dubbo的消费者是怎么获取提供者服务接口引用的?
本文主要解读dubbo消费者是如何引用服务端接口的,是如何像本地调用一样调用远程服务的。
并试着从设计者的角度思考,为何这样设计。
@Component
public class DubboConsumer { @Reference(check = false)
private HelloService helloService; public String sayHello(String name) {
return helloService.sayHello(name);
}
}
拿这个实际的例子来说,DubboConsumer在创建实例的时候,是如何注入HelloService依赖的,因为HelloService实现类在远端的另一台服务器上。
我们都知道在Spring容器启动的时候,会加载所有类为BeanDefinition,然后在调getBean方法的时候,会对类进行实例化,并注入依赖。
使用@EnableDubbo表示要启动dubbo,会注册几个post processor,其中包括ReferenceAnnotationBeanPostProcessor,处理具有@Reference注解的属性,即在Spring bean实例化时,会注入通过dubbo方式生成的服务端引用。
1.先整体看看dubbo的引用
(1)从整体架构上看消费端引用创建的过程
很多人看到这张图,一脸懵逼,我也不例外,经过七七四十九天的磨练,终于搞清了咋回事,我将一点点拆解,分享给你。
首先是消费者获得服务端接口引用,核心入口是ReferenceConfig,整体可以划分为这7步:
1.调ReferenceConfig的get方法,获取服务端接口实例;
2.调Protocol的refer方法,得到调服务端接口使用的invoker
3.拿到invoker后,封装在RegistryDirectory中,并通过RegistryProtocol完成对提供者以及相关配置的订阅
4.实际invoker是通过DubboProtocol创建的DubboInvoker,其包含了消费者到提供者的连接客户端
5.客户端的创建入口为Exchangers类,调用Exchanger(默认实现类为HeaderExchanger)的connect方法获取连接服务端的客户端
6.真实的客户端的创建,是在Transporters类中发生的,会调Transporter(默认实现类为NettyTransporter)的connect方法创建NettyClient
7.根据获取到的invoker,通过反射得到服务端接口的实例,从而可以像调本地方法一样调用远程
其中在代码调用关系上看,第2步是在第3步之后,这里这样划分是为了方便叙述,让官网的架构图更容易理解。
沿着调用链路,我们可以暂时不关系第3步,专注于invoker的生成,调用序列图如下:
上图描述了获取invoker过程中最关键的调用序列,包括客户端创建、服务端接口信息封装(invoker)、代理类生成。
(2)看看注册中心
我们知道客户端想要调服务端,首先需要知道服务的ip和端口号等信息,那在dubbo消费端启动的时候,我怎么知道服务端接口的信息呢?
最先想到的方式就是在创建invoker的入口,将服务端信息传进去,在new NettyClient时,建立与服务端的TCP连接。
但这种方式对使用者特别不方便,同时对代码也有侵入性。
那么是否可以将提供者的接口信息放在某个地方,在创建invoker的时候,从那里获取到接口信息,大家自然想到的是配置中心。
但配置中心需要人工设置值,然后推送到消费端,当接口非常多时,将无法维护。
所以引入了注册中心,消费端与服务端都可以与注册中心进行交互。
服务端可以将接口信息自动暴露到注册中心,消费者可以从注册中心获取到接口信息。
又有一个问题,如果消费者引用的接口发生变动,比如新增了一台提供者,或者服务端宕机了,消费者如何能够实时得感知到并及时做出调整呢?
这就需要消费者能够监听注册中心,注册中心发生变更,及时通知消费者。
最终消费者、服务提供者和注册中心的关系如下图:
也就要考虑我们的第3步了,这时调用序列图变为:
红色线框部分即为与注册中心相关的调用,三个核心类:
RegistryProtocol:处理注册中心相关的Protocol实现,如获取注册中心实例,关联注册中心与invoker
ZookeeperRegistry:代表Zookeeper为注册中心的实体,封装了与Zookeeper交互操作,如订阅、监听等
RegistryDirectory:是一个目录实现类,顾名思义,它持有Invoker列表,同时还有到路由、负载均衡等
另外,RegistryDirectory实现了NotifyListener,在注册中心信息发生变更的时候,会调notify方法,更新RegistryDirectory中的invoker列表,从而实现了消费端对服务端接口的动态同步。
2.对源码庖丁解牛
dubbo消费端注入提供者服务引用,可以认为从ReferenceAnnotationBeanPostProcessor.doGetInjectedBean开始,
该类在dubbo-spring中,代码与注释如下:
//ReferenceAnnotationBeanPostProcessor.
@Override
protected Object doGetInjectedBean(AnnotationAttributes attributes, Object bean, String beanName, Class<?> injectedType,
InjectionMetadata.InjectedElement injectedElement) throws Exception {
/**
* The name of bean that annotated Dubbo's {@link Service @Service} in local Spring {@link ApplicationContext}
获取@Service注解的服务bean name,即被引用的bean
*/
String referencedBeanName = buildReferencedBeanName(attributes, injectedType); /**
* The name of bean that is declared by {@link Reference @Reference} annotation injection
获取@Reference注解的服务引用bean name,即提供者服务bean name
*/
String referenceBeanName = getReferenceBeanName(attributes, injectedType); //获取ReferenceBean实例,ReferenceConfig的实例
ReferenceBean referenceBean = buildReferenceBeanIfAbsent(referenceBeanName, attributes, injectedType);
//注册ReferenceBean到Spring容器中
registerReferenceBean(referencedBeanName, referenceBean, attributes, injectedType); cacheInjectedReferenceBean(referenceBean, injectedElement);
//获取并创建提供者服务接口的代理类,即使用者最终得到的实例,通过该实例完成RPC透明化调用
return getOrCreateProxy(referencedBeanName, referenceBeanName, referenceBean, injectedType);
} private Object getOrCreateProxy(String referencedBeanName, String referenceBeanName, ReferenceBean referenceBean, Class<?> serviceInterfaceType) {
//如果引用的服务接口在本地,则直接使用本地Spring容器中的服务实例
if (existsServiceBean(referencedBeanName)) { // If the local @Service Bean exists, build a proxy of ReferenceBean
return newProxyInstance(getClassLoader(), new Class[]{serviceInterfaceType},
wrapInvocationHandler(referenceBeanName, referenceBean));
} else { // ReferenceBean should be initialized and get immediately
//获取远程服务接口实例
return referenceBean.get();
}
}
接下来,我们按之前的调用序列图,一步步往下看。
(1)Reference的get
源码非常长(包含URL的构建等),这里做了精简,只保留了关键部分,如下:
//ReferenceConfig
public synchronized T get() {
if (ref == null) {
init();
}
return ref;
} public synchronized void init() {
//1.参数准备和处理
//2.创建代理
ref = createProxy(map);
} private T createProxy(Map<String, String> map) {
//获取注册中心
ConfigValidationUtils.loadRegistries(this, false); //1.根据注册中心构造注册URL,由此去构建invoker。存在多个注册中心时,会通过CLUSTER进行包装
//此处,REF_PROTOCOL实例为RegistryProtocol,通过RegistryProtocol获取invoker
invoker = REF_PROTOCOL.refer(interfaceClass, urls.get(0)); //2.创建远程invoker的代理类,便于消费者无侵入使用,默认PROXY_FACTORY=JavassistProxyFactory
return (T) PROXY_FACTORY.getProxy(invoker);
}
其中,代码中涉及到一些ReferenceConfig关键属性,前两个是通过SPI获取的Protocol和ProxyFactory,ref为接口的最终代理实例,invoker为引用服务的封装,如下:
/**
* Protocol的自适应类,与URL相关,协议类型为registry(如registry://224.5.6.7:1234/org.apache.dubbo.registry.RegistryService?application=dubbo-sample),对应的类为RegistryProtocol;协议类型为dubbo,对应的类为DubboProtocol;
* 同时为Protocol实例自动包装两个类,ProtocolFilterWrapper和ProtocolListenerWrapper
*/
private static final Protocol REF_PROTOCOL = ExtensionLoader.getExtensionLoader(Protocol.class).getAdaptiveExtension(); /**
* ProxyFactory自适应类,默认实现为JavassistProxyFactory
*/
private static final ProxyFactory PROXY_FACTORY = ExtensionLoader.getExtensionLoader(ProxyFactory.class).getAdaptiveExtension(); /**
* The interface proxy reference
*/
private transient volatile T ref; /**
* The invoker of the reference service
*/
private transient volatile Invoker<?> invoker;
在REF_PROTOCOL通过自适应获取的时候,会封装几个关键包装类,分别是ProtocolFilterWrapper、ProtocolListenerWrapper、QosProtocolWrapper:
过滤器包装类ProtocolFilterWrapper:对非注册invoker增加过滤器
public class ProtocolFilterWrapper implements Protocol { private final Protocol protocol;
//ProtocolFilterWrapper为SPI Protocol的包装类
public ProtocolFilterWrapper(Protocol protocol) {
if (protocol == null) {
throw new IllegalArgumentException("protocol == null");
}
this.protocol = protocol;
} @Override
public <T> Invoker<T> refer(Class<T> type, URL url) throws RpcException {
//注册URL不需要增加过滤器
if (UrlUtils.isRegistry(url)) {
return protocol.refer(type, url);
}
//其他invoker需要通过filter进行包装,实现过滤功能
return buildInvokerChain(protocol.refer(type, url), REFERENCE_FILTER_KEY, CommonConstants.CONSUMER);
} private static <T> Invoker<T> buildInvokerChain(final Invoker<T> invoker, String key, String group) {
Invoker<T> last = invoker;
List<Filter> filters = ExtensionLoader.getExtensionLoader(Filter.class).getActivateExtension(invoker.getUrl(), key, group);
//对filters循环遍历,构建被filter修饰的Invoker链,真实的invoker在链表尾部
}
}
监听包装类ProtocolListenerWrapper:对非注册invoker注册监听器
public class ProtocolListenerWrapper implements Protocol {
@Override
public <T> Invoker<T> refer(Class<T> type, URL url) throws RpcException {
if (UrlUtils.isRegistry(url)) {
return protocol.refer(type, url);
}
//为普通的invoker增加监听,从InvokerListener接口看,只有引用invoker和destroy时会触发listener
return new ListenerInvokerWrapper<T>(protocol.refer(type, url),
Collections.unmodifiableList(
ExtensionLoader.getExtensionLoader(InvokerListener.class)
.getActivateExtension(url, INVOKER_LISTENER_KEY)));
}
}
Qos包装类QosProtocolWrapper:该类只对注册URL时生效
public class QosProtocolWrapper implements Protocol {
@Override
public <T> Invoker<T> refer(Class<T> type, URL url) throws RpcException {
//只有对注册URL,才开启QOS
if (UrlUtils.isRegistry(url)) {
startQosServer(url);
return protocol.refer(type, url);
}
return protocol.refer(type, url);
}
}
用张图总结上边的过程:
(2)RegistryProtocol的refer
RegistryProtocol作为注册中心与invoker之间的沟通桥梁,代码如下:
public class RegistryProtocol implements Protocol {
@Override
@SuppressWarnings("unchecked")
public <T> Invoker<T> refer(Class<T> type, URL url) throws RpcException {
url = getRegistryUrl(url);
//1.根据URL获取注册中心,此处会创建注册中心客户端,并连接注册中心。如果之前已经创建过,则直接返回缓存值
//此处默认使用ZookeeperRegistry,具体创建过程,后续再说,现在不用管
Registry registry = registryFactory.getRegistry(url);
//如果获取的是注册服务对应的invoker,则直接通过代理工厂生成代理对象
if (RegistryService.class.equals(type)) {
return proxyFactory.getInvoker((T) registry, type, url);
} //2.判断配置group,使用mergeable的cluster,可以暂时不关心
// group="a,b" or group="*"
Map<String, String> qs = StringUtils.parseQueryString(url.getParameterAndDecoded(REFER_KEY));
String group = qs.get(GROUP_KEY);
if (group != null && group.length() > 0) {
if ((COMMA_SPLIT_PATTERN.split(group)).length > 1 || "*".equals(group)) {
return doRefer(getMergeableCluster(), registry, type, url);
}
}
//3.调doRefer获取invoker
return doRefer(cluster, registry, type, url);
}
}
最终会调doRefer方法,如下:
private <T> Invoker<T> doRefer(Cluster cluster, Registry registry, Class<T> type, URL url) {
//1.构造RegistryDirectory,其对注册中心、路由、配置、负载均衡、invoker列表等信息进行封装
RegistryDirectory<T> directory = new RegistryDirectory<T>(type, url);
directory.setRegistry(registry);
directory.setProtocol(protocol);
// all attributes of REFER_KEY
Map<String, String> parameters = new HashMap<String, String>(directory.getUrl().getParameters());
//2.构造消费者需要订阅的URL,用于后续订阅zk中配置、路由、provider等
URL subscribeUrl = new URL(CONSUMER_PROTOCOL, parameters.remove(REGISTER_IP_KEY), 0, type.getName(), parameters);
if (!ANY_VALUE.equals(url.getServiceInterface()) && url.getParameter(REGISTER_KEY, true)) {
//3.获取并设置消费者的URL
directory.setRegisteredConsumerUrl(getRegisteredConsumerUrl(subscribeUrl, url));
//3.1将消费者URL注册到注册中心,如果没有consumer节点,则创建
registry.register(directory.getRegisteredConsumerUrl());
}
//4.构建路由链
directory.buildRouterChain(subscribeUrl);
//5 订阅注册中心的 provider、配置、路由等节点,当发生变动时,即时更新invoker信息
directory.subscribe(subscribeUrl.addParameter(CATEGORY_KEY,
PROVIDERS_CATEGORY + "," + CONFIGURATORS_CATEGORY + "," + ROUTERS_CATEGORY)); //6 cluster对目录进行封装,暴露给使用者只有一个invoker,在实际调用时,通过路由、负载均衡等,发送请求到某一个invoker
Invoker invoker = cluster.join(directory);
return invoker;
}
在doRefer方法中,我们看到构建了RegistryDirectory(每个提供者的服务接口都对应一个RegistryDirectory),并通过RegistryDirectory关联了注册中心与invoker;同时完成消费者在注册中心的注册,以及对注册中心的订阅。
可能有人疑惑,invoker在哪,没看到怎么就去订阅了呢?
这个地方应该是设计者为了对代码复用进行的设计,因为在应用运行过程中,需要监听注册中心,判断提供者是否有变动。
这也是为什么RegistryDirectory实现监听接口,同时持有注册中心和invoker。在变动的情况下,会更新对应的invoker列表。
接下来,我们会考到会调到RegistryDirectory的notify接口。
首先看上边代码的第5步,通过RegistryDirectory实现消费者对注册中心的订阅,代码如下:
//RegistryDirectory
public void subscribe(URL url) {
setConsumerUrl(url);
CONSUMER_CONFIGURATION_LISTENER.addNotifyListener(this);
serviceConfigurationListener = new ReferenceConfigurationListener(this, url);
//注册中心发起订阅,注册中心为ZookeeperRegistry,会调其父类FailbackRegistry.subscribe,其中包含了失败重试的策略
registry.subscribe(url, this);
}
其中registry为ZookeeperRegistry实例,其父类为FailbackRegistry,此处会调肤类的订阅方法。FailbackRegistry在注册中心实例的基础上,增加了失败重试的功能。
其中参数this是NotifyListener,即RegistryDirectory本身。
//FailbackRegistry
@Override
public void subscribe(URL url, NotifyListener listener) {
super.subscribe(url, listener);
//1 从失败订阅列表中删除对应的订阅请求,取消定时重试
removeFailedSubscribed(url, listener);
try {
//2 Sending a subscription request to the server side,调ZookeeperRegistry实现订阅
doSubscribe(url, listener);
} catch (Exception e) { //3 Record a failed registration request to a failed list, retry regularly 失败后加入失败订阅列表进行重试
addFailedSubscribed(url, listener);
}
}
订阅逻辑发生在doSubscribe中,由ZookeeperRegistry实例进行的实现。代码如下:
//ZookeeperRegistry
@Override
public void doSubscribe(final URL url, final NotifyListener listener) {
try {
if (ANY_VALUE.equals(url.getServiceInterface())) {
//省略
} else {
List<URL> urls = new ArrayList<>();
//1 遍历provider、配置、路由node,并注册监听到这些节点上,当节点发生变化,会调用ZookeeperRegistry的notify接口
for (String path : toCategoriesPath(url)) {
ConcurrentMap<NotifyListener, ChildListener> listeners = zkListeners.get(url);
if (listeners == null) {
zkListeners.putIfAbsent(url, new ConcurrentHashMap<>());
listeners = zkListeners.get(url);
}
ChildListener zkListener = listeners.get(listener);
if (zkListener == null) {
//2 创建zk监听器
listeners.putIfAbsent(listener, (parentPath, currentChilds) -> ZookeeperRegistry.this.notify(url, listener, toUrlsWithEmpty(url, parentPath, currentChilds)));
zkListener = listeners.get(listener);
}
//3 在zk创建provider、配置、路由对应的路径
zkClient.create(path, false);
//4 增加监听器
List<String> children = zkClient.addChildListener(path, zkListener);
if (children != null) {
urls.addAll(toUrlsWithEmpty(url, path, children));
}
}
//5 通知监听器,根据urls变化更新服务端invoker列表,在初次启动时,构建invoker
notify(url, listener, urls);
}
} catch (Throwable e) {
throw new RpcException("Failed to subscribe " + url + " to zookeeper " + getUrl() + ", cause: " + e.getMessage(), e);
}
}
我们看到,在ZookeeperRegistry的订阅方法中,其持有到zk的客户端,可以创建相应的节点,并实现监听。
同时,for循环是对provider、配置、路由进行创建于订阅,即完成消费者对提供者服务接口、配置、路由规则的订阅,从而可以实现对提供者变化时得到通知,配置货路由发生变化时也能得到通知。
第5步,notify方法,会调父类FailbackRegistry的notify方法,如下:
//FailbackRegistry
@Override
protected void notify(URL url, NotifyListener listener, List<URL> urls) {
try {
//1 通知
doNotify(url, listener, urls);
} catch (Exception t) {
//2 Record a failed registration request to a failed list, retry regularly 通知失败后,加入失败通知列表,用于重试
addFailedNotified(url, listener, urls);
logger.error("Failed to notify for subscribe " + url + ", waiting for retry, cause: " + t.getMessage(), t);
}
}
FailbackRegistry再调父类AbstractRegistry的notify方法,里边会调用监听器即RegistryDirectory,进行更新或构建invoker,代码如下:
//AbstractRegistry
/**
* Notify changes from the Provider side.
*
* @param url consumer side url
* @param listener listener
* @param urls provider latest urls 最新的服务端URLs(包括provider、配置、路由的URL)
*/
protected void notify(URL url, NotifyListener listener, List<URL> urls) {
//1 keep every provider's category. 按类别划分URL
Map<String, List<URL>> result = new HashMap<>();
for (URL u : urls) {
if (UrlUtils.isMatch(url, u)) {
String category = u.getParameter(CATEGORY_KEY, DEFAULT_CATEGORY);
List<URL> categoryList = result.computeIfAbsent(category, k -> new ArrayList<>());
categoryList.add(u);
}
}
if (result.size() == 0) {
return;
}
//2 根据urls,通知变更所有invoker、配置等信息
Map<String, List<URL>> categoryNotified = notified.computeIfAbsent(url, u -> new ConcurrentHashMap<>());
for (Map.Entry<String, List<URL>> entry : result.entrySet()) {
String category = entry.getKey();
List<URL> categoryList = entry.getValue();
categoryNotified.put(category, categoryList);
//3 通知监听器RegistryDirectory,更新其中配置、路由、provider、invoker等信息
listener.notify(categoryList);
saveProperties(url);
}
}
第3步,调监听器RegistryDirectory,更新服务端信息
//RegistryDirectory
@Override
public synchronized void notify(List<URL> urls) {
//1 按类别(provider、配置、路由)划分需要更新的urls
Map<String, List<URL>> categoryUrls = urls.stream()
.filter(Objects::nonNull)
.filter(this::isValidCategory)
.filter(this::isNotCompatibleFor26x)
.collect(Collectors.groupingBy(url -> {
if (UrlUtils.isConfigurator(url)) {
return CONFIGURATORS_CATEGORY;
} else if (UrlUtils.isRoute(url)) {
return ROUTERS_CATEGORY;
} else if (UrlUtils.isProvider(url)) {
return PROVIDERS_CATEGORY;
}
return "";
})); //2 更新配置信息
List<URL> configuratorURLs = categoryUrls.getOrDefault(CONFIGURATORS_CATEGORY, Collections.emptyList());
this.configurators = Configurator.toConfigurators(configuratorURLs).orElse(this.configurators); //3 更新路由信息
List<URL> routerURLs = categoryUrls.getOrDefault(ROUTERS_CATEGORY, Collections.emptyList());
toRouters(routerURLs).ifPresent(this::addRouters); //4 获取最新的 providers URL
List<URL> providerURLs = categoryUrls.getOrDefault(PROVIDERS_CATEGORY, Collections.emptyList()); //5 更新消费端对应的invoker列表
refreshOverrideAndInvoker(providerURLs);
}
第5步,通过refreshOverrideAndInvoker更新invoker列表
private void refreshOverrideAndInvoker(List<URL> urls) {
overrideDirectoryUrl();
//更新invokers
refreshInvoker(urls);
}
继续往后走,就是具体更新逻辑
private void refreshInvoker(List<URL> invokerUrls) {
//invokerUrls为空,表示更新配置或路由
Assert.notNull(invokerUrls, "invokerUrls should not be null");
//1 如果只有一个invokerUrl,同时协议为empty,一般表示接口没有可用提供者,会注销所有invoker
if (invokerUrls.size() == 1
&& invokerUrls.get(0) != null
&& EMPTY_PROTOCOL.equals(invokerUrls.get(0).getProtocol())) {
this.forbidden = true; // Forbid to access
this.invokers = Collections.emptyList();
routerChain.setInvokers(this.invokers);
destroyAllInvokers(); // Close all invokers
} else {
//2 有可用的提供者,更新invoker的缓存urlInvokerMap
this.forbidden = false; // Allow to access
Map<String, Invoker<T>> oldUrlInvokerMap = this.urlInvokerMap; // local reference
if (invokerUrls == Collections.<URL>emptyList()) {
invokerUrls = new ArrayList<>();
}
//3。如果invokerUrls为空,则继续使用缓存的invokerUrls。否则使用最新的
if (invokerUrls.isEmpty() && this.cachedInvokerUrls != null) {
invokerUrls.addAll(this.cachedInvokerUrls);
} else {
this.cachedInvokerUrls = new HashSet<>();
this.cachedInvokerUrls.addAll(invokerUrls);//Cached invoker urls, convenient for comparison
}
if (invokerUrls.isEmpty()) {
return;
}
//4 转换新的invokerUrls为invoker
Map<String, Invoker<T>> newUrlInvokerMap = toInvokers(invokerUrls);// Translate url list to Invoker map List<Invoker<T>> newInvokers = Collections.unmodifiableList(new ArrayList<>(newUrlInvokerMap.values()));
// pre-route and build cache, notice that route cache should build on original Invoker list.
// toMergeMethodInvokerMap() will wrap some invokers having different groups, those wrapped invokers not should be routed.
routerChain.setInvokers(newInvokers);
this.invokers = multiGroup ? toMergeInvokerList(newInvokers) : newInvokers;
//5 替换最新的invoker
this.urlInvokerMap = newUrlInvokerMap; try {
//6 销毁不用的invoker
destroyUnusedInvokers(oldUrlInvokerMap, newUrlInvokerMap); // Close the unused Invoker
} catch (Exception e) {
logger.warn("destroyUnusedInvokers error. ", e);
}
}
}
调toInvokers方法,将URL转换为invoker,并缓存起来
private Map<String, Invoker<T>> toInvokers(List<URL> urls) {
for (URL providerUrl : urls) {
// 构造InvokerDelegate,其中protocol.refer返回的为原invoker
invoker = new InvokerDelegate<>(protocol.refer(serviceType, url), url, providerUrl);
newUrlInvokerMap.put(key, invoker);
}
}
到此为止,dubbo完成了从注册中心获取服务端接口信息,并将其转换为invoker列表;
同时这些invoker列表存储在RegistryDirectory中,可以实时监听注册中心的变更。
在toInvokers方法中,会调用DubboProtocol的refer方法实现服务提供者URL到invoker的转变,具体见后边文章。
这里有个问题,为什么要封装invoker到在InvokerDelegate中呢?
官网的解释:
The delegate class, which is mainly used to store the URL address sent by the registry,and can be reassembled on the basis of providerURL queryMap overrideMap for re-refer.
其实就是对invoker和服务端URL的封装,便于后续使用。
具体如何使用的,我们后边再说。
用张图总结上边的过程:起于RegistryProtocol,终于RegistryDirectory。
(3)DubboProtocol的refer
在调用DubboProtocol的refer方法的过程中,也还会调用ProtocolFilterWrapper、ProtocolListenerWrapper、QosProtocolWrapper这三个包装类,实现对invoker的拦截与监听。
首先会调到父类AbstractProtocol的refer方法,如下
//AbstractProtocol
@Override
public <T> Invoker<T> refer(Class<T> type, URL url) throws RpcException {
//构造异步实现同步的invoker
return new AsyncToSyncInvoker<>(protocolBindingRefer(type, url));
}
我们看到,会将DubboProtocol创建的invoker封装为AsyncToSyncInvoker,为何要进行这样封装呢?
原因是,dubbo调用底层是基于netty进行的,是异步的过程,AsyncToSyncInvoker可以实现同步的调用,具体细节后边再说,暂时可以不管,只知道进行封装就行了。
千呼万唤始出来,终于找到URL转换为invoker的根了,我们看到invoker实际就是DubboInvoker的实例
//DubboProtocol
@Override
public <T> Invoker<T> protocolBindingRefer(Class<T> serviceType, URL url) throws RpcException {
optimizeSerialization(url); // create rpc invoker.创建真实的rpc invoker,其中包含客户端的创建
DubboInvoker<T> invoker = new DubboInvoker<T>(serviceType, url, getClients(url), invokers);
invokers.add(invoker); return invoker;
}
到此,我们追踪到invoker它祖先DubboInvoker,在ReferenceConfig拿到的invoker是DubboInvoker经过层层包装的结果。
也正是由于这些包装,我们可以对invoker进行一些定制化和扩展性的控制。
用张图总结上边的过程:
(4) 创建Client
getClients(url)根据URL获取客户端,建立消费者与提供者之间的TCP连接。
默认情况下,对服务端是共享的,即一个消费者与提供者之间保持一个TCP连接。
private ExchangeClient[] getClients(URL url) {
// whether to share connection boolean useShareConnect = false; int connections = url.getParameter(CONNECTIONS_KEY, 0);
List<ReferenceCountExchangeClient> shareClients = null;
// if not configured, connection is shared, otherwise, one connection for one service
//1 默认使用共享的1个客户端
if (connections == 0) {
useShareConnect = true;
String shareConnectionsStr = url.getParameter(SHARE_CONNECTIONS_KEY, (String) null);
//2 默认保持消费者与提供者之间只有一个TCP连接
connections = Integer.parseInt(StringUtils.isBlank(shareConnectionsStr) ? ConfigUtils.getProperty(SHARE_CONNECTIONS_KEY,
DEFAULT_SHARE_CONNECTIONS) : shareConnectionsStr);
//3 获取共享客户端
shareClients = getSharedClient(url, connections);
} //4 构造ExchangeClient数组,若不共享,需要创建多个消费者与提供者之间的TCP连接
ExchangeClient[] clients = new ExchangeClient[connections];
for (int i = 0; i < clients.length; i++) {
if (useShareConnect) {
clients[i] = shareClients.get(i); } else {
clients[i] = initClient(url);
}
} return clients;
}
共享客户端是如何实现的呢?
DubboProtocol持有客户端缓存referenceClientMap,key为服务端host:port,value为ExchangeClient的封装类ReferenceCountExchangeClient列表,其中包含引用计数。
/**
* <host:port,Exchanger>
*/
private final Map<String, List<ReferenceCountExchangeClient>> referenceClientMap = new ConcurrentHashMap<>(); private List<ReferenceCountExchangeClient> getSharedClient(URL url, int connectNum) {
//1 共享的client,key为提供者ip和端口号
String key = url.getAddress();
List<ReferenceCountExchangeClient> clients = referenceClientMap.get(key); if (checkClientCanUse(clients)) {
batchClientRefIncr(clients);
return clients;
} locks.putIfAbsent(key, new Object());
synchronized (locks.get(key)) {
clients = referenceClientMap.get(key);
// dubbo check
if (checkClientCanUse(clients)) {
batchClientRefIncr(clients);
return clients;
} // connectNum must be greater than or equal to 1
connectNum = Math.max(connectNum, 1); // If the clients is empty, then the first initialization is
if (CollectionUtils.isEmpty(clients)) {
//2 构建引用计数的ExchangeClient
clients = buildReferenceCountExchangeClientList(url, connectNum);
referenceClientMap.put(key, clients); } else {
for (int i = 0; i < clients.size(); i++) {
ReferenceCountExchangeClient referenceCountExchangeClient = clients.get(i);
// If there is a client in the list that is no longer available, create a new one to replace him.
if (referenceCountExchangeClient == null || referenceCountExchangeClient.isClosed()) {
clients.set(i, buildReferenceCountExchangeClient(url));
continue;
}
//引用计数增1
referenceCountExchangeClient.incrementAndGetCount();
}
} /**
* I understand that the purpose of the remove operation here is to avoid the expired url key
* always occupying this memory space.
*/
locks.remove(key); return clients;
}
}
在buildReferenceCountExchangeClientList方法中,会调用initClient方法,创建客户端。
/**
* Create new connection
*
* @param url
*/
private ExchangeClient initClient(URL url) { // client type setting.
//1 client类型,默认为netty
String str = url.getParameter(CLIENT_KEY, url.getParameter(SERVER_KEY, DEFAULT_REMOTING_CLIENT));
//2 编码方式为DubboCodec
url = url.addParameter(CODEC_KEY, DubboCodec.NAME);
// enable heartbeat by default
//3 增加心跳检测,默认事件间隔为1分钟
url = url.addParameterIfAbsent(HEARTBEAT_KEY, String.valueOf(DEFAULT_HEARTBEAT)); ExchangeClient client;
try {
// connection should be lazy
if (url.getParameter(LAZY_CONNECT_KEY, false)) {
//4 构造懒连接,在使用的时候才会真正创建服务端连接
client = new LazyConnectExchangeClient(url, requestHandler); } else {
//5 默认直接创建连接
client = Exchangers.connect(url, requestHandler);
} } catch (RemotingException e) {
throw new RpcException("Fail to create remoting client for service(" + url + "): " + e.getMessage(), e);
} return client;
}
接下来,我们看看客户端是如何创建的。
(5)ExchangeClient的connect
上边所有的代码都是在协议层(Protocol),接下来主要聚焦在交换层(Exchanger)。
客户端创建是通过工具类Exchangers进行创建,通过URL获取Exchanger(默认实现为HeaderExchanger)
public class Exchangers {
public static ExchangeClient connect(URL url, ExchangeHandler handler) throws RemotingException { url = url.addParameterIfAbsent(Constants.CODEC_KEY, "exchange");
//先获取Exchanger,默认为HeaderExchanger
return getExchanger(url).connect(url, handler);
}
}
从代码可以看出,HeaderExchanger为消费端和服务端创建的关键类,其创建client和server,分别为HeaderExchangeClient和HeaderExchangeServer。
public class HeaderExchanger implements Exchanger { public static final String NAME = "header"; @Override
public ExchangeClient connect(URL url, ExchangeHandler handler) throws RemotingException {
//1 Transporters.connect创建连接,返回Client;
//2 构造HeaderExchangeClient,其中包含HeaderExchangeChannel,用于发送请求,并且失败重试
return new HeaderExchangeClient(Transporters.connect(url, new DecodeHandler(new HeaderExchangeHandler(handler))), true);
} @Override
public ExchangeServer bind(URL url, ExchangeHandler handler) throws RemotingException {
return new HeaderExchangeServer(Transporters.bind(url, new DecodeHandler(new HeaderExchangeHandler(handler))));
} }
又出现一个问题,为什么通过Transporter connect获取到的client,要经过HeaderExchangeClient封装呢?
按官网的描述,是为上层的调用构建request- response的语义,相当于对netty client的封装。除此之外,HeaderExchangeClient中还有重新建立连接的功能,具体后边有时间再说怎么进行重新连接的。
(6)Transporter的connect
到这个地方,我们来到了传输层(Transporter),即用于发送和接受数据的地方。
工具类Transporters,创建客户端连接。
public class Transporters {
public static Client connect(URL url, ChannelHandler... handlers) throws RemotingException { ChannelHandler handler;
if (handlers == null || handlers.length == 0) {
handler = new ChannelHandlerAdapter();
} else if (handlers.length == 1) {
handler = handlers[0];
} else {
handler = new ChannelHandlerDispatcher(handlers);
}
//获取Transporter,默认为NettyTransporter
return getTransporter().connect(url, handler);
}
}
Transporter的默认实现类为NettyTransporter,可以构建NettyClient和NettyServer,他们是数据发送和接受的执行实体,代码如下:
public class NettyTransporter implements Transporter { public static final String NAME = "netty"; @Override
public RemotingServer bind(URL url, ChannelHandler listener) throws RemotingException {
//构建NettyServer
return new NettyServer(url, listener);
} @Override
public Client connect(URL url, ChannelHandler listener) throws RemotingException {
//构建NettyClient
return new NettyClient(url, listener);
} }
可以看到,底层的客户端是NettyClient,它持有URL和一系列ChannelHandler。
我们接下来看看客户端是怎么进行实例化的。
public class NettyClient extends AbstractClient {
public NettyClient(final URL url, final ChannelHandler handler) throws RemotingException {
// you can customize name and type of client thread pool by THREAD_NAME_KEY and THREADPOOL_KEY in CommonConstants.
// the handler will be warped: MultiMessageHandler->HeartbeatHandler->handler
super(url, wrapChannelHandler(url, handler));
}
}
NettyClient实例化主要通过父类来完成的,在调父类之前,通过wrapChannelHandler给ChannelHandler封装了2个Handler,分别是MultiMessageHandler和HeartbeatHandler,用于多消息处理和心跳检测处理。
接下来看下父类进行了什么操作。
public AbstractClient(URL url, ChannelHandler handler) throws RemotingException {
super(url, handler); needReconnect = url.getParameter(Constants.SEND_RECONNECT_KEY, false); initExecutor(url); try {
//1 打开client
doOpen();
} catch (Throwable t) {
close();
}
try {
//2 client发起连接
connect();
} catch (RemotingException t) {
close();
} catch (Throwable t) {
close();
}
}
可这是一个模板方法,doOpen和connect借助子类,即NettyClient完成的,我们再看看具体是怎么完成客户端创建的。
//NettyClient
@Override
protected void doOpen() throws Throwable {
//NettyClientHandler 为dubbo主要处理器
final NettyClientHandler nettyClientHandler = new NettyClientHandler(getUrl(), this);
bootstrap = new Bootstrap();
bootstrap.group(nioEventLoopGroup)
.option(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true)
.option(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)
.option(ChannelOption.ALLOCATOR, PooledByteBufAllocator.DEFAULT)
//.option(ChannelOption.CONNECT_TIMEOUT_MILLIS, getTimeout())
.channel(NioSocketChannel.class); bootstrap.option(ChannelOption.CONNECT_TIMEOUT_MILLIS, Math.max(3000, getConnectTimeout()));
bootstrap.handler(new ChannelInitializer() { @Override
protected void initChannel(Channel ch) throws Exception {
int heartbeatInterval = UrlUtils.getHeartbeat(getUrl()); if (getUrl().getParameter(SSL_ENABLED_KEY, false)) {
ch.pipeline().addLast("negotiation", SslHandlerInitializer.sslClientHandler(getUrl(), nettyClientHandler));
} NettyCodecAdapter adapter = new NettyCodecAdapter(getCodec(), getUrl(), NettyClient.this);
ch.pipeline()//.addLast("logging",new LoggingHandler(LogLevel.INFO))//for debug
.addLast("decoder", adapter.getDecoder())
.addLast("encoder", adapter.getEncoder())
//空闲处理器,用于心跳检测
.addLast("client-idle-handler", new IdleStateHandler(heartbeatInterval, 0, 0, MILLISECONDS))
.addLast("handler", nettyClientHandler); String socksProxyHost = ConfigUtils.getProperty(SOCKS_PROXY_HOST);
if(socksProxyHost != null) {
int socksProxyPort = Integer.parseInt(ConfigUtils.getProperty(SOCKS_PROXY_PORT, DEFAULT_SOCKS_PROXY_PORT));
Socks5ProxyHandler socks5ProxyHandler = new Socks5ProxyHandler(new InetSocketAddress(socksProxyHost, socksProxyPort));
ch.pipeline().addFirst(socks5ProxyHandler);
}
}
});
}
上边的代码是不是非常熟悉,这就是netty创建客户端的标准代码,如果不熟悉也没关系,以后有机会再分享下netty。
ChannelPipeline中配置了编解码器、空闲处理器、处理dubbo消息的NettyClientHandler。
doOpen代码只是初始化好了Bootstrap,连接发生在doConnect方法中,如下:
//NettyClient
@Override
protected void doConnect() throws Throwable {
long start = System.currentTimeMillis();
//与netty服务端连接,闭关获取ChannelFuture
ChannelFuture future = bootstrap.connect(getConnectAddress());
boolean ret = future.awaitUninterruptibly(getConnectTimeout(), MILLISECONDS); if (ret && future.isSuccess()) {
Channel newChannel = future.channel();
Channel oldChannel = NettyClient.this.channel;
oldChannel.close();
NettyClient.this.channel = newChannel;
}
}
至此,我们了解了dubbo消费者是如何通过Exchanger和Transport,利用底层netty创建客户端连接的。
将创建好的客户端,封装到Protocol层获取到的invoker,在消费者发起调用的时候,直接可以请求到服务端。
用张图总结上边Exchanger和Transport两层的过程:
通过Protocol、Exchange、Transport三层的支撑下,完成了最开始图中的1-6步,获得到了代表服务端的invoker。
为了减少dubbo框架对使用者的代码侵入,还需要对服务端接口进行代理,
这样真正做到消费者如同调用本地一样,调用远程服务,接下来我们看看是如何代理的。
(7)ProxyFactory的getProxy
生成服务端接口代理,主要涉及ReferenceConfig中createProxy的第二步getProxy。
return (T) PROXY_FACTORY.getProxy(invoker);
经过StubProxyFactoryWrapper包装类,最终调用到默认实现JavassistProxyFactory,其通过反射获取服务端接口的实现。代码如下:
public class JavassistProxyFactory extends AbstractProxyFactory { @Override
@SuppressWarnings("unchecked")
public <T> T getProxy(Invoker<T> invoker, Class<?>[] interfaces) {
//通过反射创建invoker的代理,处理器为InvokerInvocationHandler
return (T) Proxy.getProxy(interfaces).newInstance(new InvokerInvocationHandler(invoker));
} @Override
public <T> Invoker<T> getInvoker(T proxy, Class<T> type, URL url) {
// TODO Wrapper cannot handle this scenario correctly: the classname contains '$'
final Wrapper wrapper = Wrapper.getWrapper(proxy.getClass().getName().indexOf('$') < 0 ? proxy.getClass() : type);
return new AbstractProxyInvoker<T>(proxy, type, url) {
@Override
protected Object doInvoke(T proxy, String methodName,
Class<?>[] parameterTypes,
Object[] arguments) throws Throwable {
return wrapper.invokeMethod(proxy, methodName, parameterTypes, arguments);
}
};
} }
该类包含两个方法,getProxy和getInvoker,前者用于消费端引用获取代理类,后者用于服务端暴露服务时获取对应的invoker。
此处关注getProxy方法,通过Proxy.getProxy反射获取代理,并且InvokerInvocationHandler为代理处理器。代码如下:
public class InvokerInvocationHandler implements InvocationHandler {
private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(InvokerInvocationHandler.class);
private final Invoker<?> invoker; public InvokerInvocationHandler(Invoker<?> handler) {
this.invoker = handler;
} @Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
if (method.getDeclaringClass() == Object.class) {
return method.invoke(invoker, args);
}
String methodName = method.getName();
Class<?>[] parameterTypes = method.getParameterTypes();
if (parameterTypes.length == 0) {
if ("toString".equals(methodName)) {
return invoker.toString();
} else if ("$destroy".equals(methodName)) {
invoker.destroy();
return null;
} else if ("hashCode".equals(methodName)) {
return invoker.hashCode();
}
} else if (parameterTypes.length == 1 && "equals".equals(methodName)) {
return invoker.equals(args[0]);
}
RpcInvocation rpcInvocation = new RpcInvocation(method, invoker.getInterface().getName(), args);
rpcInvocation.setTargetServiceUniqueName(invoker.getUrl().getServiceKey()); return invoker.invoke(rpcInvocation).recreate();
}
}
其中invoke方法,就是使用者调接口时,会被代理到该方法上。
我们看到服务接口等信息被封装到RpcInvocation中,通过持有的invoker进行调用。
调用关系如下图:
3.用一个例子,追踪数据的流转
举一个简单的例子,定义接口
public interface HelloService {
String sayHello(String name);
}
服务提供者
@Service
public class HelloServiceImpl implements HelloService { @Override
public String sayHello(String name) {
return "hello:"+name;
}
}
dubbo-provider.properties配置:
dubbo.application.name=dubbo-annotation-provider
dubbo.protocol.name=dubbo
dubbo.protocol.port=20885
启动类:
public class DubboProviderMain {
public static void main(String[] args) throws Exception {
AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(ProviderConfiguration.class);
context.start(); System.in.read();
} @Configuration
@EnableDubbo(scanBasePackages = "com.exm.service.impl")
@PropertySource("classpath:/dubbo-provider.properties")
static class ProviderConfiguration {
@Bean
public RegistryConfig registryConfig() {
RegistryConfig registryConfig = new RegistryConfig();
registryConfig.setAddress("zookeeper://127.0.0.1:2181?timeout=10000");
return registryConfig;
}
}
}
服务消费者
@Component
public class DubboConsumer { @Reference(check = false)
private HelloService helloService; public String sayHello(String name) {
return helloService.sayHello(name);
}
}
配置:
dubbo.application.name=dubbo-annotation-consumer
dubbo.registry.address=zookeeper://127.0.0.1:2181
启动类:
public class DubboConsumerMain {
public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(ConsumerConfiguration.class);
context.start();
DubboConsumer service = context.getBean(DubboConsumer.class);
while (true) {
System.in.read();
try {
String hello = service.sayHello("world");
System.out.println("result :" + hello);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
} @Configuration
@PropertySource("classpath:/dubbo-consumer.properties")
@ComponentScan("com.exm.bean")
@EnableDubbo
static class ConsumerConfiguration { }
}
跟踪代码,将流转的URL记录如下,可以参考着阅读源码
//注册协议的URL
RegistryProtocol#Invoker<T> refer(Class<T> type, URL url)
type:interface com.exm.service.HelloService
url:registry://127.0.0.1:2181/org.apache.dubbo.registry.RegistryService?application=dubbo-annotation-consumer&dubbo=2.0.2&pid=44159&refer=application%3Ddubbo-annotation-consumer%26check%3Dfalse%26dubbo%3D2.0.2%26init%3Dfalse%26interface%3Dcom.exm.service.HelloService%26methods%3DsayHello%26pid%3D44159%26register.ip%3D192.168.1.65%26release%3D2.7.5%26side%3Dconsumer%26sticky%3Dfalse%26timestamp%3D1654352381559®istry=zookeeper&release=2.7.5×tamp=1654352409705
//costumer的URL
RegistryDirectory#void subscribe(URL url)
ZookeeperRegistry#void doSubscribe(final URL url, final NotifyListener listener)
url:consumer://192.168.1.65/com.exm.service.HelloService?application=dubbo-annotation-consumer&category=providers,configurators,routers&check=false&dubbo=2.0.2&init=false&interface=com.exm.service.HelloService&methods=sayHello&pid=44159&release=2.7.5&side=consumer&sticky=false×tamp=1654352381559
//provider、配置、路由对应的URL
FailbackRegistry#void notify(URL url, NotifyListener listener, List<URL> urls)
url:consumer://192.168.1.65/com.exm.service.HelloService?application=dubbo-annotation-consumer&category=providers,configurators,routers&check=false&dubbo=2.0.2&init=false&interface=com.exm.service.HelloService&methods=sayHello&pid=44159&release=2.7.5&side=consumer&sticky=false×tamp=1654352381559
urls:
0: dubbo://192.168.1.65:20885/com.exm.service.HelloService?anyhost=true&application=dubbo-annotation-provider&deprecated=false&dubbo=2.0.2&dynamic=true&generic=false&interface=com.exm.service.HelloService&methods=sayHello&pid=44153&release=2.7.5&side=provider×tamp=1654352300763
1: empty://192.168.1.65/com.exm.service.HelloService?application=dubbo-annotation-consumer&category=configurators&check=false&dubbo=2.0.2&init=false&interface=com.exm.service.HelloService&methods=sayHello&pid=44159&release=2.7.5&side=consumer&sticky=false×tamp=1654352381559
2: empty://192.168.1.65/com.exm.service.HelloService?application=dubbo-annotation-consumer&category=routers&check=false&dubbo=2.0.2&init=false&interface=com.exm.service.HelloService&methods=sayHello&pid=44159&release=2.7.5&side=consumer&sticky=false×tamp=1654352381559 RegistryDirectory#void refreshInvoker(List<URL> invokerUrls)
invokerUrls:dubbo://192.168.1.65:20885/com.exm.service.HelloService?anyhost=true&application=dubbo-annotation-provider&deprecated=false&dubbo=2.0.2&dynamic=true&generic=false&interface=com.exm.service.HelloService&methods=sayHello&pid=44153&release=2.7.5&side=provider×tamp=1654352300763 InvokerDelegate#new InvokerDelegate<>(protocol.refer(serviceType, url), url, providerUrl)
//url表示消费端,要创建服务端的连接
url:dubbo://192.168.1.65:20885/com.exm.service.HelloService?anyhost=true&application=dubbo-annotation-consumer&check=false&deprecated=false&dubbo=2.0.2&dynamic=true&generic=false&init=false&interface=com.exm.service.HelloService&methods=sayHello&pid=44159®ister.ip=192.168.1.65&release=2.7.5&remote.application=dubbo-annotation-provider&side=consumer&sticky=false×tamp=1654352300763
providerUrl:dubbo://192.168.1.65:20885/com.exm.service.HelloService?anyhost=true&application=dubbo-annotation-provider&deprecated=false&dubbo=2.0.2&dynamic=true&generic=false&interface=com.exm.service.HelloService&methods=sayHello&pid=44153&release=2.7.5&side=provider×tamp=1654352300763 DubboProtocol#Invoker<T> protocolBindingRefer(Class<T> serviceType, URL url)
DubboProtocol#ExchangeClient initClient(URL url)
url:dubbo://192.168.1.65:20885/com.exm.service.HelloService?anyhost=true&application=dubbo-annotation-consumer&check=false&deprecated=false&dubbo=2.0.2&dynamic=true&generic=false&init=false&interface=com.exm.service.HelloService&methods=sayHello&pid=44259®ister.ip=192.168.1.65&release=2.7.5&remote.application=dubbo-annotation-provider&side=consumer&sticky=false×tamp=1654352300763 Exchangers#ExchangeClient connect(URL url, ExchangeHandler handler)
NettyTransporter#Client connect(URL url, ChannelHandler listener)
AbstractClient#AbstractClient(URL url, ChannelHandler handler)
url:dubbo://192.168.1.65:20885/com.exm.service.HelloService?anyhost=true&application=dubbo-annotation-consumer&check=false&codec=dubbo&deprecated=false&dubbo=2.0.2&dynamic=true&generic=false&heartbeat=60000&init=false&interface=com.exm.service.HelloService&methods=sayHello&pid=44259®ister.ip=192.168.1.65&release=2.7.5&remote.application=dubbo-annotation-provider&side=consumer&sticky=false×tamp=1654352300763
到此为止,将dubbo时如何为消费端创造远程引用实例的(invoker+代理),可能依然有讲述不清晰的地方,请大家指出来,一块研读学习。
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