Dubbo（一）：Dubbo运行原理

前言：

　　在开始入门Javaweb时，学的基本都是MVC开发模式，一个项目基本上就是model，view，controller三层。但是随着系统的服务逐渐加多，SOA模式更加适合目前项目开发。而SOA模式在Java开发过程中基本上是Dubbo和SpringCloud的天下。所以今天来看看Dubbo中的运行原理。

一、SOA模式

　　首先简单介绍一下SOA模式，这对我们后面理解Dubbo很有帮助。

　　SOA模式是什么？

　　SQA（Service-Oriented Architecture）即面向服务架构，它将应用程序的不同功能单元（这里就理解为服务）进行了拆分。在这种架构下项目不会直接和数据库进行交互，而是通过调用不同服务的接口来访问数据库。

　　模式优点在哪？

　　这样最直接的好处就是解决代码冗余，如果多个项目同时都要访问数据库同一张表。比如用户表的访问。我们可以直接调用用户服务里面的接口进行开发，而不需要每个项目都去写一遍用户表的增删改查。除了这个，SOA能带给我们的好处就是能够让开发者以更迅速、更可靠、更具重用性架构整个业务系统。较之以往MVC开发模式，以SOA架构的系统能够更加从容地面对业务的急剧变化。

　　SOA示意图：

二、Dubbo基本组成

　　聊完了SOA，现在来看看Dubbo内部架构，相信大家多多少少看过下面这幅图：

　　很多人会漏看上面线的示意图，下面解释一下：

　　紫色虚线:在Dubbo启动时完成的功能　　蓝青色的线：都是程序运行过程中执行的功能，虚线是异步操作，实线是同步操作

　　Provider：提供者，服务发布方。如果是采用SOA开发的模式，这个就是和数据库交互的接口，也就是service主要放在生产者这边

　　Consumer：消费者，调用服务方。面向前端的Controller主要是在这边，可以远程调用生产者中的方法，生产者发生变化时也会实时更新消费者的调用列表。具体的看下面介绍

　　Container：Dubbo容器，依赖于Spring容器。这里比较注意的就是Dubbo是依赖与Spring容器的。所以必须要和Spring配合着使用

　　Registry：注册中心.当Container启动时把所有可以提供的服务列表上Registry中进行注册。作用：告诉Consumer提供了什么服务和服务方在哪里.

　　Monitor:监听器

三、Dubbo运行原理

　　就着上面的架构图来看看Dubbo的运行原理：

　　0.Start： 启动容器,相当于在启动Dubbo的Provider，并且会创建对应的目录结构，例如代码中的共用接口名为com.learnDubbo.demo.DemoService，就会创建 /dubbo/com.learnDubbo.demo.DemoService目录，然后在创建providers目录，再在providers目录下写入自己的 URL 地址。

　　1.Register：启动后会去注册中心进行注册，注册所有可以提供的服务列表。即订阅/dubbo/com.learnDubbo.demo.DemoService 目录下的所有提供者和消费者 URL 地址。

　　2.Subscribe：Consumer在启动时，不仅仅会注册自身到 …/consumers/目录下，同时还会订阅…/providers目录，实时获取其上Provider的URL字符串信息。当服务消费者启动时：会在/dubbo/com.learnDubbo.demo.DemoService目录创建/consumers目录，并在/consumers目录写入自己的 URL 地址。

　　3.notify：当Provider有修改后，注册中心会把消息推送给Consummer。也就是注册中心会对Provider进行观察，这里就是使用设计模式中的观察者模式。以Zookeeper注册中心为例，Dubbo中有ZookeeperRegistry中的doSubscribe方法也就是进行生产者订阅和监听。下面分析一下源码，看看订阅过程

@Override
    protected void doSubscribe(final URL url, final NotifyListener listener) {
        try {
            if (Constants.ANY_VALUE.equals(url.getServiceInterface())) {//根据URL得到服务接口为*，也就是所有
                String root = toRootPath();
                ConcurrentMap<NotifyListener, ChildListener> listeners = zkListeners.get(url);//拿取URL下的监听器
                if (listeners == null) {//不存在则进行创建
                    zkListeners.putIfAbsent(url, new ConcurrentHashMap<NotifyListener, ChildListener>());
                    listeners = zkListeners.get(url);
                }
                ChildListener zkListener = listeners.get(listener);//得到子目录的监听器
                if (zkListener == null) {//无法得到子目录监听器，则会新建一个。
                    listeners.putIfAbsent(listener, new ChildListener() {
                        @Override
                        public void childChanged(String parentPath, List<String> currentChilds) {
                            for (String child : currentChilds) {
                                child = URL.decode(child);
                                if (!anyServices.contains(child)) {
                                    anyServices.add(child);
                                    //如果consumer的interface为*，会订阅每一个url，会触发另一个分支的逻辑
                                    //这里是用来对/dubbo下面提供者新增时的回调，相当于增量
                                    subscribe(url.setPath(child).addParameters(Constants.INTERFACE_KEY, child,
                                            Constants.CHECK_KEY, String.valueOf(false)), listener);
                                }
                            }
                        }
                    });
                    zkListener = listeners.get(listener);
                }
                zkClient.create(root, false);
                //添加监听器会返回子节点集合
                List<String> services = zkClient.addChildListener(root, zkListener);//订阅root目录下的子元素，比如：/dubbo/com.learnDubbo.demo.DemoService/providers
                if (services != null && !services.isEmpty()) {
                    for (String service : services) {
                        service = URL.decode(service);
                        anyServices.add(service);
                        subscribe(url.setPath(service).addParameters(Constants.INTERFACE_KEY, service,
                                Constants.CHECK_KEY, String.valueOf(false)), listener);
                    }
                }
            } else {
                //这边是针对明确interface的订阅逻辑
                List<URL> urls = new ArrayList<URL>();
                //针对每种category路径进行监听
                for (String path : toCategoriesPath(url)) {
                    ConcurrentMap<NotifyListener, ChildListener> listeners = zkListeners.get(url);
                    if (listeners == null) {
                        zkListeners.putIfAbsent(url, new ConcurrentHashMap<NotifyListener, ChildListener>());
                        listeners = zkListeners.get(url);
                    }
                    ChildListener zkListener = listeners.get(listener);
                    if (zkListener == null) {
                        //封装回调逻辑
                        listeners.putIfAbsent(listener, new ChildListener() {
                            @Override
                            public void childChanged(String parentPath, List<String> currentChilds) {
                                ZookeeperRegistry.this.notify(url, listener, toUrlsWithEmpty(url, parentPath, currentChilds));
                            }
                        });
                        zkListener = listeners.get(listener);
                    }
                    //创建节点
                    zkClient.create(path, false);
                    //增加回调
                    List<String> children = zkClient.addChildListener(path, zkListener);
                    if (children != null) {
                        urls.addAll(toUrlsWithEmpty(url, path, children));
                    }
                }
                //并且会对订阅的URL下的服务进行监听，并会实时的更新Consumer中的invoke列表，使得能够进行调用。这个方法不展开讲
                notify(url, listener, urls);
            }
        } catch (Throwable e) {
            throw new RpcException("Failed to subscribe " + url + " to zookeeper " + getUrl() + ", cause: " + e.getMessage(), e);
        }
    }

　　4、invoke：根据获取到的Provider地址，真实调用Provider中功能。这里就是唯一一个同步的方法，因为消费者要得到生产者传来的数据才能进行下一步操作，但是Dubbo是一个RPC框架，RPC的核心就在于只能知道接口不能知道内部具体实现。所以在Consumer方使用了代理设计模式，创建一个Provider方类的一个代理对象，通过代理对象获取Provider中真实功能，起到保护Provider真实功能的作用。

　　invoke部分源码分析

　　有兴趣的可以看看invoke调用过程

　　5、Monitor：Consumer和Provider每隔1分钟向Monitor发送统计信息,统计信息包含,访问次数,频率等

四、总结

　　这里只是稍微对Dubbo的原理做了一下分析，想要弄懂Dubbo还需要结合源码来看。尽管很多时候我们只是一个使用者，但是能够理解内部运行原理不但能够让我们更好的使用，同时里面的编程思路，设计模式也是我们需要学习的。后面还会做更多关于Dubbo的原理解析。