态代理对象通过invoke方法，层层包装生成一个Invoker对象，该对象包含了代理对象；

5、Invoker通过路由，负载均衡选择了一个最合适的服务提供者，在通过加入各种过滤器，协议层包装生成一个新的DubboInvoker对象；

6、再通过交换成将DubboInvoker对象包装成一个Reuqest对象，该对象通过序列化通过NettyClient传输到服务提供者的NettyServer端；

7、到了服务提供者这边，再通过反序列化、协议解密等操作生成一个DubboExporter对象,再层层传递处理,会生成一个服务提供端的Invoker对象；

8、这个Invoker对象会调用本地服务，获得结果再通过层层回调返回到服务消费者，服务消费者拿到结果后，再解析获得最终结果。

以上，是关于 Dubbo 原理机制及架构设计等的详细解析。

本文对理解、掌握和使用 Dubbo 有所帮助，可以作为 Dubbo 的参考学习资料，建议收藏、时常温顾。

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作者简介

陈睿 | mikechen , 10年+大厂架构经验,「mikechen 的互联网架构」系列文章作者，专注互联网架构技术。

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