深入理解dubbo-原理概述

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什么是分布式系统

《分布式系统原理与范型》定义：分布式系统是若干独立计算机的集合，这些计算机对于用户来说就像单个相关系统
分布式系统（distributed system）是建立在网络之上的软件系统。

发展演变

随着互联网的发展，网站应用的规模不断扩大，常规的垂直应用架构已无法应对，分布式服务架构以及流动计算架构势在必行，亟需一个治理系统确保架构有条不紊的演进。

dubbo发展演变

• 单体应用

  当网站流量很小时，只需一个应用，将所有功能都部署在一起，以减少部署节点和成本。此时，用于简化增删改查工作量的数据访问框架(ORM)是关键。适用于小型网站，小型管理系统，将所有功能都部署到一个功能里，简单易用。它的缺点是性能扩展比较难、协同开发不方便，而且不利于升级维护。

• 垂直应用架构

  当访问量逐渐增大，单一应用增加机器带来的加速度越来越小，提升效率的方法之一是将应用拆成互不相干的几个应用，以提升效率。此时，用于加速前端页面开发的Web框架(MVC)是关键。通过切分业务来实现各个模块独立部署，降低了维护和部署的难度，团队各司其职更易管理，性能扩展也更方便，更有针对性。缺点： 公用模块无法重复利用，开发性的浪费。

• 分布式服务架构

  当垂直应用越来越多，应用之间交互不可避免，将核心业务抽取出来，作为独立的服务，逐渐形成稳定的服务中心，使前端应用能更快速的响应多变的市场需求。此时，用于提高业务复用及整合的分布式服务框架(RPC)是关键。

• 流动计算架构

  当服务越来越多，容量的评估，小服务资源的浪费等问题逐渐显现，此时需增加一个调度中心基于访问压力实时管理集群容量，提高集群利用率。此时，用于提高机器利用率的资源调度和治理中心(SOA[Service Oriented Architecture])是关键。

RPC（Remote Procedure Call）

RPC【Remote Procedure Call】是指远程过程调用，是一种进程间通信方式，他是一种技术的思想，而不是规范。它允许程序调用另一个地址空间（通常是共享网络的另一台机器上）的过程或函数，而不用程序员显式编码这个远程调用的细节。即程序员无论是调用本地的还是远程的函数，本质上编写的调用代码基本相同。

RPC原理图 rpc调用时序图

RPC 比较核心的模块就是：网络通讯和序列化

架构设计

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• 节点说明

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

• 节点流程

  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。

更多详情可参考 官方介绍

框架设计

dubbo框架设计

Dubbo的框架设计分为三个大块：Remoting、RPC、Business；其中，细分又为如下模块：

• service服务层：对外暴露接口的一层

• 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

Netty模块

Dubbo底层的网络传输模块使用的是基于Netty的非阻塞式的网络框架，Netty是一个异步事件驱动的网络应用程序框架， 用于快速开发可维护的高性能协议服务器和客户端。它极大地简化并简化了TCP和UDP套接字服务器等网络编程。

• 阻塞式（Blocking IO）

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  之前的阻塞式的网络框架都是来一个请求就开一个线程，如果线程数量不够或者正在IO操作的话，就只能等待。

• 非阻塞式(Non-Blocking IO)

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  Selector 一般称 为选择器 ，也可以翻译为 多路复用器

  Connect（连接就绪）、Accept（接受就绪）、Read（读就绪）、Write（写就绪）

Netty原理

netty 流程图

netty有两个线程，一个是boss线程，一个是worker线程。在 Netty 的核心组件中，Channel 提供 Socket 的连接通道，EventLoop 会对应 Channel 监听其产生的事件，并且通知执行者。EventloopGroup 的容器，负责生成和管理 EventLoop。具体可参考 官方文档