• Java进阶专题(二十七) 将近2万字的Dubbo原理解析,彻底搞懂dubbo (下)


    ...接上文

    服务发现

    服务发现流程

    整体duubo的服务消费原理

    Dubbo 框架做服务消费也分为两大部分 , 第一步通过持有远程服务实例生成Invoker,这个Invoker 在客户端是核心的远程代理对象 。 第二步会把Invoker 通过动态代理转换成实现用户接口的动态代理引用 。

    服务消费方引用服务的蓝色初始化链,时序图

    源码分析应用

    引用入口:ReferenceBean 的getObject 方法,该方法定义在Spring 的FactoryBean 接口中,ReferenceBean 实现了这个方法。

    public Object getObject() throws Exception {
       return get();
    }
    public synchronized T get() {
       // 检测 ref 是否为空,为空则通过 init 方法创建
       if (ref == null) {
           // init 方法主要用于处理配置,以及调用 createProxy 生成代理类
           init();
       }
       return ref;
    }
    

    Dubbo 提供了丰富的配置,用于调整和优化框架行为,性能等。Dubbo 在引用或导出服务时,首先会对这些配置进行检查和处理,以保证配置的正确性。

    private void init() {
       // 创建代理类
       ref = createProxy(map);
    }
    

    此方法代码很长,主要完成的配置加载,检查,以及创建引用的代理对象。这里要从createProxy 开始看起。从字面意思上来看,createProxy 似乎只是用于创建代理对象的。但实际上并非如此,该方法还会调用其他方法构建以及合并Invoker 实例。具体细节如下。

    private T createProxy(Map<String, String> map) {
       URL tmpUrl = new URL("temp", "localhost", 0, map);
    ...........
    isDvmRefer = InjvmProtocol . getlnjvmProtocol( ) . islnjvmRefer(tmpUrl)
       // 本地引用略
       if (isJvmRefer) {
       } else {
           // 点对点调用略
           if (url != null && url.length() > 0) {
               
           } else {
               // 加载注册中心 url
               List<URL> us = loadRegistries(false);
               if (us != null && !us.isEmpty()) {
                   for (URL u : us) {
                       URL monitorUrl = loadMonitor(u);
                       if (monitorUrl != null) {
                           map.put(Constants.MONITOR_KEY,
    URL.encode(monitorUrl.toFullString()));
                       }
                       // 添加 refer 参数到 url 中,并将 url 添加到 urls 中
                       urls.add(u.addParameterAndEncoded(Constants.REFER_KEY,
    StringUtils.toQueryString(map)));
                   }
               }
           }
           // 单个注册中心或服务提供者(服务直连,下同)
           if (urls.size() == 1) {
               // 调用 RegistryProtocol 的 refer 构建 Invoker 实例
               invoker = refprotocol.refer(interfaceClass, urls.get(0));
           // 多个注册中心或多个服务提供者,或者两者混合
           } else {
               List<Invoker<?>> invokers = new ArrayList<Invoker<?>>();
               URL registryURL = null;
               // 获取所有的 Invoker
               for (URL url : urls) {
                   // 通过 refprotocol 调用 refer 构建 Invoker,refprotocol 会在运行时
                   // 根据 url 协议头加载指定的 Protocol 实例,并调用实例的 refer 方法
                   invokers.add(refprotocol.refer(interfaceClass, url));
                   if (Constants.REGISTRY_PROTOCOL.equals(url.getProtocol())) {
                       registryURL = url;
                   }
               }
               if (registryURL != null) {
                   // 如果注册中心链接不为空,则将使用 AvailableCluster
                   URL u = registryURL.addParameter(Constants.CLUSTER_KEY,
    AvailableCluster.NAME);
                   // 创建 StaticDirectory 实例,并由 Cluster 对多个 Invoker 进行合并
                   invoker = cluster.join(new StaticDirectory(u, invokers));
               } else {
                   invoker = cluster.join(new StaticDirectory(invokers));
               }
           }
       }
        //省略无关代码...
        // 生成代理类
       return (T) proxyFactory.getProxy(invoker);
    }   
    

    上面代码很多,不过逻辑比较清晰。
    1、如果是本地调用,直接jvm 协议从内存中获取实例
    2、如果只有一个注册中心,直接通过Protocol 自适应拓展类构建Invoker 实例接口
    3、如果有多个注册中心,此时先根据url 构建Invoker。然后再通过Cluster 合并多个Invoker,最后调用ProxyFactory 生成代理类

    创建客户端

    在服务消费方,Invoker 用于执行远程调用。Invoker 是由Protocol 实现类构建而来。Protocol 实现类有很多,这里分析DubboProtocol

    public <T> Invoker<T> refer(Class<T> serviceType, URL url) throws RpcException {
       optimizeSerialization(url);
       // 创建 DubboInvoker
       DubboInvoker<T> invoker = new DubboInvoker<T>(serviceType, url,
    getClients(url), invokers);
       invokers.add(invoker);
       return invoker;
    }
    

    上面方法看起来比较简单,创建一个DubboInvoker。通过构造方法传入远程调用的client对象。默认情况下,Dubbo 使用NettyClient 进行通信。接下来,我们简单看一下getClients 方法的逻辑。

    private ExchangeClient[] getClients(URL url) {
       // 是否共享连接
       boolean service_share_connect = false;
    // 获取连接数,默认为0,表示未配置
       int connections = url.getParameter(Constants.CONNECTIONS_KEY, 0);
       // 如果未配置 connections,则共享连接
       if (connections == 0) {
           service_share_connect = true;
           connections = 1;
       }
       ExchangeClient[] clients = new ExchangeClient[connections];
       for (int i = 0; i < clients.length; i++) {
           if (service_share_connect) {
               // 获取共享客户端
               clients[i] = getSharedClient(url);
           } else {
               // 初始化新的客户端
               clients[i] = initClient(url);
           }
       }
       return clients;
    }
    

    这里根据connections 数量决定是获取共享客户端还是创建新的客户端实例,getSharedClient 方法中也会调用initClient 方法,因此下面我们一起看一下这个方法。

    private ExchangeClient initClient(URL url) {
       // 获取客户端类型,默认为 netty
       String str = url.getParameter(Constants.CLIENT_KEY,
    url.getParameter(Constants.SERVER_KEY, Constants.DEFAULT_REMOTING_CLIENT));
       //省略无关代码
       ExchangeClient client;
       try {
           // 获取 lazy 配置,并根据配置值决定创建的客户端类型
           if (url.getParameter(Constants.LAZY_CONNECT_KEY, false)) {
               // 创建懒加载 ExchangeClient 实例
               client = new LazyConnectExchangeClient(url, requestHandler);
           } else {
               // 创建普通 ExchangeClient 实例
               client = Exchangers.connect(url, requestHandler);
           }
       } catch (RemotingException e) {
           throw new RpcException("Fail to create remoting client for service...");
       }
       return client;
    }
    

    initClient 方法首先获取用户配置的客户端类型,默认为netty。下面我们分析一下Exchangers 的connect 方法。

    public static ExchangeClient connect(URL url, ExchangeHandler handler) throws
    RemotingException {
       // 获取 Exchanger 实例,默认为 HeaderExchangeClient
       return getExchanger(url).connect(url, handler);
    }
    

    如上,getExchanger 会通过SPI 加载HeaderExchangeClient 实例,这个方法比较简单,大家自己看一下吧。接下来分析HeaderExchangeClient 的实现。

    public ExchangeClient connect(URL url, ExchangeHandler handler) throws
    RemotingException {
       // 这里包含了多个调用,分别如下:
       // 1. 创建 HeaderExchangeHandler 对象
       // 2. 创建 DecodeHandler 对象
       // 3. 通过 Transporters 构建 Client 实例
       // 4. 创建 HeaderExchangeClient 对象
       return new HeaderExchangeClient(Transporters.connect(url, new
    DecodeHandler(new HeaderExchangeHandler(handler))), true);
    }
    

    这里的调用比较多,我们这里重点看一下Transporters 的connect 方法。如下:

    public static Client connect(URL url, ChannelHandler... handlers) throws
    RemotingException {
       if (url == null) {
           throw new IllegalArgumentException("url == null");
           }
       ChannelHandler handler;
       if (handlers == null || handlers.length == 0) {
           handler = new ChannelHandlerAdapter();
       } else if (handlers.length == 1) {
           handler = handlers[0];
       } else {
           // 如果 handler 数量大于1,则创建一个 ChannelHandler 分发器
           handler = new ChannelHandlerDispatcher(handlers);
       }
       
       // 获取 Transporter 自适应拓展类,并调用 connect 方法生成 Client 实例
       return getTransporter().connect(url, handler);
    }
    

    如上,getTransporter 方法返回的是自适应拓展类,该类会在运行时根据客户端类型加载指定的Transporter 实现类。若用户未配置客户端类型,则默认加载NettyTransporter,并调用该类的connect 方法。如下:

    public Client connect(URL url, ChannelHandler listener) throws RemotingException
    {
       // 创建 NettyClient 对象
       return new NettyClient(url, listener);
    }
    

    注册

    这里就已经创建好了NettyClient对象。关于DubboProtocol 的refer 方法就分析完了。接下来,继续分析RegistryProtocol 的refer 方法逻辑。

    public <T> Invoker<T> refer(Class<T> type, URL url) throws RpcException {
       // 取 registry 参数值,并将其设置为协议头
       url = url.setProtocol(url.getParameter(Constants.REGISTRY_KEY,
    Constants.DEFAULT_REGISTRY)).removeParameter(Constants.REGISTRY_KEY);
       // 获取注册中心实例
       Registry registry = registryFactory.getRegistry(url);
       if (RegistryService.class.equals(type)) {
           return proxyFactory.getInvoker((T) registry, type, url);
       }
       // 将 url 查询字符串转为 Map
       Map<String, String> qs =
    StringUtils.parseQueryString(url.getParameterAndDecoded(Constants.REFER_KEY));
       // 获取 group 配置
       String group = qs.get(Constants.GROUP_KEY);
       if (group != null && group.length() > 0) {
           if ((Constants.COMMA_SPLIT_PATTERN.split(group)).length > 1
                   || "*".equals(group)) {
               // 通过 SPI 加载 MergeableCluster 实例,并调用 doRefer 继续执行服务引用逻辑
               return doRefer(getMergeableCluster(), registry, type, url);
           }
       }
       
       // 调用 doRefer 继续执行服务引用逻辑
       return doRefer(cluster, registry, type, url);
    }
    

    上面代码首先为url 设置协议头,然后根据url 参数加载注册中心实例。然后获取group 配置,根据group 配置决定doRefer 第一个参数的类型。这里的重点是doRefer 方法,如下:

    private <T> Invoker<T> doRefer(Cluster cluster, Registry registry, Class<T>
    type, URL url) {
       // 创建 RegistryDirectory 实例
       RegistryDirectory<T> directory = new RegistryDirectory<T>(type, url);
       // 设置注册中心和协议
       directory.setRegistry(registry);
       directory.setProtocol(protocol);
       Map<String, String> parameters = new HashMap<String, String>
    (directory.getUrl().getParameters());
       // 生成服务消费者链接
       URL subscribeUrl = new URL(Constants.CONSUMER_PROTOCOL,
    parameters.remove(Constants.REGISTER_IP_KEY), 0, type.getName(), parameters);
       // 注册服务消费者,在 consumers 目录下新节点
       if (!Constants.ANY_VALUE.equals(url.getServiceInterface())
               && url.getParameter(Constants.REGISTER_KEY, true)) {
           registry.register(subscribeUrl.addParameters(Constants.CATEGORY_KEY,
    Constants.CONSUMERS_CATEGORY,
                   Constants.CHECK_KEY, String.valueOf(false)));
       }
       // 订阅 providers、configurators、routers 等节点数据
       directory.subscribe(subscribeUrl.addParameter(Constants.CATEGORY_KEY,
               Constants.PROVIDERS_CATEGORY
                       + "," + Constants.CONFIGURATORS_CATEGORY
                       + "," + Constants.ROUTERS_CATEGORY));
       // 一个注册中心可能有多个服务提供者,因此这里需要将多个服务提供者合并为一个
       Invoker invoker = cluster.join(directory);
       ProviderConsumerRegTable.registerConsumer(invoker, url, subscribeUrl,
    directory);
       return invoker;
    }
    

    如上,doRefer 方法创建一个RegistryDirectory 实例,然后生成服务者消费者链接,并向注册中心进行注册。注册完毕后,紧接着订阅providers、configurators、routers 等节点下的数据。完成订阅后,RegistryDirectory 会收到这几个节点下的子节点信息。由于一个服务可能部署在多台服务器上,这样就会在providers 产生多个节点,这个时候就需要Cluster 将多个服务节点合并为一个,并生成一个Invoker。

    创建代理对象

    Invoker 创建完毕后,接下来要做的事情是为服务接口生成代理对象。有了代理对象,即可进行远程调用。代理对象生成的入口方法为ProxyFactory 的getProxy,接下来进行分析。

    public <T> T getProxy(Invoker<T> invoker) throws RpcException {
       // 调用重载方法
       return getProxy(invoker, false);
    }
    public <T> T getProxy(Invoker<T> invoker, boolean generic) throws RpcException {
       Class<?>[] interfaces = null;
       // 获取接口列表
        String config = invoker.getUrl().getParameter("interfaces");
       if (config != null && config.length() > 0) {
           // 切分接口列表
           String[] types = Constants.COMMA_SPLIT_PATTERN.split(config);
           if (types != null && types.length > 0) {
               interfaces = new Class<?>[types.length + 2];
               // 设置服务接口类和 EchoService.class 到 interfaces 中
               interfaces[0] = invoker.getInterface();
               interfaces[1] = EchoService.class;
               for (int i = 0; i < types.length; i++) {
                   // 加载接口类
                   interfaces[i + 1] = ReflectUtils.forName(types[i]);
               }
           }
       }
       if (interfaces == null) {
           interfaces = new Class<?>[]{invoker.getInterface(), EchoService.class};
       }
       // 为 http 和 hessian 协议提供泛化调用支持,参考 pull request #1827
       if (!invoker.getInterface().equals(GenericService.class) && generic) {
           int len = interfaces.length;
           Class<?>[] temp = interfaces;
           // 创建新的 interfaces 数组
           interfaces = new Class<?>[len + 1];
           System.arraycopy(temp, 0, interfaces, 0, len);
           // 设置 GenericService.class 到数组中
           interfaces[len] = GenericService.class;
       }
       // 调用重载方法
       return getProxy(invoker, interfaces);
    }
    public abstract <T> T getProxy(Invoker<T> invoker, Class<?>[] types);
    

    如上,上面大段代码都是用来获取interfaces 数组的,我们继续往下看。getProxy(Invoker, Class<?>[]) 这个方法是一个抽象方法,下面我们到JavassistProxyFactory 类中看一下该方法的实现代码。

    public <T> T getProxy(Invoker<T> invoker, Class<?>[] interfaces) {
       // 生成 Proxy 子类(Proxy 是抽象类)。并调用 Proxy 子类的 newInstance 方法创建Proxy 实例
       return (T) Proxy.getProxy(interfaces).newInstance(new
    InvokerInvocationHandler(invoker));
    }
    

    上面代码并不多,首先是通过Proxy 的getProxy 方法获取Proxy 子类,然后创建InvokerInvocationHandler 对象,并将该对象传给newInstance 生成Proxy 实例。InvokerInvocationHandler 实现JDK 的InvocationHandler 接口,具体的用途是拦截接口类调用。下面以org.apache.dubbo.demo.DemoService 这个接口为例,来看一下该接口代理类代码大致是怎样的(忽略EchoService 接口)。

    package org.apache.dubbo.common.bytecode;
    public class proxy0 implements org.apache.dubbo.demo.DemoService {
       public static java.lang.reflect.Method[] methods;
       private java.lang.reflect.InvocationHandler handler;
       public proxy0() {
       }
       public proxy0(java.lang.reflect.InvocationHandler arg0) {
           handler = $1;
       }
       public java.lang.String sayHello(java.lang.String arg0) {
           Object[] args = new Object[1];
           args[0] = ($w) $1;
           Object ret = handler.invoke(this, methods[0], args);
           return (java.lang.String) ret;
       }
    }
    

    好了,到这里代理类生成逻辑就分析完了。整个过程比较复杂,大家需要耐心看一下。

    总结

    1. 从注册中心发现引用服务:在有注册中心,通过注册中心发现提供者地址的情况下,ReferenceConfig 解析出的URL 格式为: registry://registryhost:/org.apache.registry.RegistryService?refer=URL.encode("conumerhost/com.foo.FooService?version=1.0.0") 。
    2. 通过URL 的registry://协议头识别,就会调用RegistryProtocol#refer()方法
    3. 查询提供者URL,如 dubbo://service-host/com.foo.FooService?version=1.0.0 ,来获取注册中心
    4. 创建一个RegistryDirectory 实例并设置注册中心和协议
    5. 生成conusmer 连接,在consumer 目录下创建节点,向注册中心注册
    6. 注册完毕后,订阅providers,configurators,routers 等节点的数据
    7. 通过URL 的 dubbo:// 协议头识别,调用 DubboProtocol#refer() 方法,创建一个
      ExchangeClient 客户端并返回DubboInvoker 实例
    8. 由于一个服务可能会部署在多台服务器上,这样就会在providers 产生多个节点,这样也就会得到多个DubboInvoker 实例,就需要RegistryProtocol 调用Cluster 将多个服务提供者节点伪装成一个节点,并返回一个Invoker
    9. Invoker 创建完毕后,调用ProxyFactory 为服务接口生成代理对象,返回提供者引用

    网络通信

    在之前的内容中,我们分析了消费者端服务发现与提供者端服务暴露的相关内容,同时也知道消费者端通过内置的负载均衡算法获取合适的调用invoker进行远程调用。接下来我们再研究下远程调用过程即网络通信。

    网络通信位于Remoting模块:
    Remoting 实现是Dubbo 协议的实现,如果你选择RMI 协议,整个Remoting 都不会用上;
    Remoting 内部再划为 Transport 传输层 和 Exchange 信息交换层 ;
    Transport 层只负责单向消息传输,是对Mina, Netty, Grizzly 的抽象,它也可以扩展UDP 传输;
    Exchange 层是在传输层之上封装了Request-Response 语义;
    网络通信的问题:
    客户端与服务端连通性问题
    粘包拆包问题
    异步多线程数据一致问题

    通信协议

    dubbo内置,dubbo协议 ,rmi协议,hessian协议,http协议,webservice协议,thrift协议,rest协议,grpc协议,memcached协议,redis协议等10种通讯协议。各个协议特点如下

    dubbo协议
    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。
    缺省协议,使用基于mina 1.1.7 和hessian 3.2.1 的tbremoting 交互。
    连接个数:单连接
    连接方式:长连接
    传输协议:TCP
    传输方式:NIO 异步传输
    序列化:Hessian 二进制序列化
    适用范围:传入传出参数数据包较小(建议小于100K),消费者比提供者个数多,单一消费者无法压满提供者,尽量不要用dubbo 协议传输大文件或超大字符串。
    适用场景:常规远程服务方法调用
    rmi协议
    RMI 协议采用JDK 标准的 java.rmi.* 实现,采用阻塞式短连接和JDK 标准序列化方式。
    连接个数:多连接
    连接方式:短连接
    传输协议:TCP
    传输方式:同步传输
    序列化:Java 标准二进制序列化
    适用范围:传入传出参数数据包大小混合,消费者与提供者个数差不多,可传文件。
    适用场景:常规远程服务方法调用,与原生RMI服务互操作
    hessian协议
    Hessian 协议用于集成Hessian 的服务,Hessian 底层采用Http 通讯,采用Servlet 暴露服务,
    Dubbo 缺省内嵌Jetty 作为服务器实现。
    Dubbo 的Hessian 协议可以和原生Hessian 服务互操作,即:提供者用Dubbo 的Hessian 协议暴露服务,消费者直接用标准Hessian 接口调用或者提供方用标准Hessian 暴露服务,消费方用Dubbo 的Hessian 协议调用。
    连接个数:多连接
    连接方式:短连接
    传输协议:HTTP
    传输方式:同步传输
    序列化:Hessian二进制序列化
    适用范围:传入传出参数数据包较大,提供者比消费者个数多,提供者压力较大,可传文件。
    适用场景:页面传输,文件传输,或与原生hessian服务互操作
    http协议
    基于HTTP 表单的远程调用协议,采用Spring 的HttpInvoker 实现
    连接个数:多连接
    连接方式:短连接
    传输协议:HTTP
    传输方式:同步传输
    序列化:表单序列化
    适用范围:传入传出参数数据包大小混合,提供者比消费者个数多,可用浏览器查看,可用表单或URL传入参数,暂不支持传文件。
    适用场景:需同时给应用程序和浏览器JS 使用的服务。
    webservice协议
    基于WebService 的远程调用协议,基于Apache CXF 实现](http://dubbo.apache.org/zh-cn/docs/us
    er/references/protocol/webservice.html#fn2)。
    可以和原生WebService 服务互操作,即:提供者用Dubbo 的WebService 协议暴露服务,消费者直接用标准WebService 接口调用,或者提供方用标准WebService 暴露服务,消费方用Dubbo 的WebService 协议调用。
    连接个数:多连接
    连接方式:短连接
    传输协议:HTTP
    传输方式:同步传输
    序列化:SOAP 文本序列化(http + xml)
    适用场景:系统集成,跨语言调用
    thrift协议
    当前dubbo 支持[1]的thrift 协议是对thrift 原生协议[2] 的扩展,在原生协议的基础上添加了一些额外的头信息,比如service name,magic number 等。
    rest协议
    基于标准的Java REST API——JAX-RS 2.0(Java API for RESTful Web Services的简写)实现的REST调用支持
    grpc协议
    Dubbo 自2.7.5 版本开始支持gRPC 协议,对于计划使用HTTP/2 通信,或者想利用gRPC 带来的Stream、反压、Reactive 编程等能力的开发者来说, 都可以考虑启用gRPC 协议。

    为期望使用gRPC 协议的用户带来服务治理能力,方便接入Dubbo 体系用户可以使用Dubbo 风格的,基于接口的编程风格来定义和使用远程服务
    memcached协议
    基于memcached实现的RPC 协议
    redis协议
    基于Redis 实现的RPC 协议

    序列化

    序列化就是将对象转成字节流,用于网络传输,以及将字节流转为对象,用于在收到字节流数据后还原成对象。序列化的优势有很多,例如安全性更好、可跨平台等。我们知道dubbo基于netty进行网络通讯,在NettyClient.doOpen() 方法中可以看到Netty的相关类

    bootstrap.setPipelineFactory(new ChannelPipelineFactory() {
       public ChannelPipeline getPipeline() {
           NettyCodecAdapter adapter = new NettyCodecAdapter(getCodec(), getUrl(),
    NettyClient.this);
           ChannelPipeline pipeline = Channels.pipeline();
           pipeline.addLast("decoder", adapter.getDecoder());
           pipeline.addLast("encoder", adapter.getEncoder());
           pipeline.addLast("handler", nettyHandler);
           return pipeline;
       }
    });
    

    然后去看NettyCodecAdapter 类最后进入ExchangeCodec类的encodeRequest方法,如下:

    protected void encodeRequest(Channel channel, ChannelBuffer buffer, Request
    req) throws IOException {
           Serialization serialization = getSerialization(channel);
           // header.
           byte[] header = new byte[HEADER_LENGTH];
    

    是的,就是Serialization接口,默认是Hessian2Serialization序列化接口。

    Dubbo序列化支持java、compactedjava、nativejava、fastjson、dubbo、fst、hessian2、kryo,protostuff其中默认hessian2。其中java、compactedjava、nativejava属于原生java的序列化。

    dubbo序列化:阿里尚未开发成熟的高效java序列化实现,阿里不建议在生产环境使用它。
    hessian2序列化:hessian是一种跨语言的高效二进制序列化方式。但这里实际不是原生的hessian2序列化,而是阿里修改过的,它是dubbo RPC默认启用的序列化方式。
    json序列化:目前有两种实现,一种是采用的阿里的fastjson库,另一种是采用dubbo中自己实现的简单json库,但其实现都不是特别成熟,而且json这种文本序列化性能一般不如上面两种二进制序列化。
    java序列化:主要是采用JDK自带的Java序列化实现,性能很不理想。

    网络通信

    Dubbo中的数据格式

    解决socket中数据粘包拆包问题,一般有三种方式
    定长协议(数据包长度一致)
    定长的协议是指协议内容的长度是固定的,比如协议byte长度是50,当从网络上读取50个byte后,就进行decode解码操作。定长协议在读取或者写入时,效率比较高,因为数据缓存的大小基本都确定了,就好比数组一样,缺陷就是适应性不足,以RPC场景为例,很难估计出定长的长度是多少。
    特殊结束符(数据尾:通过特殊的字符标识#)
    相比定长协议,如果能够定义一个特殊字符作为每个协议单元结束的标示,就能够以变长的方式进行通信,从而在数据传输和高效之间取得平衡,比如用特殊字符 。特殊结束符方式的问题是过于简单的思考了协议传输的过程,对于一个协议单元必须要全部读入才能够进行处理,除此之外必须要防止用户传输的数据不能同结束符相同,否则就会出现紊乱。
    变长协议(协议头+payload模式)
    这种一般是自定义协议,会以定长加不定长的部分组成,其中定长的部分需要描述不定长的内容长度。
    dubbo就是使用这种形式的数据传输格式

    preview

    Dubbo 数据包分为消息头和消息体,消息头用于存储一些元信息,比如魔数(Magic),数据包类型(Request/Response),消息体长度(Data Length)等。消息体中用于存储具体的调用消息,比如方法名称,参数列表等。下面简单列举一下消息头的内容。

    偏移量(Bit) 字段 取值

    0 ~ 7 魔数高位 0xda00

    8 ~ 15 魔数低位 0xbb

    16 数据包类型 0 - Response, 1 - Request

    17 调用方式 仅在第16位被设为1的情况下有效,0 - 单向调用,1 - 双向调用

    18 事件标 识 0 - 当前数据包是请求或响应包,1 - 当前数据包是心跳包

    19 ~23 序列化器编号 2 - Hessian2Serialization
    3 - JavaSerialization
    4 - CompactedJavaSerialization
    6 - FastJsonSerialization
    7 - NativeJavaSerialization
    8 - KryoSerialization
    9 - FstSerialization

    24 ~31 状态 20 - OK 30 - CLIENT_TIMEOUT 31 - SERVER_TIMEOUT 40 -BAD_REQUEST 50 - BAD_RESPONSE ......

    32 ~95 请求编号 共8字节,运行时生成

    96 ~127 消息体长度 运行时计算

    消费端发送请求

    /**
    *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)
    */
    

    dubbo消费方,自动生成代码对象如下

    public class proxy0 implements ClassGenerator.DC, EchoService, DemoService {
       private InvocationHandler handler;
       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;
       }
    }
    

    InvokerInvocationHandler 中的invoker 成员变量类型为MockClusterInvoker,MockClusterInvoker内部封装了服务降级逻辑。下面简单看一下:

    public Result invoke(Invocation invocation) throws RpcException {
           Result result = null;
    // 获取 mock 配置值
           String value =
    directory.getUrl().getMethodParameter(invocation.getMethodName(), MOCK_KEY,
    Boolean.FALSE.toString()).trim();
           if (value.length() == 0 || value.equalsIgnoreCase("false")) {
                // 无 mock 逻辑,直接调用其他 Invoker 对象的 invoke 方法,
               // 比如 FailoverClusterInvoker
               result = this.invoker.invoke(invocation);
           } else if (value.startsWith("force")) {
               // force:xxx 直接执行 mock 逻辑,不发起远程调用
               result = doMockInvoke(invocation, null);
           } else {
                // fail:xxx 表示消费方对调用服务失败后,再执行 mock 逻辑,不抛出异常
               try {
                   result = this.invoker.invoke(invocation);
               } catch (RpcException e) {
                    // 调用失败,执行 mock 逻辑
                   result = doMockInvoke(invocation, e);
               }
           }
           return result;
       }
    

    考虑到前文已经详细分析过FailoverClusterInvoker,因此本节略过FailoverClusterInvoker,直接分析DubboInvoker。

    public 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。doInvoke 是一个抽象方法,需要由子类实现,下面到DubboInvoker 中看一下。

    @Override
       protected Result doInvoke(final Invocation invocation) throws Throwable {
           RpcInvocation inv = (RpcInvocation) invocation;
           final String methodName = RpcUtils.getMethodName(invocation);
           //将目标方法以及版本号作为参数放入到Invocation中
           inv.setAttachment(PATH_KEY, getUrl().getPath());
           inv.setAttachment(VERSION_KEY, version);
           //获得客户端连接
           ExchangeClient currentClient; //初始化invoker的时候,构建的一个远程通信连接
           if (clients.length == 1) { //默认
               currentClient = clients[0];
           } else {
               //通过取模获得其中一个连接
                currentClient = clients[index.getAndIncrement() % clients.length];
           }
           try {
               //表示当前的方法是否存在返回值
               boolean isOneway = RpcUtils.isOneway(getUrl(), invocation);
               int timeout = getUrl().getMethodParameter(methodName, TIMEOUT_KEY,
    DEFAULT_TIMEOUT);
               //isOneway 为 true,表示“单向”通信
               if (isOneway) {//异步无返回值
                   boolean isSent = getUrl().getMethodParameter(methodName,
    Constants.SENT_KEY, false);
                   currentClient.send(inv, isSent);
                   RpcContext.getContext().setFuture(null);
                   return AsyncRpcResult.newDefaultAsyncResult(invocation);
               } else { //存在返回值
                   //是否采用异步
                   AsyncRpcResult asyncRpcResult = new AsyncRpcResult(inv);
                   CompletableFuture<Object> responseFuture =
    currentClient.request(inv, timeout);
                   responseFuture.whenComplete((obj, t) -> {
                       if (t != null) {
                           asyncRpcResult.completeExceptionally(t);
                       } else {
                           asyncRpcResult.complete((AppResponse) obj);
                       }
                   });
                   RpcContext.getContext().setFuture(new
    FutureAdapter(asyncRpcResult));
                   return asyncRpcResult;
               }
           }
           //省略无关代码
       }
    

    最终进入到HeaderExchangeChannel#request方法,拼装Request并将请求发送出去

    public CompletableFuture<Object> request(Object request, int timeout) throws
    RemotingException {
           if (closed) {
               throw new RemotingException(this.getLocalAddress(), null, "Failed
    tosend request " + request + ", cause: The channel " + this + " is closed!");
           }
           // 创建请求对象
           Request req = new Request();
           req.setVersion(Version.getProtocolVersion());
           req.setTwoWay(true);
           req.setData(request);
           DefaultFuture future = DefaultFuture.newFuture(channel, req, timeout);
           try {
               //NettyClient
               channel.send(req);
           } catch (RemotingException e) {
               future.cancel();
               throw e;
           }
           return future;
       }
    

    请求编码如何做的?

    在netty启动时,我们设置了编解码器,其中通过ExchangeCodec完成编解码工作如下:

    public class ExchangeCodec extends TelnetCodec {
       // 消息头长度
       protected static final int HEADER_LENGTH = 16;
       // 魔数内容
       protected static final short MAGIC = (short) 0xdabb;
       protected static final byte MAGIC_HIGH = Bytes.short2bytes(MAGIC)[0];
       protected static final byte MAGIC_LOW = Bytes.short2bytes(MAGIC)[1];
       protected static final byte FLAG_REQUEST = (byte) 0x80;
       protected static final byte FLAG_TWOWAY = (byte) 0x40;
       protected static final byte FLAG_EVENT = (byte) 0x20;
       protected static final int SERIALIZATION_MASK = 0x1f;
       private static final Logger logger =
    LoggerFactory.getLogger(ExchangeCodec.class);
       public Short getMagicCode() {
           return MAGIC;
       }
       @Override
       public void encode(Channel channel, ChannelBuffer buffer, Object msg) throws
    IOException {
           if (msg instanceof Request) {
               // 对 Request 对象进行编码
               encodeRequest(channel, buffer, (Request) msg);
           } else if (msg instanceof Response) {
               // 对 Response 对象进行编码,后面分析
               encodeResponse(channel, buffer, (Response) msg);
           } else {
               super.encode(channel, buffer, msg);
           }
       }
       protected void encodeRequest(Channel channel, ChannelBuffer buffer, Request
    req) throws IOException {
           Serialization serialization = getSerialization(channel);
           // 创建消息头字节数组,长度为 16
           byte[] header = new byte[HEADER_LENGTH];
           // 设置魔数
           Bytes.short2bytes(MAGIC, header);
           // 设置数据包类型(Request/Response)和序列化器编号
           header[2] = (byte) (FLAG_REQUEST | serialization.getContentTypeId());
           // 设置通信方式(单向/双向)
           if (req.isTwoWay()) {
               header[2] |= FLAG_TWOWAY;
           }
           
           // 设置事件标识
           if (req.isEvent()) { header[2] |= FLAG_EVENT;
           }
           // 设置请求编号,8个字节,从第4个字节开始设置
           Bytes.long2bytes(req.getId(), header, 4);
           // 获取 buffer 当前的写位置
           int savedWriteIndex = buffer.writerIndex();
           // 更新 writerIndex,为消息头预留 16 个字节的空间
           buffer.writerIndex(savedWriteIndex + HEADER_LENGTH);
           ChannelBufferOutputStream bos = new ChannelBufferOutputStream(buffer);
           // 创建序列化器,比如 Hessian2ObjectOutput
           ObjectOutput out = serialization.serialize(channel.getUrl(), bos);
           if (req.isEvent()) {
               // 对事件数据进行序列化操作
               encodeEventData(channel, out, req.getData());
           } else {
               // 对请求数据进行序列化操作
               encodeRequestData(channel, out, req.getData(), req.getVersion());
           }
           out.flushBuffer();
           if (out instanceof Cleanable) {
               ((Cleanable) out).cleanup();
           }
           bos.flush();
           bos.close();
           
           // 获取写入的字节数,也就是消息体长度
           int len = bos.writtenBytes();
           checkPayload(channel, len);
           // 将消息体长度写入到消息头中
           Bytes.int2bytes(len, header, 12);
           // 将 buffer 指针移动到 savedWriteIndex,为写消息头做准备
           buffer.writerIndex(savedWriteIndex);
           // 从 savedWriteIndex 下标处写入消息头
           buffer.writeBytes(header);
           // 设置新的 writerIndex,writerIndex = 原写下标 + 消息头长度 + 消息体长度
           buffer.writerIndex(savedWriteIndex + HEADER_LENGTH + len);
       }
       
       // 省略其他方法
    }
    

    以上就是请求对象的编码过程,该过程首先会通过位运算将消息头写入到header 数组中。然后对Request 对象的data 字段执行序列化操作,序列化后的数据最终会存储到ChannelBuffer 中。序列化操作执行完后,可得到数据序列化后的长度len,紧接着将len 写入到header 指定位置处。最后再将消息头字节数组header 写入到ChannelBuffer 中,整个编码过程就结束了。本节的最后,我们再来看一下Request 对象的data 字段序列化过程,也就是encodeRequestData 方法的逻辑,如下:

    public class DubboCodec extends ExchangeCodec implements Codec2 {
       
    protected void encodeRequestData(Channel channel, ObjectOutput out, Object
    data, String version) throws IOException {
           RpcInvocation inv = (RpcInvocation) data;
         // 依次序列化 dubbo version、path、version
           out.writeUTF(version);
           out.writeUTF(inv.getAttachment(Constants.PATH_KEY));
           out.writeUTF(inv.getAttachment(Constants.VERSION_KEY));
           // 序列化调用方法名
           out.writeUTF(inv.getMethodName());
           // 将参数类型转换为字符串,并进行序列化
           out.writeUTF(ReflectUtils.getDesc(inv.getParameterTypes()));
           Object[] args = inv.getArguments();
           if (args != null)
               for (int i = 0; i < args.length; i++) {
                   // 对运行时参数进行序列化
                   out.writeObject(encodeInvocationArgument(channel, inv, i));
               }
           
           // 序列化 attachments
           out.writeObject(inv.getAttachments());
       }
    }
    

    至此,关于服务消费方发送请求的过程就分析完了,接下来我们来看一下服务提供方是如何接收请求的。

    提供方接受请求

    请求如何解码?

    这里直接分析请求数据的解码逻辑,忽略中间过程,如下:

    public class ExchangeCodec extends TelnetCodec {
       
       @Override
       public Object decode(Channel channel, ChannelBuffer buffer) throws
    IOException {
           int readable = buffer.readableBytes();
           // 创建消息头字节数组
           byte[] header = new byte[Math.min(readable, HEADER_LENGTH)];
           // 读取消息头数据
           buffer.readBytes(header);
           // 调用重载方法进行后续解码工作
           return decode(channel, buffer, readable, header);
       }
       @Override
       protected Object decode(Channel channel, ChannelBuffer buffer, int readable,
    byte[] header) throws IOException {
           // 检查魔数是否相等
           if (readable > 0 && header[0] != MAGIC_HIGH
                   || readable > 1 && header[1] != MAGIC_LOW) {
               int length = header.length;
               if (header.length < readable) {
                   header = Bytes.copyOf(header, readable);
                   buffer.readBytes(header, length, readable - length);
               }
               for (int i = 1; i < header.length - 1; i++) {
                   if (header[i] == MAGIC_HIGH && header[i + 1] == MAGIC_LOW) {
                        buffer.readerIndex(buffer.readerIndex() - header.length +
    i);
                       header = Bytes.copyOf(header, i);
                       break;
                   }
               }
               // 通过 telnet 命令行发送的数据包不包含消息头,所以这里
               // 调用 TelnetCodec 的 decode 方法对数据包进行解码
               return super.decode(channel, buffer, readable, header);
           }
           
           // 检测可读数据量是否少于消息头长度,若小于则立即返回
    DecodeResult.NEED_MORE_INPUT
           if (readable < HEADER_LENGTH) {
               return DecodeResult.NEED_MORE_INPUT;
           }
           // 从消息头中获取消息体长度
           int len = Bytes.bytes2int(header, 12);
           // 检测消息体长度是否超出限制,超出则抛出异常
           checkPayload(channel, len);
           int tt = len + HEADER_LENGTH;
           // 检测可读的字节数是否小于实际的字节数
           if (readable < tt) {
               return DecodeResult.NEED_MORE_INPUT;
           }
           
           ChannelBufferInputStream is = new ChannelBufferInputStream(buffer, len);
           try {
               // 继续进行解码工作
               return decodeBody(channel, is, header);
           } finally {
               if (is.available() > 0) {
                   try {
                       StreamUtils.skipUnusedStream(is);
                   } catch (IOException e) {
                       logger.warn(e.getMessage(), e);
                   }
               }
           }
       }
    }
    

    上面方法通过检测消息头中的魔数是否与规定的魔数相等,提前拦截掉非常规数据包,比如通过telnet命令行发出的数据包。接着再对消息体长度,以及可读字节数进行检测。最后调用decodeBody 方法进行后续的解码工作,ExchangeCodec 中实现了decodeBody 方法,但因其子类DubboCodec 覆写了该方法,所以在运行时DubboCodec 中的decodeBody 方法会被调用。下面我们来看一下该方法的代码。

    public class DubboCodec extends ExchangeCodec implements Codec2 {
       @Override
       protected Object decodeBody(Channel channel, InputStream is, byte[] header)
    throws IOException {
           // 获取消息头中的第三个字节,并通过逻辑与运算得到序列化器编号byte flag = header[2], proto = (byte) (flag & SERIALIZATION_MASK);
           Serialization s = CodecSupport.getSerialization(channel.getUrl(),
    proto);
           // 获取调用编号
           long id = Bytes.bytes2long(header, 4);
           // 通过逻辑与运算得到调用类型,0 - Response,1 - Request
           if ((flag & FLAG_REQUEST) == 0) {
               // 对响应结果进行解码,得到 Response 对象。这个非本节内容,后面再分析
               // ...
           } else {
               // 创建 Request 对象
               Request req = new Request(id);
               req.setVersion(Version.getProtocolVersion());
               // 通过逻辑与运算得到通信方式,并设置到 Request 对象中
               req.setTwoWay((flag & FLAG_TWOWAY) != 0);
               
               // 通过位运算检测数据包是否为事件类型
               if ((flag & FLAG_EVENT) != 0) {
                   // 设置心跳事件到 Request 对象中
                   req.setEvent(Request.HEARTBEAT_EVENT);
               }
               try {
                   Object data;
                   if (req.isHeartbeat()) {
                       // 对心跳包进行解码,该方法已被标注为废弃
                       data = decodeHeartbeatData(channel, deserialize(s,
    channel.getUrl(), is));
                   } else if (req.isEvent()) {
                       // 对事件数据进行解码
                       data = decodeEventData(channel, deserialize(s,
    channel.getUrl(), is));
                   } else {
                       DecodeableRpcInvocation inv;
                       // 根据 url 参数判断是否在 IO 线程上对消息体进行解码
                       if (channel.getUrl().getParameter(
                               Constants.DECODE_IN_IO_THREAD_KEY,
                               Constants.DEFAULT_DECODE_IN_IO_THREAD)) {
                           inv = new DecodeableRpcInvocation(channel, req, is,
    proto);
                           // 在当前线程,也就是 IO 线程上进行后续的解码工作。此工作完成后,
    可将
                           // 调用方法名、attachment、以及调用参数解析出来
                           inv.decode();
                       } else {
                           // 仅创建 DecodeableRpcInvocation 对象,但不在当前线程上执行解
    码逻辑
                           inv = new DecodeableRpcInvocation(channel, req,
                                   new
    UnsafeByteArrayInputStream(readMessageData(is)), proto);
                       }
                       data = inv;
                   }
                   
                   // 设置 data 到 Request 对象中
                   req.setData(data);
               } catch (Throwable t) {
                   // 若解码过程中出现异常,则将 broken 字段设为 true,
                   // 并将异常对象设置到 Reqeust 对象中
                    req.setBroken(true);
                   req.setData(t);
               }
               return req;
           }
       }
    }
    

    如上,decodeBody 对部分字段进行了解码,并将解码得到的字段封装到Request 中。随后会调用DecodeableRpcInvocation 的decode 方法进行后续的解码工作。此工作完成后,可将调用方法名、attachment、以及调用参数解析出来。

    调用服务

    解码器将数据包解析成Request 对象后,NettyHandler 的messageReceived 方法紧接着会收到这个对象,并将这个对象继续向下传递。整个调用栈如下:

    NettyServerHandler#channelRead(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
    

    这里我们直接分析调用栈中的分析第一个和最后一个调用方法逻辑。如下:
    考虑到篇幅,以及很多中间调用的逻辑并非十分重要,所以这里就不对调用栈中的每个方法都进行分析了。这里我们直接分析最后一个调用方法逻辑。如下:

    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
                   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);
               }
           }
       }
    }
    

    如上,请求和响应消息出现频率明显比其他类型消息高,所以这里对该类型的消息进行了针对性判断ChannelEventRunnable 仅是一个中转站,它的run 方法中并不包含具体的调用逻辑,仅用于将参数传给其他ChannelHandler 对象进行处理,该对象类型为DecodeHandler

    public class 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 主要是包含了一些解码逻辑,完全解码后的Request 对象会继续向后传递

    public class DubboProtocol extends AbstractProtocol {
       public static final String NAME = "dubbo";
       
       private ExchangeHandler requestHandler = new 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_INV
    OKE))) {
                       // 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
    }
    

    在之前课程中介绍过,服务全部暴露完成之后保存到exporterMap中。这里就是通过serviceKey获取exporter之后获取Invoker,并通过Invoker 的invoke 方法调用服务逻辑

    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)
    

    提供方返回调用结果

    服务提供方调用指定服务后,会将调用结果封装到Response 对象中,并将该对象返回给服务消费方。服务提供方也是通过NettyChannel 的send 方法将Response 对象返回,这里就不在重复分析了。

    消费方接收调用结果

    服务消费方在收到响应数据后,首先要做的事情是对响应数据进行解码,得到Response 对象。然后再将该对象传递给下一个入站处理器,这个入站处理器就是NettyHandler。接下来NettyHandler 会将这个对象继续向下传递,最后AllChannelHandler 的received 方法会收到这个对象,并将这个对象派发到线程池中。这个过程和服务提供方接收请求的过程是一样的,因此这里就不重复分析了

    小结

    至此整个dubbo的核心流程原理及其源码,我们就分析完毕了,整体流程思路不复杂,但是细节很多,要先理解其思想,还是得多花时间再仔细撸一遍。

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