dubbo怎么调用本地接口

文章目录

• 1 Dubbo原理

• 1.1 Dubbo核心功能
• 1.2 Dubbo架构图

• 1.2.1 Dubbo基本理解
• 1.2.2 架构内角色说明
• 1.2.3 运行原理

• 1.3 底层调用真正原理

• 1.3.1 底层调用原理
• 1.2.2 调用相关问题

• 1.2.2.1 怎么让当前线程暂停
• 1.2.2.2 服务提供者能实现失效踢出的原理
• 1.2.2.3 为什么要通过代理对象通信

• 1.2.3 调用支持协议
• 1.2.4 调用支持注册中心
• 1.2.5 provider和consumer的invoke
• 1.2.6 服务暴露和消费详细过程

• 1.2.6.1 provider暴露服务详细过程
• 1.2.6.2 consumer消费服务过程

• 1.4 Dubbo中设计模式
• 1.5 Dubbo SPI机制

• 1.5.1 简介
• 1.5.2 Dubbo的SPI和JAVA的SPI区别

• 1.6 Dubbo集群相关

• 1.6.1 集群负载均衡策略

• 1.6.1.1 加权随机
• 1.6.1.2 最小活跃数
• 1.6.1.3 一致性hash
• 1.6.1.4 加权轮询

• 1.6.2 集群容错方式

• 1.7 Dubbo分层

• 2 dubbo和zookeeper的关系

1 Dubbo原理

Dubbo：一个分布式、高性能、透明化的RPC服务框架
作用：提供服务自动注册、自动发现等高效服务治理方案

1.1 Dubbo核心功能

1. 远程通讯:dubbo-remoting模块， 提供对多种基于长连接的NIO框架抽象封装，包括多种线程模型，序列化，以及请求-响应模式的信息交换方式。
2. 集群容错: 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. 自动发现: 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

1.2 Dubbo架构图

1.2.1 Dubbo基本理解

Dubbo：一个分布式、高性能、透明化的RPC服务框架

作用：提供服务自动注册、自动发现等高效服务治理方案

1.2.2 架构内角色说明

• Provider ：提供者,服务发布方.
• Consumer：消费者, 调用服务方
• Container：Dubbo容器.依赖于Spring容器.
• 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
• 虚线都是异步访问，实线都是同步访问
• 蓝色虚线：在启动时完成的功能
• 红色虚线(实线)都是程序运行过程中执行的功能
• 所有的角色都是可以在单独的服务器上，所以必须遵守特定的协议
• 上图中，除了监视器monitor这里是短连接，其他连接都是长连接

1.2.3 运行原理

• 启动容器，相当于在启动Dubbo的Provider
• 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
• 在Consumer启动后会去Registry中获取服务列表和Provider的地址，进行订阅.
• 当Provider有修改后，注册中心会把消息推送给Consummer，使用了观察者设计模式(又叫发布/订阅设计模式)
• 根据获取到的Provider地址,真实调用Provider中功能，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.
• 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

1.3 底层调用真正原理

Dubbo底层采用Socket进行通信，Dubbo缺省协议采用单一长连接和NIO异步通讯，适合于小数据量大并发的服务调用，以及服务消费者机器数远大于服务提供者机器数的情况

http1.1默认长连接，http1.0默认短连接

• 长连接长连接意味着进行一次数据传输后，不关闭连接，长期保持连通状态。如果两个应用程序之间有新的数据需要传输，则直接复用这个连接，无需再建立一个新的连接
• 短连接 短连接意味着每一次的数据传输都需要建立一个新的连接，用完再马上关闭它。下次再用的时候重新建立一个新的连接，如此反复
• 并行通信
  一组信息（通常是字节）的各位数据被同时传送的通信方法称为并行通信。并行通信依靠并行I/O接口实现。并行通信速度快，但传输线根数多，只适用于近距离（相距数公尺）的通信。
• 串行通信
  一组信息的各位数据被逐位顺序传送的通信方式称为串行通信。串行通信可通过串行接口来实现。串行通信速度慢，但传输线少，适宜长距离通信

1.3.1 底层调用原理

分析源代码，基本原理如下：

• 消费端Proxy持有一个Invoker对象，使用Invoker调用，之后通过Cluster进行负载容错，失败重试，调用Directory获取远程服务的Invoker列表
• 负载均衡
  用户配置了路由规则，则根据路由规则过滤获取到的Invoker列表
  用户没有配置路由规则或配置路由后还有很多节点，则使用LoadBalance方法做负载均衡，选用一个可以调用的Invoker
• 经过一个一个过滤器链，通常是处理上下文、限流、计数等
• 会使用Client做数据传输

• Client一个线程调用远程接口，生成一个唯一的ID（比如一段随机字符串，UUID等），Dubbo是使用AtomicLong从0开始累计数字的
• 将打包的方法调用信息（如调用的接口名称，方法名称，参数值列表等），和处理结果的回调对象callback，全部封装在一起，组成一个对象object
• 向专门存放调用信息的全局ConcurrentHashMap里面put(ID, object)
• 将ID和打包的方法调用信息封装成一对象connRequest，使用IoSession.write(connRequest)异步发送出去
• 当前线程再使用callback的get()方法试图获取远程返回的结果，在get()内部，则使用synchronized获取回调对象callback的锁， 再先检测是否已经获取到结果，如果没有，然后调用callback的wait()方法，释放callback上的锁，让当前线程处于等待状态

• 私有化协议的构造(Codec)
• 进行序列化
• 服务端收到这个Request请求，将其分配到ThreadPool中进行处理
• Server来处理这些Request，根据请求查找对应的Exporter，之后经过一个服务提供者端的过滤器链
• 然后找到接口实现并真正的调用，将请求结果返回
• 服务端接收到请求并处理后，将结果（此结果中包含了前面的ID，即回传）发送给客户端，客户端socket连接上专门监听消息的线程收到消息，分析结果，取到ID，再从前面的ConcurrentHashMap里面get(ID)，从而找到callback，将方法调用结果设置到callback对象里。
• 监听线程接着使用synchronized获取回调对象callback的锁（因为前面调用过wait()，那个线程已释放callback的锁了），再notifyAll()，唤醒前面处于等待状态的线程继续执行（callback的get()方法继续执行就能拿到调用结果了），至此，整个过程结束

1.2.2 调用相关问题

1.2.2.1 怎么让当前线程暂停

当前线程怎么让它暂停，等结果回来后，再向后执行？
答：先生成一个对象obj，在一个全局map里put(ID,obj)存放起来，再用synchronized获取obj锁，再调用obj.wait()让当前线程处于等待状态，然后另一消息监听线程等到服 务端结果来了后，再map.get(ID)找到obj，再用synchronized获取obj锁，再调用obj.notifyAll()唤醒前面处于等待状态的线程。

正如前面所说，Socket通信是一个全双工的方式，如果有多个线程同时进行远程方法调用，这时建立在client server之间的socket连接上会有很多双方发送的消息传递，前后顺序也可能是乱七八糟的，server处理完结果后，将结果消息发送给client，client收到很多消息，怎么知道哪个消息结果是原先哪个线程调用的？
答：使用一个ID，让其唯一，然后传递给服务端，再服务端又回传回来，这样就知道结果是原先哪个线程的了

1.2.2.2 服务提供者能实现失效踢出的原理

服务失效踢出基于Zookeeper的临时节点原理。
Zookeeper中节点是有生命周期的，具体的生命周期取决于节点的类型，节点主要分为持久节点(Persistent)和临时节点(Ephemeral)

1.2.2.3 为什么要通过代理对象通信

其实主要就是为了将调用细节封装起来，将调用远程方法变得和调用本地方法一样简单，还可以做一些其他方面的增强，比如负载均衡，容错机制，过滤操作，调用数据的统计

1.2.3 调用支持协议

• Dubbo：缺省协议，使用基于mina1.1.7+hessian3.2.1的tbremoting交互。
  单一长连接和 NIO 异步通讯，适合大并发小数据量的服务调用建议小于100K），以及消费者远大于提供者。传输协议 TCP，异步，Hessian 序列化
• rmi：采用 JDK 标准的 rmi 协议实现，传输参数和返回参数对象需要实现Serializable 接口，使用 java 标准序列化机制，使用阻塞式短连接，传输数据包大小混合，消费者和提供者个数差不多，可传文件，传输协议TCP。
  多个短连接，TCP 协议传输，同步传输，适用常规的远程服务调用和 rmi 互 操作。在依赖低版本的 Common-Collections 包，java 序列化存在安全漏洞
• webservice：基于WebService的远程调用协议，集成 CXF 实现，提供和原生 WebService 的互操作。多个短连接，基于 HTTP 传输，同步传输，适用系统集成和跨语言调用；
• http：基于 Http 表单提交的远程调用协议，使用 Spring 的 HttpInvoke 实 现。多个短连接，传输协议 HTTP，传入参数大小混合，提供者个数多于消 费者，需要给应用程序和浏览器 JS 调用
• hessian：集成 Hessian 服务，基于 HTTP 通讯，采用 Servlet 暴露服务，Dubbo 内嵌 Jetty 作为服务器时默认实现，提供与 Hession 服务互操作。多个短连接，同步 HTTP 传输，Hessian 序列化，传入参数较大，提供者大于消费者，提供者压力较大，可传文件；
• memcache：基于 memcached 实现的 RPC 协议
• redis ：基于 redis 实现的 RPC 协议 ¹

1.2.4 调用支持注册中心

• Zookeeper 优点：支持网络集群
  缺点：稳定性受限于Zookeeper
• Redis 优点：性能高
  缺点：对服务器环境要求较高
• Multicast 优点：面中心化,不需要额外安装软件
  缺点：建议同机房(局域网)内使用
• Simple 适用于测试环境.不支持集群

1.2.5 provider和consumer的invoke

下面我们用一个精简的图来说明最重要的两种Invoker：服务提供Invoker和服务消费Invoker：

1.2.6 服务暴露和消费详细过程

1.2.6.1 provider暴露服务详细过程

服务提供者暴露服务的主过程：

首先通过ServiceConfig解析标签，创建dubbo标签解析器来解析dubbo的标签，容器创建完成之后，触发ContextRefreshEvent事件回调开始暴露服务。

ServiceConfig类拿到对外提供服务的实际类ref(如：HelloWorldImpl)，然后通过ProxyFactory类的getInvoker方法使用ref生成一个AbstractProxyInvoker实例（通过proxyFactory.getInvoker方法并利用javassist或DdkProxyFactory来进行动态代理，将服务暴露接口封装成invoker对象），到这一步就完成具体服务到Invoker的转化。

再通过DubboProtocol的实现把包装后的invoker转换成exporter的过程。

Dubbo处理服务暴露的关键就在Invoker转换到Exporter的过程(如上图中的红色部分)，下面我们以Dubbo和RMI这两种典型协议的实现来进行说明：

• Dubbo的实现：
  Dubbo协议的Invoker转为Exporter发生在DubboProtocol类的export方法，它主要是打开socket侦听服务，并接收客户端发来的各种请求，通讯细节由Dubbo自己实现。
• RMI的实现：
  RMI，（Remote Method Invoke 远程方法调用，只支持java）协议的Invoker转为Exporter发生在RmiProtocol类的export方法，
  它通过Spring或Dubbo或JDK来实现RMI服务，通讯细节这一块由JDK底层来实现，这就省了不少工作量。

启动服务器server，监听端口，最后RegistryProtocol保存URL地址和invoker的映射关系，同时注册到服务中心

1.2.6.2 consumer消费服务过程

服务消费的主过程：

首先ReferenceConfig类的init方法调用Protocol的refer方法生成Invoker实例(如上图中的红色部分)，这是服务消费的关键。

接下来，然后通过ProxyFactory类的getProxy方法把Invoker转换为客户端需要的接口(如：HelloWorld)或者

首先客户端根据配置文件信息从注册中心订阅服务，首次会全量缓存到本地，后续的更新会监听动态更新到本地。之后DubboProtocol根据provider的地址和接口信息连接到服务端server，开启客户端client，然后创建invoker 之后通过invoker为服务接口生成代理对象，这个代理对象用于远程调用provider，至此完成了服务引用

1.4 Dubbo中设计模式

• 责任链模式
  责任链模式在Dubbo中发挥的作用举足轻重，就像是Dubbo框架的骨架。Dubbo的调用链组织是用责任链模式串连起来的。责任链中的每个节点实现Filter接口，然后由ProtocolFilterWrapper，将所有Filter串连起来。Dubbo的许多功能都是通过Filter扩展实现的，比如监控、日志、缓存、安全、telnet以及RPC本身都是
• 观察者模式
  Dubbo中使用观察者模式最典型的例子是RegistryService。消费者在初始化的时候会调用subscribe方法，注册一个观察者，如果观察者引用的服务地址列表发生改变，就会通过NotifyListener通知消费者。此外，Dubbo的InvokerListener、ExporterListener 也实现了观察者模式，只要实现该接口，并注册，就可以接收到consumer端调用refer和provider端调用export的通知。
• 修饰器模式
  Dubbo中还大量用到了修饰器模式。比如ProtocolFilterWrapper类是对Protocol类的修饰。在export和refer方法中，配合责任链模式，把Filter组装成责任链，实现对Protocol功能的修饰。其他还有ProtocolListenerWrapper、 ListenerInvokerWrapper、InvokerWrapper等。
• 工厂方法模式
  CacheFactory的实现采用的是工厂方法模式。CacheFactory接口定义getCache方法，然后定义一个AbstractCacheFactory抽象类实现CacheFactory，并将实际创建cache的createCache方法分离出来，并设置为抽象方法。这样具体cache的创建工作就留给具体的子类去完成。
• 抽象工厂模式
  ProxyFactory及其子类是Dubbo中使用抽象工厂模式的典型例子。ProxyFactory提供两个方法，分别用来生产Proxy和Invoker（这两个方法签名看起来有些矛盾，因为getProxy方法需要传入一个Invoker对象，而getInvoker方法需要传入一个Proxy对象，看起来会形成循环依赖，但其实两个方式使用的场景不一样）。AbstractProxyFactory实现了ProxyFactory接口，作为具体实现类的抽象父类。然后定义了JdkProxyFactory和JavassistProxyFactory两个具体类，分别用来生产基于jdk代理机制和基于javassist代理机制的Proxy和Invoker。
• 适配器模式
  为了让用户根据自己的需求选择日志组件，Dubbo自定义了自己的Logger接口，并为常见的日志组件（包括jcl, jdk, log4j, slf4j）提供相应的适配器。并且利用简单工厂模式提供一个LoggerFactory，客户可以创建抽象的Dubbo自定义Logger，而无需关心实际使用的日志组件类型。在LoggerFactory初始化时，客户通过设置系统变量的方式选择自己所用的日志组件，这样提供了很大的灵活性。
• 代理模式
  Dubbo consumer使用Proxy类创建远程服务的本地代理，本地代理实现和远程服务一样的接口，并且屏蔽了网络通信的细节，使得用户在使用本地代理的时候，感觉和使用本地服务一样

1.5 Dubbo SPI机制

1.5.1 简介

SPI(Service Provider Interface)，是一种服务发现机制，其实就是将结构的实现类写入配置当中，在服务加载的时候将配置文件独处，加载实现类，这样就可以在运行的时候，动态的帮助接口替换实现类Dubbo的SPI其实是对java的SPI进行了一种增强，可以按需加载实现类之外，增加了 IOC 和 AOP 的特性，还有自适应扩展机制。
SPI在dubbo应用很多，包括协议扩展、集群扩展、路由扩展、序列化扩展等等。
Dubbo对于文件目录的配置分为了三类。

1. META-INF/services/目录：该目录下的 SPI 配置文件是为了用来兼容 Java SPI
2. META-INF/dubbo/目录：该目录存放用户自定义的 SPI 配置文件
   key=com.xxx.xxx
3. META-INF/dubbo/internal/目录：该目录存放 Dubbo 内部使用的 SPI 配置文件

1.5.2 Dubbo的SPI和JAVA的SPI区别

• Java SPIJava SPI在查找扩展实现类的时候遍历 SPI 的配置文件并且将实现类全部实例化
• Dubbo Spi 对Dubbo 进行扩展，不需要改动 Dubbo 的源码
  延迟加载，可以一次只加载自己想要加载的扩展实现
  增加了对扩展点IOC和AOP的支持，一个扩展点可以直接setter注入其它扩展点
  Dubbo的扩展机制能很好的支持第三方IOC容器，默认支持 Spring Bean

1.6 Dubbo集群相关

1.6.1 集群负载均衡策略

1.6.1.1 加权随机

比如我们有三台服务器[A, B, C]，给他们设置权重为[4, 5, 6]，然后把这三个数平铺在水平线上，和为15。

然后在15以内生成一个随机数，0～4是服务器A，4～9是服务器B，9～15是服务器C

1.6.1.2 最小活跃数

每个服务提供者对应一个活跃数 active，初始情况下，所有服务提供者活跃数均为0。每收到一个请求，活跃数加1，完成请求后则将活跃数减1。在服务运行一段时间后，性能好的服务提供者处理请求的速度更快，因此活跃数下降的也越快，此时这样的服务提供者能够优先获取到新的服务请求。

1.6.1.3 一致性hash

首先求出memcached服务器（节点）的哈希值，并将其配置到0～2的32次方的圆（continuum）上。

然后采用同样的方法求出存储数据的键的哈希值，并映射到相同的圆上。

然后从数据映射到的位置开始 顺时针查找 ，将数据保存到找到的第一个服务器上。如果超过2的32次方仍然找不到服务器，就会保存到第一台memcached服务器上。

1.6.1.4 加权轮询

比如我们有三台服务器[A, B, C]，给他们设置权重为[4, 5, 6]，那么假如总共有15次请求，那么会有4次落在A服务器，5次落在B服务器，6次落在C服务器。

1.6.2 集群容错方式

• Failover Cluster失败自动切换：dubbo的默认容错方案，当调用失败时自动切换到其他可用的节点，具体的重试次数和间隔时间可通过引用服务的时候配置，默认重试次数为1是只调用一次。
• Failback Cluster失败自动恢复：在调用失败，记录日志和调用信息，然后返回空结果给consumer，并且通过定时任务每隔5秒对失败的调用进行重试
• Failfast Cluster快速失败：只会调用一次，失败后立刻抛出异常
• Failsafe Cluster失败安全：调用出现异常，记录日志不抛出，返回空结果
• Forking Cluster并行调用多个服务提供者：通过线程池创建多个线程，并发调用多个provider，结果保存到阻塞队列，只要有一个provider成功返回了结果，就会立刻返回结果
• Broadcast Cluster广播模式：逐个调用每个provider，如果其中一台报错，在循环调用结束后，抛出异常

1.7 Dubbo分层

Dubbo 大致上分为三层，分别是：

• 业务层：业务逻辑层由我们自己来提供接口和实现还有一些配置信息
• RPC 层：就是真正的RPC调用的核心层，封装整个RPC的调用过程、负载均衡、集群容错、代理
• Remoting 层：是对网络传输协议和数据转换的封装

Service和Config两层可以认为是API层，主要提供给API使用者，使用者只需要配置和完成业务代码就可以了。

后面所有的层级是SPI层，主要提供给扩展者使用主要是用来做Dubbo的二次开发扩展功能。

2 dubbo和zookeeper的关系

对于注册中心的选择，我们一般用Zookeeper，那么zookeeper和dubbo的关系是怎么样的

了解zookeeper原理

zookeeper的数据模型跟我们windows系统下的文件模型相似，都是树形结构的;windows下的文件系统有文件夹和文件两种，文件夹只是路径，文件才是存储体；而zookeeper的数据模型也是树结构的，每个节点叫做znode，每个znode既可以存储数据也可以当做路径

树形结构的节点都是唯一的，而上面这个图上的绿色圆点都是zookeeper中的一个znode，每个znode都有自己的路径和自己的值，存储着我们dubbo注册的service信息，而上面这张图的znode分为4级（root、service、type、url）：

• 一级节点root内存储着dubbo，代表这个znode下的所有znode都是dubbo相关的
• 二级节点service存储着我们dubbo注册到zk中的service名称，每多注册一个service服务，就会在dubbo这个znode下添加一个新的service节点
• 三级节点type存储着service类型，是提供者还是消费者
• 四级节点url存储着我们所注册的服务的具体地址

dubbo就是通过这一层层的节点找到我们需要调用的url然后进行调用的。
zookeeper作为dubbo的注册中心的角色使用，我们把提供者和消费者通过dubbo注册到zookeeper这个注册中心里，zookeeper中存储的是服务的url的列表
通过消费者调用提供者服务的时候，会根据接口的名称类型通过dubbo到zookeeper中找到对应的服务的url列表，zookeeper返回服务提供者地址列表给消费者
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

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1. 通信协议参考链接 ↩︎