dubbo通信框架 简述dubbo框架

Dubbo架构基本分析

1. dubbo简单介绍

1.1 dubbo是什么

dubbo是一个分布式服务框架，致力于提供高性能和透明化的RPC远程服务调用方案，以及SOA服务治理方案。 其核心部分包含:

• 远程通讯: 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。
• 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。
• 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能做什么

• 透明化的远程方法调用，就像调用本地方法一样调用远程方法，只需简单配置，没有任何API侵入。
• 软负载均衡及容错机制，可在内网替代F5等硬件负载均衡器，降低成本，减少单点。
• 服务自动注册与发现，不再需要写死服务提供方地址，注册中心基于接口名查询服务提供者的IP地址，并且能够平滑添加或删除服务提供者。

1.3 dubbo的基本使用演示

Dubbo与Zookeeper、SpringMVC整合和使用

2. dubbo总体框架图

2.1 总体结构图

图例说明：

• 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。
• 图中从下至上分为十层，各层均为单向依赖，右边的黑色箭头代表层之间的依赖关系，每一层都可以剥离上层被复用，其中，Service和Config层为API，其它各层均为SPI。
• 图中绿色小块的为扩展接口，蓝色小块为实现类，图中只显示用于关联各层的实现类。
• 图中蓝色虚线为初始化过程，即启动时组装链，红色实线为方法调用过程，即运行时调时链，紫色三角箭头为继承，可以把子类看作父类的同一个节点，线上的文字为调用的方法。

2.2 基本服务调用图（借用官网的图）

节点角色说明：
- Provider: 暴露服务的服务提供方。
- Consumer: 调用远程服务的服务消费方。
- Registry: 服务注册与发现的注册中心。
- Monitor: 统计服务的调用次调和调用时间的监控中心。
- Container: 服务运行容器。
调用关系说明：
- 0、服务容器负责启动，加载，运行服务提供者。
- 1、服务提供者在启动时，向注册中心注册自己提供的服务。
- 2、服务消费者在启动时，向注册中心订阅自己所需的服务。
- 3、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。
- 4、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。
- 5、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。

3. 具体分析

现在结合官网文档，我们来具体分析下dubbo框架的十个层

3.1 各层分析

• 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。
• 配置层(Config)：
  对外配置接口，以ServiceConfig, 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
• 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
• 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。
• 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, LoadBalance
• 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, MonitorService
• 远程调用层(Protocol)： 封装RPC调用，以Invocation, Result为中心，扩展接口为Protocol, Invoker, Exporter
• 信息交换层(Exchange)： 封装请求响应模式，同步转异步，以Request, Response为中心，扩展接口为Exchanger, ExchangeChannel, ExchangeClient, ExchangeServer
• 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, Codec
• 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。

3.2 关系说明

• 在RPC中，Protocol是核心层，也就是只要有Protocol + Invoker + Exporter就可以完成非透明的RPC调用，然后在Invoker的主过程上Filter拦截点。
• 图中的Consumer和Provider是抽象概念，只是想让看图者更直观的了解哪些类分属于客户端与服务器端，不用Client和Server的原因是Dubbo在很多场景下都使用Provider, Consumer, Registry, Monitor划分逻辑拓普节点，保持统一概念。
• 而Cluster是外围概念，所以Cluster的目的是将多个Invoker伪装成一个Invoker，这样其它人只要关注Protocol层Invoker即可，加上Cluster或者去掉Cluster对其它层都不会造成影响，因为只有一个提供者时，是不需要Cluster的。
• Proxy层封装了所有接口的透明化代理，而在其它层都以Invoker为中心，只有到了暴露给用户使用时，才用Proxy将Invoker转成接口，或将接口实现转成Invoker，也就是去掉Proxy层RPC是可以Run的，只是不那么透明，不那么看起来像调本地服务一样调远程服务。
• 而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，而Exchange层是在传输层之上封装了Request-Response语义。
• Registry和Monitor实际上不算一层，而是一个独立的节点，只是为了全局概览，用层的方式画在一起。

3.3 总结

结合架构图和分析，我们可以了解到，dubbo作为一个分布式服务框架，主要具有如下几个核心的要点：

服务定义：

服务是围绕服务提供方和服务消费方的，服务提供方实现服务，而服务消费方调用服务。

服务注册：

针对于服务提供方，它需要发布服务，而且由于应用系统的复杂性，服务的数量、类型也不断膨胀；对于服务消费方，它最关心如何获取到它所需要的服务，而面对复杂的应用系统，需要管理大量的服务调用。 有时对于服务提供方和服务消费方来说，他们还有可能兼具这两种角色，即需要提供服务，又需要消费服务。

通过将服务统一管理起来，可以有效地优化内部应用对服务发布/使用的流程和管理。服务注册中心可以通过特定协议来完成服务对外的统一。

Dubbo提供的注册中心有如下几种类型可供选择：

• Multicast注册中心
• Zookeeper注册中心
• Redis注册中心
• Simple注册中心

服务监控：

不管是服务提供方，还是服务消费方，他们都需要对服务调用的实际状态进行有效的监控，从而改进服务质量。

信息交换：

远程通信需要指定通信双方所约定的协议，在保证通信双方理解协议语义的基础上，还要保证高效、稳定的消息传输。

dubbo继承了当前主流的网络通信框架，主要包括如下几个：

• Mina
• Netty
• Grizzly

服务调用：

参看  2.2

注册/注销服务：

服务的注册与注销，是对服务提供方角色而言。如图：

服务订阅/取消：

为了满足应用系统的需求，服务消费方的可能需要从服务注册中心订阅指定的有服务提供方发布的服务，在得到通知可以使用服务时，就可以直接调用服务。反过来，如果不需要某一个服务了，可以取消该服务。如图：

协议支持：

• Dubbo协议
• Hessian协议
• HTTP协议
• RMI协议
• WebService协议
• Thrift协议
• Memcached协议
• Redis协议