Dubbo 架构设计及入门案例

框架介绍

1.1.1 概述

Dubbo 是阿里巴巴公司开源的一个高性能优秀的服务框架，使得应用可通过高性能的 RPC 实现服务的输出和输入功能，可以和 Spring 框架无缝集成。

Dubbo 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。

1.1.2 运行架构

dubbo 运行架构如下图示

节点角色说明

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	统计服务的调用次数和调用时间的监控中心
Container	服务运行容器

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。

关于 dubbo 的特点分别有连通性、健壮性、伸缩性、以及向未来架构的升级性。特点的详细介绍也可以参考官方文档。

1.1.3 整体设计

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。

** 各层说明: **

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

1.2 环境搭建

接下来逐步对 dubbo 各个模块的源码以及原理进行解析，目前 dubbo 框架已经交由 Apache 基金会进行孵化，被在 github 开源。

Dubbo 社区目前主力维护的有 2.6.x 和 2.7.x 两大版本，其中，

• 2.6.x 主要以 bugfix 和少量 enhancements 为主，因此能完全保证稳定性
• 2.7.x 作为社区的主要开发版本，得到持续更新并增加了大量新 feature 和优化，同时也带来了一些稳定性挑战

1.2.1 源码拉取

通过以下的这个命令签出最新的 dubbo 项目源码，并导入到 IDEA 中

git clone https://github.com/apache/dubbo.git dubbo

可以看到 Dubbo 被拆分成很多的 Maven 项目，在后续课程中会介绍左边每个模块的大致作用。

下载源码导入工程后，进行编译，并跳过测试，这个过程中可能会遇到以下问题

[ERROR] Failed to execute goal org.xolstice.maven.plugins:protobuf-maven-plugin:0.5.1:compile (default) on project dubbo-serialization-protobuf: Missing:
[ERROR] ----------
[ERROR] 1) com.google.protobuf:protoc:exe:windows-x86_64:3.7.1
[ERROR] 
[ERROR]   Try downloading the file manually from the project website.
[ERROR] 
[ERROR]   Then, install it using the command: 
[ERROR]       mvn install:install-file -DgroupId=com.google.protobuf -DartifactId=protoc -Dversion=3.7.1 -Dclassifier=windows-x86_64 -Dpackaging=exe -Dfile=/path/to/file
[ERROR] 
[ERROR]   Alternatively, if you host your own repository you can deploy the file there: 
[ERROR]       mvn deploy:deploy-file -DgroupId=com.google.protobuf -DartifactId=protoc -Dversion=3.7.1 -Dclassifier=windows-x86_64 -Dpackaging=exe -Dfile=/path/to/file -Durl=[url] -DrepositoryId=[id]
[ERROR] 
[ERROR]   Path to dependency: 
[ERROR]       1) org.apache.dubbo:dubbo-serialization-protobuf:jar:2.7.8
[ERROR]       2) com.google.protobuf:protoc:exe:windows-x86_64:3.7.1
[ERROR] 
[ERROR] ----------
[ERROR] 1 required artifact is missing.
[ERROR] 
[ERROR] for artifact: 
[ERROR]   org.apache.dubbo:dubbo-serialization-protobuf:jar:2.7.8
[ERROR] 
[ERROR] from the specified remote repositories:
[ERROR]   apache.snapshots (https://repository.apache.org/snapshots, releases=false, snapshots=true),
[ERROR]   alimaven (http://maven.aliyun.com/nexus/content/groups/public/, releases=true, snapshots=false)

手动下载，按照提示的命令执行

mvn install:install-file -DgroupId=com.google.protobuf -DartifactId=protoc -Dversion=3.7.1 -Dclassifier=windows-x86_64 -Dpackaging=exe -Dfile=C:\Users\22863\Desktop\test\protoc-3.7.1-windows-x86_64.exe

1.2.2 源码结构

通过如下图形可以大致的了解到，dubbo 源码各个模块的相关作用：

模块说明：

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

1.2.3 环境导入

在本次课程中，不仅讲解 dubbo 源码还会涉及到相关的基础知识，为了方便学员快速理解并掌握各个内容，已经准备好了相关工程，只需导入到 IDEA 中即可。对于工程中代码的具体作用，在后续课程会依次讲解

1.2.4 测试

（1） 安装 zookeeper

（2） 修改官网案例，配置 zookeeper 地址

（3） 启动服务提供者，启动服务消费者

1.2.5 管理控制台

1. 下载管理控制台， GITHUB 地址

2. 进入源码目录， 进行打包编译

   mvn clean package -Dmaven.test.skip=true
   
   

   构建成功提示：

如果构建过程中出现 nodejs 安装包下载错误， 可以将安装包直接放置 maven 仓库内（资料中已提供安装包）。

3. 启动后台管理服务

   java -jar dubbo-admin-0.2.0-SNAPSHOT.jar
   
   

4. 管理后台

   地址： http://127.0.0.1:8080/

   默认账户名和密码都为 root

进入管理后台， 可以看到所启动的服务端与消费端。