Dubbo架構(gòu)設(shè)計詳解

Dubbo是Alibaba開源的分布式服務(wù)框架，它最大的特點是按照分層的方式來架構(gòu)，使用這種方式可以使各個層之間解耦合（或者最大限度地松耦合）。從服務(wù)模型的角度來看，Dubbo采用的是一種非常簡單的模型，要么是提供方提供服務(wù)，要么是消費(fèi)方消費(fèi)服務(wù)，所以基于這一點可以抽象出服務(wù)提供方（Provider）和服務(wù)消費(fèi)方（Consumer）兩個角色。關(guān)于注冊中心、協(xié)議支持、服務(wù)監(jiān)控等內(nèi)容，詳見后面描述。

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總體架構(gòu)

Dubbo的總體架構(gòu)，如圖所示：
Dubbo架構(gòu)設(shè)計詳解
Dubbo框架設(shè)計一共劃分了10個層，而最上面的Service層是留給實際想要使用Dubbo開發(fā)分布式服務(wù)的開發(fā)者實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯的接口層。圖中左邊淡藍(lán)背景的為服務(wù)消費(fèi)方使用的接口，右邊淡綠色背景的為服務(wù)提供方使用的接口，位于中軸線上的為雙方都用到的接口。
下面，結(jié)合Dubbo官方文檔，我們分別理解一下框架分層架構(gòu)中，各個層次的設(shè)計要點：

服務(wù)接口層（Service）：該層是與實際業(yè)務(wù)邏輯相關(guān)的，根據(jù)服務(wù)提供方和服務(wù)消費(fèi)方的業(yè)務(wù)設(shè)計對應(yīng)的接口和實現(xiàn)。
配置層（Config）：對外配置接口，以ServiceConfig和ReferenceConfig為中心，可以直接new配置類，也可以通過spring解析配置生成配置類。
服務(wù)代理層（Proxy）：服務(wù)接口透明代理，生成服務(wù)的客戶端Stub和服務(wù)器端Skeleton，以ServiceProxy為中心，擴(kuò)展接口為ProxyFactory。
服務(wù)注冊層（Registry）：封裝服務(wù)地址的注冊與發(fā)現(xiàn)，以服務(wù)URL為中心，擴(kuò)展接口為RegistryFactory、Registry和RegistryService?？赡軟]有服務(wù)注冊中心，此時服務(wù)提供方直接暴露服務(wù)。
集群層（Cluster）：封裝多個提供者的路由及負(fù)載均衡，并橋接注冊中心，以Invoker為中心，擴(kuò)展接口為Cluster、Directory、Router和LoadBalance。將多個服務(wù)提供方組合為一個服務(wù)提供方，實現(xiàn)對服務(wù)消費(fèi)方來透明，只需要與一個服務(wù)提供方進(jìn)行交互。
監(jiān)控層（Monitor）：RPC調(diào)用次數(shù)和調(diào)用時間監(jiān)控，以Statistics為中心，擴(kuò)展接口為MonitorFactory、Monitor和MonitorService。
遠(yuǎn)程調(diào)用層（Protocol）：封將RPC調(diào)用，以Invocation和Result為中心，擴(kuò)展接口為Protocol、Invoker和Exporter。Protocol是服務(wù)域，它是Invoker暴露和引用的主功能入口，它負(fù)責(zé)Invoker的生命周期管理。Invoker是實體域，它是Dubbo的核心模型，其它模型都向它靠擾，或轉(zhuǎn)換成它，它代表一個可執(zhí)行體，可向它發(fā)起invoke調(diào)用，它有可能是一個本地的實現(xiàn)，也可能是一個遠(yuǎn)程的實現(xiàn)，也可能一個集群實現(xiàn)。
信息交換層（Exchange）：封裝請求響應(yīng)模式，同步轉(zhuǎn)異步，以Request和Response為中心，擴(kuò)展接口為Exchanger、ExchangeChannel、ExchangeClient和ExchangeServer。
網(wǎng)絡(luò)傳輸層（Transport）：抽象mina和netty為統(tǒng)一接口，以Message為中心，擴(kuò)展接口為Channel、Transporter、Client、Server和Codec。
數(shù)據(jù)序列化層（Serialize）：可復(fù)用的一些工具，擴(kuò)展接口為Serialization、 ObjectInput、ObjectOutput和ThreadPool。

從上圖可以看出，Dubbo對于服務(wù)提供方和服務(wù)消費(fèi)方，從框架的10層中分別提供了各自需要關(guān)心和擴(kuò)展的接口，構(gòu)建整個服務(wù)生態(tài)系統(tǒng)（服務(wù)提供方和服務(wù)消費(fèi)方本身就是一個以服務(wù)為中心的）。
根據(jù)官方提供的，對于上述各層之間關(guān)系的描述，如下所示：

在RPC中，Protocol是核心層，也就是只要有Protocol + Invoker + Exporter就可以完成非透明的RPC調(diào)用，然后在Invoker的主過程上Filter攔截點。
圖中的Consumer和Provider是抽象概念，只是想讓看圖者更直觀的了解哪些類分屬于客戶端與服務(wù)器端，不用Client和Server的原因是Dubbo在很多場景下都使用Provider、Consumer、Registry、Monitor劃分邏輯拓普節(jié)點，保持統(tǒng)一概念。
而Cluster是外圍概念，所以Cluster的目的是將多個Invoker偽裝成一個Invoker，這樣其它人只要關(guān)注Protocol層Invoker即可，加上Cluster或者去掉Cluster對其它層都不會造成影響，因為只有一個提供者時，是不需要Cluster的。
Proxy層封裝了所有接口的透明化代理，而在其它層都以Invoker為中心，只有到了暴露給用戶使用時，才用Proxy將Invoker轉(zhuǎn)成接口，或?qū)⒔涌趯崿F(xiàn)轉(zhuǎn)成Invoker，也就是去掉Proxy層RPC是可以Run的，只是不那么透明，不那么看起來像調(diào)本地服務(wù)一樣調(diào)遠(yuǎn)程服務(wù)。
而Remoting實現(xiàn)是Dubbo協(xié)議的實現(xiàn)，如果你選擇RMI協(xié)議，整個Remoting都不會用上，Remoting內(nèi)部再劃為Transport傳輸層和Exchange信息交換層，Transport層只負(fù)責(zé)單向消息傳輸，是對Mina、Netty、Grizzly的抽象，它也可以擴(kuò)展UDP傳輸，而Exchange層是在傳輸層之上封裝了Request-Response語義。
Registry和Monitor實際上不算一層，而是一個獨立的節(jié)點，只是為了全局概覽，用層的方式畫在一起。

從上面的架構(gòu)圖中，我們可以了解到，Dubbo作為一個分布式服務(wù)框架，主要具有如下幾個核心的要點：

服務(wù)定義
服務(wù)是圍繞服務(wù)提供方和服務(wù)消費(fèi)方的，服務(wù)提供方實現(xiàn)服務(wù)，而服務(wù)消費(fèi)方調(diào)用服務(wù)。

服務(wù)注冊
對于服務(wù)提供方，它需要發(fā)布服務(wù)，而且由于應(yīng)用系統(tǒng)的復(fù)雜性，服務(wù)的數(shù)量、類型也不斷膨脹；對于服務(wù)消費(fèi)方，它最關(guān)心如何獲取到它所需要的服務(wù)，而面對復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)，需要管理大量的服務(wù)調(diào)用。而且，對于服務(wù)提供方和服務(wù)消費(fèi)方來說，他們還有可能兼具這兩種角色，即既需要提供服務(wù)，有需要消費(fèi)服務(wù)。
通過將服務(wù)統(tǒng)一管理起來，可以有效地優(yōu)化內(nèi)部應(yīng)用對服務(wù)發(fā)布/使用的流程和管理。服務(wù)注冊中心可以通過特定協(xié)議來完成服務(wù)對外的統(tǒng)一。Dubbo提供的注冊中心有如下幾種類型可供選擇：

Multicast注冊中心
Zookeeper注冊中心
redis注冊中心
Simple注冊中心

服務(wù)監(jiān)控
無論是服務(wù)提供方，還是服務(wù)消費(fèi)方，他們都需要對服務(wù)調(diào)用的實際狀態(tài)進(jìn)行有效的監(jiān)控，從而改進(jìn)服務(wù)質(zhì)量。

遠(yuǎn)程通信與信息交換
遠(yuǎn)程通信需要指定通信雙方所約定的協(xié)議，在保證通信雙方理解協(xié)議語義的基礎(chǔ)上，還要保證高效、穩(wěn)定的消息傳輸。Dubbo繼承了當(dāng)前主流的網(wǎng)絡(luò)通信框架，主要包括如下幾個：

Mina
Netty
Grizzly

服務(wù)調(diào)用
下面從Dubbo官網(wǎng)直接拿來，看一下基于RPC層，服務(wù)提供方和服務(wù)消費(fèi)方之間的調(diào)用關(guān)系，如圖所示：
Dubbo架構(gòu)設(shè)計詳解
上圖中，藍(lán)色的表示與業(yè)務(wù)有交互，綠色的表示只對Dubbo內(nèi)部交互。上述圖所描述的調(diào)用流程如下：

服務(wù)提供方發(fā)布服務(wù)到服務(wù)注冊中心；
服務(wù)消費(fèi)方從服務(wù)注冊中心訂閱服務(wù)；
服務(wù)消費(fèi)方調(diào)用已經(jīng)注冊的可用服務(wù)

接著，將上面抽象的調(diào)用流程圖展開，詳細(xì)如圖所示：
Dubbo架構(gòu)設(shè)計詳解

注冊/注銷服務(wù)
服務(wù)的注冊與注銷，是對服務(wù)提供方角色而言，那么注冊服務(wù)與注銷服務(wù)的時序圖，如圖所示：
Dubbo架構(gòu)設(shè)計詳解

服務(wù)訂閱/取消
為了滿足應(yīng)用系統(tǒng)的需求，服務(wù)消費(fèi)方的可能需要從服務(wù)注冊中心訂閱指定的有服務(wù)提供方發(fā)布的服務(wù)，在得到通知可以使用服務(wù)時，就可以直接調(diào)用服務(wù)。反過來，如果不需要某一個服務(wù)了，可以取消該服務(wù)。下面看一下對應(yīng)的時序圖，如圖所示：
Dubbo架構(gòu)設(shè)計詳解

協(xié)議支持
Dubbo支持多種協(xié)議，如下所示：

Dubbo協(xié)議
Hessian協(xié)議
HTTP協(xié)議
RMI協(xié)議
WebService協(xié)議
Thrift協(xié)議
Memcached協(xié)議
Redis協(xié)議

在通信過程中，不同的服務(wù)等級一般對應(yīng)著不同的服務(wù)質(zhì)量，那么選擇合適的協(xié)議便是一件非常重要的事情。你可以根據(jù)你應(yīng)用的創(chuàng)建來選擇。例如，使用RMI協(xié)議，一般會受到防火墻的限制，所以對于外部與內(nèi)部進(jìn)行通信的場景，就不要使用RMI協(xié)議，而是基于HTTP協(xié)議或者Hessian協(xié)議。

參考補(bǔ)充
Dubbo以包結(jié)構(gòu)來組織各個模塊，各個模塊及其關(guān)系，如圖所示：
Dubbo架構(gòu)設(shè)計詳解
可以通過Dubbo的代碼（使用Maven管理）組織，與上面的模塊進(jìn)行比較。簡單說明各個包的情況：

dubbo-common 公共邏輯模塊，包括Util類和通用模型。
dubbo-remoting 遠(yuǎn)程通訊模塊，相當(dāng)于Dubbo協(xié)議的實現(xiàn)，如果RPC用RMI協(xié)議則不需要使用此包。
dubbo-rpc 遠(yuǎn)程調(diào)用模塊，抽象各種協(xié)議，以及動態(tài)代理，只包含一對一的調(diào)用，不關(guān)心集群的管理。
dubbo-cluster 集群模塊，將多個服務(wù)提供方偽裝為一個提供方，包括：負(fù)載均衡、容錯、路由等，集群的地址列表可以是靜態(tài)配置的，也可以是由注冊中心下發(fā)。
dubbo-registry 注冊中心模塊，基于注冊中心下發(fā)地址的集群方式，以及對各種注冊中心的抽象。
dubbo-monitor 監(jiān)控模塊，統(tǒng)計服務(wù)調(diào)用次數(shù)，調(diào)用時間的，調(diào)用鏈跟蹤的服務(wù)。
dubbo-config 配置模塊，是Dubbo對外的API，用戶通過Config使用Dubbo，隱藏Dubbo所有細(xì)節(jié)。
dubbo-container 容器模塊，是一個Standalone的容器，以簡單的Main加載Spring啟動，因為服務(wù)通常不需要Tomcat/JBoss等Web容器的特性，沒必要用Web容器去加載服務(wù)。

來源于：http://dubbo.io/user-guide/

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