I作者：vivo互聯(lián)網(wǎng)服務器團隊-Wang Genfu

一、Dubbo分層整體設計概述

我們先從下圖開始簡單介紹Dubbo分層設計概念：

（引用自Duboo開發(fā)指南-框架設計文檔）

如圖描述Dubbo實現(xiàn)的RPC整體分10層：service、config、proxy、registry、cluster、monitor、protocol、exchange、transport、serialize。

• service：使用方定義的接口和實現(xiàn)類；

• config：負責解析Dubbo定義的配置，比如注解和xml配置，各種參數(shù)；

• proxy：主要負責生成消費者和提供者的代理對象，加載框架功能，比如提供者過濾器鏈，擴展點；

• registry：負責注冊服務的定義和實現(xiàn)類的裝載；

• cluster：只有消費者有這么一層，負責包裝多個服務提供者成一個‘大提供者’，加載負載均衡、路有等擴展點；

• monitor：定義監(jiān)控服務，加載監(jiān)控實現(xiàn)提供者；

• protocol：封裝RPC調(diào)用接口，管理調(diào)用實體的生命周期；

• exchange：封裝請求響應模式，同步轉(zhuǎn)異步；

• transport：抽象傳輸層模型，兼容netty、mina、grizzly等通訊框架；

• serialize：抽象序列化模型，兼容多種序列化框架，包括：fastjson、fst、hessian2、kryo、kryo2、protobuf等，通過序列化支持跨語言的方式，支持跨語言的rpc調(diào)用；

Dubbo這么分層的目的在于實現(xiàn)層與層之間的解耦，每一層都定義了接口規(guī)范，也可以根據(jù)不同的業(yè)務需求定制、加載不同的實現(xiàn)，具有極高的擴展性。

1.1. RPC調(diào)用過程

接下來結(jié)合上圖簡單描述一次完整的rpc調(diào)用過程：

從Dubbo分層的角度看，詳細時序圖如下，藍色部分是服務消費端，淺綠色部分是服務提供端，時序圖從消費端一次Dubbo方法調(diào)用開始，到服務端本地方法執(zhí)行結(jié)束。

從Dubbo核心領域?qū)ο蟮慕嵌瓤?，我們引?span>Dubbo官方文檔說明，如下圖所示。Dubbo核心領域?qū)ο笫荌nvoker，消費端代理對象是proxy，包裝了Invoker的調(diào)用；服務端代理對象是一個Invoker，他通過exporter包裝，當服務端接收到調(diào)用請求后，通過exporter找到Invoker，Invoker去實際執(zhí)行用戶的業(yè)務邏輯。

（引用自Dubbo官方文檔）

1.2 Dubbo服務的注冊和發(fā)現(xiàn)流程

下圖出自開發(fā)指南-框架設計-引用服務時序，主要流程是：從注冊中心訂閱服務提供者，然后啟動tcp服務連接遠端提供者，將多個服務提供者合并成一個Invoker，用這個Invoker創(chuàng)建代理對象。

下圖出自開發(fā)指南-框架設計-暴露服務時序，主要流程是：創(chuàng)建本地服務的代理Invoker，啟動tcp服務暴露服務，然后將服務注冊到注冊中心。

接下來我們結(jié)合Dubbo服務的注冊和發(fā)現(xiàn)，從配置層開始解釋每一層的作用和原理。

示例服務接口定義如下：

public interface CouponServiceViewFacade { /** * 查詢單張優(yōu)惠券 */ CouponViewDTO query(String code);}

二、配置層

2.1. 做什么

配置層提供配置處理工具類，在容器啟動的時候，通過ServiceConfig.export實例化服務提供者，ReferenceConfig.get實例化服務消費者對象。

Dubbo應用使用spring容器啟動時，Dubbo服務提供者配置處理器通過ServiceConfig.export啟動Dubbo遠程服務暴露本地服務。Dubbo服務消費者配置處理器通過ReferenceConfig.get實例化一個代理對象，并通過注冊中心服務發(fā)現(xiàn)，連接遠端服務提供者。

Dubbo配置可以使用注解和xml兩種形式，本文采用注解的形式進行說明。

2.2. 怎么做

2.2.1 服務消費端的解析

Spring容器啟動過程中，填充bean屬性時，對含有Dubbo引用注解的屬性使用

org.apache.dubbo.config.spring.beans.factory.annotation.ReferenceAnnotationBeanPostProcessor進行初始化。

如下是

ReferenceAnnotationBeanPostProcessor的構造方法，Dubbo服務消費者注解處理器處理以下三個注解：

DubboReference.class,?

Reference.class,?

com.alibaba.dubbo.config.annotation.Reference.class修飾的類。

ReferenceAnnotationBeanPostProcessor類定義：

public class ReferenceAnnotationBeanPostProcessor extends AbstractAnnotationBeanPostProcessor implements ApplicationContextAware { public ReferenceAnnotationBeanPostProcessor() { super(DubboReference.class, Reference.class, com.alibaba.dubbo.config.annotation.Reference.class); }}

Dubbo服務發(fā)現(xiàn)到這一層，Dubbo即將開始構建服務消費者的代理對象，

CouponServiceViewFacade接口的代理實現(xiàn)類。

2.2.2 服務提供端的解析

Spring容器啟動的時候，加載注解

@org.apache.dubbo.config.spring.context.annotation.DubboComponentScan指定范圍的類，并初始化；初始化使用dubbo實現(xiàn)的擴展點

org.apache.dubbo.config.spring.beans.factory.annotation.ServiceClassPostProcessor。

ServiceClassPostProcessor處理的注解類有

DubboService.class,Service.class,com.alibaba.dubbo.config.annotation.Service.class。

如下是ServiceClassPostProcessor類定義：

public class ServiceClassPostProcessor implements BeanDefinitionRegistryPostProcessor, EnvironmentAware, ResourceLoaderAware, BeanClassLoaderAware { private final static List> serviceAnnotationTypes = asList( DubboService.class,Service.class,com.alibaba.dubbo.config.annotation.Service.class );。。。}

等待Spring容器ContextRefreshedEvent事件，啟動Dubbo應用服務監(jiān)聽端口，暴露本地服務。

Dubbo服務注冊到這一層，Dubbo即將開始構建服務提供者的代理對象，CouponServiceViewFacade實現(xiàn)類的反射代理類。

三、?代理層

3.1 做什么

為服務消費者生成代理實現(xiàn)實例，為服務提供者生成反射代理實例。

CouponServiceViewFacade的代理實現(xiàn)實例，消費端在調(diào)用query方法的時候，實際上是調(diào)用代理實現(xiàn)實例的query方法，通過他調(diào)用遠程服務。

//// Source code recreated from a .class file by IntelliJ IDEA// (powered by Fernflower decompiler)// package org.apache.dubbo.common.bytecode; public class proxy1 implements DC, Destroyable, CouponServiceViewFacade, EchoService { public static Method[] methods; private InvocationHandler handler; public proxy1(InvocationHandler var1) { this.handler = var1; } public proxy1() { } public CouponViewDTO query(String var1) { Object[] var2 = new Object[]{var1}; Object var3 = this.handler.invoke(this, methods[0], var2); return (CouponViewDTO)var3; }}

CouponServiceViewFacade的反射代理實例，服務端接收到請求后，通過該實例的Invoke方法最終執(zhí)行本地方法query。

/** * InvokerWrapper */public class AbstractProxyInvoker implements Invoker { // 。。。 public AbstractProxyInvoker(CouponServiceViewFacade proxy, Class type, URL url) { //。。。 this.proxy = proxy; this.type = type; this.url = url; } @Override public Result invoke(Invocation invocation) throws RpcException { //。。。 Object value = doInvoke(proxy, invocation.getMethodName(), invocation.getParameterTypes(), invocation.getArguments()); //。。。 } protected Object doInvoke(CouponServiceViewFacade proxy, String methodName, Class[] parameterTypes, Object[] arguments) throws Throwable{ //。。。 return wrapper.invokeMethod(proxy, methodName, parameterTypes, arguments); } }

3.2 怎么做

Dubbo代理工廠接口定義如下，定義了服務提供者和服務消費者的代理對象工廠方法。服務提供者代理對象和服務消費者代理對象都是通過工廠方法創(chuàng)建，工廠實現(xiàn)類可以通過SPI自定義擴展。

@SPI("javassist")public interface ProxyFactory { // 生成服務消費者代理對象 @Adaptive({PROXY_KEY}) T getProxy(Invoker invoker) throws RpcException; // 生成服務消費者代理對象 @Adaptive({PROXY_KEY}) T getProxy(Invoker invoker, boolean generic) throws RpcException; // 生成服務提供者代理對象 @Adaptive({PROXY_KEY}) Invoker getInvoker(T proxy, Class type, URL url) throws RpcException; }

3.2.1 服務消費者

3.2.1.1 創(chuàng)建服務消費者代理類

默認采用Javaassist代理工廠實現(xiàn)，Proxy.getProxy(interfaces)創(chuàng)建代理工廠類，newInstance創(chuàng)建具體代理對象。

public class JavassistProxyFactory extends AbstractProxyFactory { @Override @SuppressWarnings("unchecked") public T getProxy(Invoker invoker, Class[] interfaces) { return (T) Proxy.getProxy(interfaces).newInstance(new InvokerInvocationHandler(invoker)); } 。。。 }

3.2.1.2 服務消費者代理

Dubbo為每個服務消費者生成兩個代理類：代理工廠類，接口代理類。

CouponServiceViewFacade代理工廠類：

public class Proxy1 extends Proxy implements DC { public Proxy1() { } public Object newInstance(InvocationHandler var1) { return new proxy1(var1); }}

最終生成的CouponServiceViewFacade的代理對象如下，其中handler的實現(xiàn)類是InvokerInvocationHandler，

this.handler.invoke方法發(fā)起Dubbo調(diào)用。

//// Source code recreated from a .class file by IntelliJ IDEA// (powered by Fernflower decompiler)// package org.apache.dubbo.common.bytecode; public class proxy1 implements DC, Destroyable, CouponServiceViewFacade, EchoService { public static Method[] methods; private InvocationHandler handler; public proxy1(InvocationHandler var1) { this.handler = var1; } public proxy1() { } public CouponViewDTO query(String var1) { Object[] var2 = new Object[]{var1}; Object var3 = this.handler.invoke(this, methods[0], var2); return (CouponViewDTO)var3; }}

3.2.2 服務提供者

3.2.2.1 創(chuàng)建服務提供者代理類

默認Javaassist代理工廠實現(xiàn)，使用Wrapper包裝本地服務提供者。proxy是實際的服務提供者實例，即CouponServiceViewFacade的本地實現(xiàn)類，type是接口類定義，URL是injvm協(xié)議URL。

public class JavassistProxyFactory extends AbstractProxyFactory { 。。。 @Override public Invoker getInvoker(T proxy, Class type, URL url) { // 代理包裝類，包裝了本地的服務提供者 final Wrapper wrapper = Wrapper.getWrapper(proxy.getClass().getName().indexOf('$') < 0 ? proxy.getClass() : type); // 代理類入口 return new AbstractProxyInvoker(proxy, type, url) { @Override protected Object doInvoke(T proxy, String methodName, Class[] parameterTypes, Object[] arguments) throws Throwable { return wrapper.invokeMethod(proxy, methodName, parameterTypes, arguments); } }; } }

3.2.2.2 Wrapper包裝類

Dubbo為每個服務提供者的本地實現(xiàn)生成一個Wrapper代理類，抽象Wrapper類定義如下：

public abstract class Wrapper { 。。。 abstract public Object invokeMethod(Object instance, String mn, Class[] types, Object[] args) throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException;}

具體Wrapper代理類使用字節(jié)碼技術動態(tài)生成，本地服務CouponServiceViewFacade的代理包裝類舉例：

//// Source code recreated from a .class file by IntelliJ IDEA// (powered by Fernflower decompiler)// package org.apache.dubbo.common.bytecode; import com.xxx.CouponServiceViewFacade;import java.lang.reflect.InvocationTargetException;import java.util.Map;import org.apache.dubbo.common.bytecode.ClassGenerator.DC; public class Wrapper25 extends Wrapper implements DC { 。。。 public Wrapper25() { } public Object invokeMethod(Object var1, String var2, Class[] var3, Object[] var4) throws InvocationTargetException { CouponServiceViewFacade var5; try { var5 = (CouponServiceViewFacade)var1; } catch (Throwable var8) { throw new IllegalArgumentException(var8); } try { if ("query".equals(var2)