Dubbo介绍

Dubbo介绍

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官方文档地址： http://dubbo.apache.org/zh-cn/  

 

一、概念

Dubbo 是 Alibaba 开源的 分布式服务框架，是一款高性能、轻量级的开源Java RPC框架，它提供了三大核心能力：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。它最大的特点是按照分层的方式来架构，使用这种方式可以使各个层之间解耦合（或者最大限度地松耦合）。从服务模型的角度来看，Dubbo 采用的是一种非常简单的模型，要么是提供方提供服务，要么是消费方消费服务，所以基于这一点可以抽象出服务提供方（Provider）和服务消费方（Consumer）两个角色。

自 2017 年 7 月阿里重启 Dubbo 开源，到目前为止 github star 数，contributor 数都有了非常大的提升。2018 年 2 月 9 日阿里决定将 Dubbo 项目贡献给 Apache，经过一周的投票，顺利成为了 Apache 的孵化项目，也就是大家现在看到的 Incubator Dubbo。预计在 2019 年 4 月，Dubbo 可以达成毕业，成为 Apache 的顶级项目。

 

• Dubbo能做什么

（1）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。      

（2）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。

（3）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。

 

• 优点

（1）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。 

（2）软负载均衡及容错机制: 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。 

可在内网替代F5等硬件负载均衡器，降低成本，减少单点。 

（3）服务自动注册与发现: 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 。

（4）提供完善的管理控制台dubbo-admin与简单的控制中心dubbo-monitor 

（5）Dubbo提供了伸缩性很好的插件模型，很方便进行扩展（ExtensionLoader） 

（6）支持多协议 

（7）Dubbo采用全spring配置方式，透明化接入应用，对应用没有任何API侵入，只需用Spring加载Dubbo的配置即可，Dubbo基于Spring的Schema扩展进行加载。因此Dubbo不需要安装，只需要配置。

 

 

二、框架

在介绍之前，先来看一下Dubbo源码结构图，图片来源： https://github.com/apache/dubbo

如图所示：

 

• 模块分包（代码分包：根据代码的作用，确定代码要放在哪个模块中）

在看了源码结构图后，大概可以将Dubbo分为如下几个模块：

 

模块说明：

（1）dubbo-common 公共逻辑模块：包括 Util 类和通用模型。

（2）dubbo-remoting 远程通讯模块：相当于 Dubbo 协议的实现，如果 RPC 用 RMI协议则不需要使用此包。

（3）dubbo-rpc 远程调用模块：抽象各种协议，以及动态代理，只包含一对一的调用，不关心集群的管理。

（4）dubbo-cluster 集群模块：将多个服务提供方伪装为一个提供方，包括：负载均衡, 容错，路由等，集群的地址列表可以是静态配置的，也可以是由注册中心下发。

（5）dubbo-registry 注册中心模块：基于注册中心下发地址的集群方式，以及对各种注册中心的抽象。

（6）dubbo-monitor 监控模块：统计服务调用次数，调用时间的，调用链跟踪的服务。

（7）dubbo-config 配置模块：是 Dubbo 对外的 API，用户通过 Config 使用Dubbo，隐藏 Dubbo 所有细节。

（8）dubbo-container 容器模块：是一个 Standlone 的容器，以简单的 Main 加载 Spring 启动，因为服务通常不需要 Tomcat/JBoss 等 Web 容器的特性，没必要用 Web 容器去加载服务。

 

• 框架设计

整体框架设计，如图所示：

 

图例说明：

（1）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。

（2）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。

（3）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。

（4）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。

 

各层说明：

（1）config 配置层：对外配置接口，以 ServiceConfig, ReferenceConfig 为中心，可以直接初始化配置类，也可以通过 spring 解析配置生成配置类

（2）proxy 服务代理层：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

（3）registry 注册中心层：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, RegistryService

（4）cluster 路由层：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

（5）monitor 监控层：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

（6）protocol 远程调用层：封装 RPC 调用，以 Invocation, Result 为中心，扩展接口为 Protocol, Invoker, Exporter

（7）exchange 信息交换层：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

（8）transport 网络传输层：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

（9）serialize 数据序列化层：可复用的一些工具，扩展接口为 Serialization, ObjectInput, ObjectOutput, ThreadPool

 

关系说明：

（1）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。

（2）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。

（3）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。

（4）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。

（5）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。

（6）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。

 

分包与分层说明：

（1）整体上是先有分层结构，在按照分层结构进行模块分包的。

（2）container模块为服务容器，用于部署运行服务，没有在层中画出。

（3）protocol 层和 proxy 层都放在 rpc 模块中，这两层是 rpc 的核心，在不需要集群也就是只有一个提供者时，可以只使用这两层完成 rpc 调用。

（4）transport 层和 exchange 层都放在 remoting 模块中，为 rpc 调用的通讯基础。

（5）serialize 层放在 common 模块中，以便更大程度复用。

 

• 依赖关系

对于整个框架设计图来说，层级之间的依赖关系，如图所示：

 

 

图例说明：

（1）图中小方块 Protocol, Cluster, Proxy, Service, Container, Registry, Monitor 代表层或模块，蓝色的表示与业务有交互，绿色的表示只对 Dubbo 内部交互。

（2）图中背景方块 Consumer, Provider, Registry, Monitor 代表部署逻辑拓扑节点。

（3）图中蓝色虚线为初始化时调用，红色虚线为运行时异步调用，红色实线为运行时同步调用。

（4）图中只包含 RPC 的层，不包含 Remoting 的层，Remoting 整体都隐含在 Protocol 中。

 

调用关系说明：

（1）服务容器负责启动，加载，运行服务提供者。

（2）服务提供者在启动时，向注册中心注册自己提供的服务。

（3）服务消费者在启动时，向注册中心订阅自己所需的服务。

（4）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。

（5）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。

（6）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。

 

• 暴露服务时序

展开总设计图左边服务提供方暴露服务的蓝色初始化链，时序图如下：

 

• 引用服务时序

展开总设计图右边服务消费方引用服务的蓝色初始化链，时序图如下：

 

三、特点

Dubbo 架构具有以下几个特点： 分别是连通性、 健壮性、 伸缩性；

(1) 连通性：

• 注册中心负责服务地址的注册与查找，相当于目录服务，服务提供者和消费者只在启动时与注册中心交互，注册中心不转发请求，压力较小
• 监控中心负责统计各服务调用次数，调用时间等，统计先在内存汇总后每分钟一次发送到监控中心服务器，并以报表展示
• 服务提供者向注册中心注册其提供的服务，并汇报调用时间到监控中心，此时间不包含网络开销
• 服务消费者向注册中心获取服务提供者地址列表，并根据负载算法直接调用提供者，同时汇报调用时间到监控中心，此时间包含网络开销
• 注册中心，服务提供者，服务消费者三者之间均为长连接，监控中心除外
• 注册中心通过长连接感知服务提供者的存在，服务提供者宕机，注册中心将立即推送事件通知消费者
• 注册中心和监控中心全部宕机，不影响已运行的提供者和消费者，消费者在本地缓存了提供者列表
• 注册中心和监控中心都是可选的，服务消费者可以直连服务提供者

(2) 健状性：

• 监控中心宕掉不影响使用，只是丢失部分采样数据
• 数据库宕掉后，注册中心仍能通过缓存提供服务列表查询，但不能注册新服务
• 注册中心对等集群，任意一台宕掉后，将自动切换到另一台
• 注册中心全部宕掉后，服务提供者和服务消费者仍能通过本地缓存通讯
• 服务提供者无状态，任意一台宕掉后，不影响使用
• 服务提供者全部宕掉后，服务消费者应用将无法使用，并无限次重连等待服务提供者恢复

(3) 伸缩性：

• 注册中心为对等集群，可动态增加机器部署实例，所有客户端将自动发现新的注册中心
• 服务提供者无状态，可动态增加机器部署实例，注册中心将推送新的服务提供者信息给消费者

 

 

四、生态

对于生态，官方给出了下面这副图，可以通过这张图了解到很多。

 

 

五、打赏区

 

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