Dubbo筆記（一）

一．簡介

在編寫分佈式場景下高併發、高擴展的系統對技能的要求很高，因爲這個過程會涉及到序列化 / 反序列化、多線程、網絡編程、設計模式、性能優化等衆多專業知識。而 Dubbo 框架對這些專業知識做了更高層的抽象和封裝，提供了開箱即用的特性。所以換句話說 Dubbo 是爲了解決大流量、高併發場景下提供高可用、提升系統性能的這樣一個服務治理方案，也是優秀的 RPC 框架之一，因此被衆多公司採用並根據自己的業務實現擴展。

Dubbo 提供了註冊中心機制，解耦了服務方和消費方動態發現的問題，並提供了高可靠能力，大量採用微內核 + 富插件設計思想，包括框架自身核心特性都作爲擴展點實現，提供了靈活的擴展點能力。

二．架構

1. 服務提供者 Provider 啓動時會向註冊中心把自己的元數據註冊上去（比如服務 IP 、端口及需要註冊的接口定義等信息）；

2. 服務消費方 Consumer 在啓動時會從註冊中心訂閱（第一次訂閱會拉取全量數據）服務提供方的元數據；

3. 而當註冊中心數據發生變更時會推送給訂閱的 Consumer （比如 Provider 某個節點 Down 掉了，又或者服務提供方進行了擴容，增加了節點。）；

4. 在 Consumer 獲取到元數據後， Consumer 可以發起 RPC 調用（本質其實是 Socket 通信 + 動態代理這樣的一個實現機制）；

5.RPC 調用前後會向監控中心上報統計信息（比如併發數和調用接口）。

Dubbo 總體分爲業務層（ Biz ）、 RPC 層、 Remote 三層。如果把每一層繼續細化，那一共可以分爲 10 層。可以參考下圖，圖中左邊是具體的分層，右邊是該層中比較重要的接口：

其中 Service 與 Config 兩層可以認爲是 API 層，主要提供給 API 使用者，使用者無需關係底層的實現，只需要配置和完成業務代碼即可；後面所有層級合在一起，可以認爲是 SPI 層，主要提供給擴展者使用，即用戶可以基於 Dubbo 框架做定製性的二次開發，擴展其功能。

Dubbo 核心組件：

1.Service 層

業務層。包括業務代碼接口與實現，即我們自己實現的業務代碼。

2.config 層

配置層。主要圍繞 ServiceConfig （暴露的服務配置）和 ReferenceConfig （引用的服務配置）兩個實現類展開，初始化配置信息。可以理解爲該層管理整個 Dubbo 配置。

3.proxy 層

服務代理層。在 Dubbo 中，無論生產者還是消費者，框架都會生成一個代理類，整個過程對上層是透明的。當調用一個遠程接口時，看起來就像調用本地接口一樣，代理層會自動做遠程調用並返回結果，即讓業務層對遠程調用完全無感。

4.registry 層

註冊層。服務 Dubbo 框架的服務註冊與發現。當所有新的服務加入或者就服務下線時，註冊中心都會感知並通知訂閱方。整個過程不需要人工參與。

5.cluster 層

集羣容錯層。主要負責遠程調用失敗時的容錯策略（如失敗重試、快速失敗）；選擇具體調用節點時的複雜均衡策略（如隨機、一致性 Hash 等）；特殊調用路徑的路由策略（如某個 Consumer 只會調用某個 IP 的 Provider ）。

6.monitor 層

監控層。複雜監控統計調用次數和調用時間等。

7.protocol 層

遠程調用層。封裝 RPC 調用的具體過程， Protocol 是 Invoker 暴露（發佈一個新功能讓別人調用）和引用（引用一個遠程服務到本地）的主功能入口。它負責管理 Invoker 的整個生命週期。 Invoker 是 Dubbo 核心模型，框架中所有其他模型都向它靠攏，或者轉換成它，它代表一個可執行體。

8.exchange 層

信息交換層。建立 Request-Response 模型，封裝請求響應模式，如吧同步請求轉化爲一步請求。

9.transport 層

網絡傳輸層。把網絡傳輸抽象爲同一的接口，如 Mina 和 Netty 雖然接口不一樣，但是 Dubbo 在他們上面又封裝了統一的接口。我們也可以根據其擴展接口添加更多的網絡傳輸方式。

10.Serialize 層

序列化層。如果數據要通過網絡進行發送，則需要先做做序列化，變成二進制流。序列化層負責管理整個框架網絡傳輸時的序列化 / 反序列化工作。

三．特性及解決問題

特性：

1. 面向接口代理的改性能 RPC 調用

提供了高性能的基於代理的遠程調用能力，服務以接口爲粒度，爲開發者屏蔽調用的遠程細節。

2. 服務自動註冊與發現

支持多種註冊中心服務，服務實例上下線實時感知（上圖中的第 3 步）。

3. 運行期流量調度

內置條件、腳本等路由策略，通過配置不同的路由規則，輕鬆實現灰度發佈、同機房優先等功能。

4. 智能負載均衡

內置多種負載均衡策略，智能感知下游節點健康狀況，顯著減少調用延遲，提高系統吞吐量。

5. 高度可擴展能力

遵循微內核 + 插件的設計思想，所有核心能力如 Protocol 、 Transport 、 Serialization 被設計爲擴展點，平等對待內置實現和第三方實現。（ Dubbo SPI 擴展點機制）

6. 可視化的服務治理與運維

提供了豐富服務治理、運維工具（ Dubbo Admin ）：隨時查詢服務元數據、服務簡況狀態及調用統計，實時下發路由策略、調整配置參數。

解決問題：

（ 1 ）高性能、透明的 RPC 調用。只要涉及服務之間的通信， RPC 就必不可。 Dubbo 可以讓我們像調用本地服務一樣簡單的去調用遠程服務，而不需要再代碼中顯示的指定遠程調用。整個過程對上層開發者透明， Dubbo 會自動完成後續的所有操作，例如：負載均衡、路由、協議轉換、序列化等。開發者只需要接收對應的調用結果。

（ 2 ）服務的自動註冊與發現。當服務越來越多時，服務 URL 配置管理變得非常困難，服務的註冊與發現已經不可能由人工來管理。此時需要一個註冊中心，動態的註冊和發現服務，使服務的位置透明。 Dubbo 適配了多種註冊中心。

（ 3 ）自動負載與容錯。當服務越來越多時， F5 一年負載均衡器的單點壓力也原來越大， Dubbo 提供了完整的集羣容錯機制，可以實現軟件層面的負載均衡，依次降低硬件的壓力。 Dubbo 還提供了調用失敗的各種容錯機制，如 Failover 、 Failfast 、結果集合並等。