Dubbo知识整理

原理

基础概念

Dubbo就是SOA服务治理方案的核心框架。用于分布式调用，其重点在于分布式的治理。

Dubbo是Alibaba开源的分布式服务框架，它最大的特点是按照分层的方式来架构，使用这种方式可以使各个层之间解耦合（或者最大限度地松耦合），比如表现层和业务层就需要解耦合。

从面向服务的角度来看，Dubbo采用的是一种非常简单的模型，要么是提供方提供服务，要么是消费方消费服务，所以基于这一点可以抽象出服务提供方（Provider）和服务消费方（Consumer）两个角色。

除了以上两个角色，它还有注册中心和监控中心。它可以通过注册中心对服务进行注册和订阅；可以通过监控中心对服务进行监控，这样的话，就可以知道哪些服务使用率高、哪些服务使用率低。对使用率高的服务增加机器，对使用率低的服务减少机器，达到合理分配资源的目的。

Dubbo核心功能

1、Remoting：远程通讯，提供对多种NIO框架抽象封装，包括“同步转异步”和“请求-响应”模式的信息交换方式。
2、Cluster：服务框架，提供基于接口方法的透明远程过程调用，包括多协议支持，以及软负载均衡，失败容错，地址路由，动态配置等集群支持。
3、Registry：服务注册，基于注册中心目录服务，使服务消费方能动态的查找服务提供方，使地址透明，使服务提供方可以平滑增加或减少机器。

Dubbo组件角色

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: 统计服务的调用次调和调用时间的监控中心。
Container: 服务运行容器，常见的容器有Spring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Monitor。

Dubbo总体架构

上面介绍给出的都是抽象层面的组件关系，可以说是纵向的以服务模型的组件分析，其实Dubbo最大的特点是按照分层的方式来架构，使用这种方式可以使各个层之间解耦合（或者最大限度地松耦合）。所以，我们横向以分层的方式来看下Dubbo的架构，如图所示：

Dubbo框架设计一共划分了10个层，而最上面的Service层是留给实际想要使用Dubbo开发分布式服务的开发者实现业务逻辑的接口层。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。

下面，结合Dubbo官方文档，我们分别理解一下框架分层架构中，各个层次的设计要点：

服务接口层（Service）：与实际业务逻辑相关的，根据服务提供方和服务消费方的 业务设计对应的接口和实现。
配置层（Config）：对外配置接口，以ServiceConfig和ReferenceConfig为中心，可以直接new配置类，也可以通过Spring解析配置生成配置类。
服务代理层（Proxy）：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。
服务注册层（Registry）：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和RegistryService。可能没有服务注册中心，此时服务提供方直接暴露服务。
集群层（Cluster）：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和LoadBalance。将多个服务提供方组合为一个服务提供方，实现对服务消费方来透明，只需要与一个服务提供方进行交互。
监控层（Monitor）：RPC调用次数和调用时间监控，以Statistics为中心，扩展接口为MonitorFactory、Monitor和MonitorService。
远程调用层（Protocol）：封将RPC调用，以Invocation和Result为中心，扩展接口为Protocol、Invoker和Exporter。Protocol是服务域，它是Invoker暴露和引用的主功能入口，它负责Invoker的生命周期管理。Invoker是实体域，它是Dubbo的核心模型，其它模型都向它靠扰，或转换成它，它代表一个可执行体，可向它发起invoke调用，它有可能是一个本地的实现，也可能是一个远程的实现，也可能一个集群实现。
信息交换层（Exchange）：封装请求响应模式，同步转异步，以Request和Response为中心，扩展接口为Exchanger、ExchangeChannel、ExchangeClient和ExchangeServer。
网络传输层（Transport）：抽象mina和netty为统一接口，以Message为中心，扩展接口为Channel、Transporter、Client、Server和Codec。
数据序列化层（Serialize）：可复用的一些工具，扩展接口为Serialization、 ObjectInput、ObjectOutput和ThreadPool。
从上图可以看出，Dubbo对于服务提供方和服务消费方，从框架的10层中分别提供了各自需要关心和扩展的接口，构建整个服务生态系统（服务提供方和服务消费方本身就是一个以服务为中心的）。

根据官方提供的，对于上述各层之间关系的描述，如下所示：
1、在RPC中，Protocol是核心层，也就是只要有Protocol + Invoker + Exporter就可以完成非透明的RPC调用，然后在Invoker的主过程上Filter拦截点。

2、图中的Consumer和Provider是抽象概念，只是想让看图者更直观的了解哪些分类属于客户端与服务器端，不用Client和Server的原因是Dubbo在很多场景下都使用Provider、Consumer、Registry、Monitor划分逻辑拓普节点，保持概念统一。

3、而Cluster是外围概念，所以Cluster的目的是将多个Invoker伪装成一个Invoker，这样其它人只要关注Protocol层Invoker即可，加上Cluster或者去掉Cluster对其它层都不会造成影响，因为只有一个提供者时，是不需要Cluster的。

4、Proxy层封装了所有接口的透明化代理，而在其它层都以Invoker为中心，只有到了暴露给用户使用时，才用Proxy将Invoker转成接口，或将接口实现转成Invoker，也就是去掉Proxy层RPC是可以Run的，只是不那么透明，不那么看起来像调本地服务一样调远程服务。
5、而Remoting实现是Dubbo协议的实现，如果你选择RMI协议，整个Remoting都不会用上，Remoting内部再划为Transport传输层和Exchange信息交换层，Transport层只负责单向消息传输，是对Mina、Netty、Grizzly的抽象，它也可以扩展UDP传输，而Exchange层是在传输层之上封装了Request-Response语义。

6、Registry和Monitor实际上不算一层，而是一个独立的节点，只是为了全局概览，用层的方式画在一起。

服务调用流程

连接方式

1、直连：

不通过注册中心，直接由消费者访问提供者。

2、集群：

提供者把服务注册到注册中心，然后消费者询问注册中心，请求对应的服务需要请求哪个提供者，注册中心返回结果，消费者根据结果向提供者请求服务。

3、超时和重连机制：

（1）dubbo超时，不会返回结果，直接报异常
（2）配置超时重试次数、超时时间：
    ```
        <!-- 服务调用超时设置为5秒,超时不重试-->
        <dubbo:service interface="com.provider.service.DemoService" ref="demoService"  retries="0" timeout="5000"/>
    ```
（3）dubbo在调用服务不成功时，默认会重试2次。
    Dubbo的路由机制，会把超时的请求路由到其他机器上，而不是本机尝试，所以 dubbo的重试机器也能一定程度的保证服务的质量。但是如果不合理的配置重试次数，当失败时会进行重试多次，这样在某个时间点出现性能问题，调用方再连续重复调用，系统请求变为正常值的retries倍，系统压力会大增，容易引起服务雪崩，需要根据业务情况规划好如何进行异常处理，何时进行重试。

group及version

1、group：用于对服务进行隔离，这里可以实现灰度功能的作用。
2、version：当一个接口的实现，出现不兼容升级时，可以用版本号过渡，版本号不同的服务相互间不引用

问题（走过的坑）

1、Dubbo调用接口，该接口抛出的运行时异常，在调用函数里面无法捕获的
2、一个经典问题： Forbid consumer 127.0.0.1 access service com.mall.api.service.MallService from registry localhost:2181 use dubbo version 2.9.2-SNAPSHOT, Please check registry access list (whitelist/blacklist).

这个错误一般表面上说禁止消费服务，实际上开发人员并没有做任何限制。其实，这个问题一般由两种情况引起的
（1）第一种情况：没有provider提供对应的服务
（2）第二种情况：消费者消费的服务的“版本号 version”和生产者提供的服务的“版本号 version”不一致，或者没有显式说明版本号。

3、当dubbo超时，返回的结果会为null
4、dubbo如果报异常了，dubbo不会返回错误码，因此需要在对外提供的接口处利用参数传递错误码、错误信息
5、在dubbo的provider和consumer的配置文件中，如果都配置了timeout的超时时间，dubbo默认以consumer中配置的时间为准