从2.7.0-2.7.5版本，Dubbo调用链路是如何提升30%性能的

前言

Dubbo 2.7.5版本发布也有快两个月了，从2.7.0到2.7.5，Dubbo在性能优化上也做了不少事情，据官方的压测结果，在QPS层面，从2.7.0到2.7.5，Dubbo 单次RPC调用链路性能提升了 30%，本文就带大家看一看Dubbo做了哪些改动来提升RPC 调用链路性能。

服务元数据静态化，减少链路计算

consumer端缓存ConsumerModel

我们知道当一个服务启动时，如果配置了服务引用相关的配置时，在consumer端会生成所引用服务的代理对象，有关服务引用过程的源码解析可以直接扫下方二维码关注公众号【加点代码调调味】获取。在生成服务的代理对象前会做一些校验配置以及更新配置等工作，它们主要是在ReferenceConfig的#checkAndUpdateSubConfigs()方法中实现的。在2.7.5版本中，该方法被新增了一些加载服务元数据的逻辑，下面来看看下面这部分源码：

public void checkAndUpdateSubConfigs() {
    /**
     * 省略无关代码
     */
      // part1-start
    //init serivceMetadata
    serviceMetadata.setVersion(version);
    serviceMetadata.setGroup(group);
    serviceMetadata.setDefaultGroup(group);
    serviceMetadata.setServiceType(getActualInterface());
    serviceMetadata.setServiceInterfaceName(interfaceName);
    // TODO, uncomment this line once service key is unified
    serviceMetadata.setServiceKey(URL.buildKey(interfaceName, group, version));
        // part2-start
    ServiceRepository repository = ApplicationModel.getServiceRepository();
    ServiceDescriptor serviceDescriptor = repository.registerService(interfaceClass);
    repository.registerConsumer(
            serviceMetadata.getServiceKey(),
            serviceDescriptor,
            this,
            null,
            serviceMetadata);
        // part2-end
       /**
      * 省略无关代码
      */
}

provider端缓存ProviderModel

当服务启动时，必然会经过doExportUrls方法，具体的服务暴露过程源码分析可以直接扫下方二维码关注公众号【加点代码调调味】获取。跟consumer端一样，在新版本中添加了加载和计算元数据的逻辑。看下面源码：

private void doExportUrls() {
      // part1-start
    ServiceRepository repository = ApplicationModel.getServiceRepository();
    ServiceDescriptor serviceDescriptor = repository.registerService(getInterfaceClass());
    repository.registerProvider(
            getUniqueServiceName(),
            ref,
            serviceDescriptor,
            this,
            serviceMetadata
    );
      // part1-end
        /**
     * 省略无关代码
     */
}

看到这里还是一头雾水吧，不要放弃，接着往下看：

可以看到consumer端的part1部分只是赋值一些服务相关的元数据，而consumer端的part2部分以及provider端的part1部分则是引入了ServiceRepository，ServiceRepository是服务仓库，它封装了服务相关的元数据、consumer端的元数据模型ConsumerModel以及provider端的元数据模型ProviderModel，ConsumerModel和ProviderModel两个模型，分别封装了consumer端和provider端的配置，比如ConsumerModel就封装了referenceConfig、methodConfig等。在part2部分最重要的就是实例化了一个ServiceRepository对象，然后将version、group、服务类型、服务接口名等元数据放入ServiceRepository对象中，保证在进程启动阶段服务元数据尽量做一些计算，做一些元数据以及计算结果的缓存，（比如生成方法参数描述parameterDesc数据等），从而在RPC调用链路上需要用到相关元数据时可以直接能直接拿到计算结果。在下面几个地方用到了ServiceRepository中缓存的元数据计算结果。

• 初始化RpcInvocation时：无论是consumer端的调用链路中还是provider端的调用链路中，RpcInvocation一直都是整个调用链路内携带元数据的载体，举个例子：可以看源码中RpcInvocation有一个方法initParameterDesc()，这其中是赋值parameterDesc、compatibleParamSignatures、returnTypes这三个属性，但是这三个数据都是直接从ServiceRepository中直接获取的，并不是在初始化RpcInvocation时再计算这三个值。
• 解码时：当provider端对请求进行解码时，会解析需要调用的方法签名，包括方法的参数类型、返回类型，现在这些内容都已经做了缓存，所以无需再重新解析，只要直接从ServiceRepository中获取即可，具体的源码可以看DecodeableRpcInvocation的#decode(Channel channel, InputStream input)方法。

减少调用过程中的 URL 操作产生的内存分配

除了在consumer端以及provider端在各自的调用链路中提升性能外，减少调用过程中的URL操作产生的内存分配动作也是一个优化的点。在2.7.x以前的版本，也就是还没有元数据中心的版本，统一模型URL携带的内容极其多，这会导致在网络中数据的传输中数据包太大，影响响应时间。而在2.7.x版本缩减了URL中的相关内容，让URL只关注服务定位相关的元数据，比如protocol、host、port等。下面来看看在最新的版本中是如何做到减少调用过程中的 URL 操作产生的内存分配的。主要从以下几个方面着手：

• 减少了URL对于方法级别元数据获取操作的内存分配
• 减少URL.getAddress的对象分配

减少了URL对于方法级别元数据获取操作的内存分配

public class URL implements Serializable {
      /**
     * 省略无关代码
     */
    private final Map<String, String> parameters;
    private final Map<String, Map<String, String>> methodParameters;
    private volatile transient Map<String, Map<String, Number>> methodNumbers;
  
    public static Map<String, Map<String, String>> toMethodParameters(Map<String, String> parameters) {
        Map<String, Map<String, String>> methodParameters = new HashMap<>();
        if (parameters == null) {
            return methodParameters;
        }

        String methodsString = parameters.get(METHODS_KEY);
        if (StringUtils.isNotEmpty(methodsString)) {
            String[] methods = methodsString.split(",");
            for (Map.Entry<String, String> entry : parameters.entrySet()) {
                String key = entry.getKey();
                for (String method : methods) {
                    String methodPrefix = method + '.';
                    if (key.startsWith(methodPrefix)) {
                        String realKey = key.substring(methodPrefix.length());
                        URL.putMethodParameter(method, realKey, entry.getValue(), methodParameters);
                    }
                }
            }
        } else {
            for (Map.Entry<String, String> entry : parameters.entrySet()) {
                String key = entry.getKey();
                int methodSeparator = key.indexOf('.');
                if (methodSeparator > 0) {
                    String method = key.substring(0, methodSeparator);
                    String realKey = key.substring(methodSeparator + 1);
                    URL.putMethodParameter(method, realKey, entry.getValue(), methodParameters);
                }
            }
        }
        return methodParameters;
    }
      /**
     * 省略无关代码
     */
}

在url中parameters属性携带着服务相关的一些元数据配置，比如group、timeout等配置，包括方法级别的配置，还有服务相关的methods、interface等元数据，下图是我跑的一个demo，其中展示了parameters的一些内容：

在新版本中将方法相关的元数据通过一个map维护在url中，减少对字符串的操作，因为每次需要获取方法的元数据时，都需要从parameters中获取对应的值，比如获取sayHello.timeout的值，然后还要根据“.”分割获取该配置的key为timeout，最终才能获取到sayHello这个方法的timeout配置，现在方法级别的元数据直接维护在url中，就不需要每次都进行字符串操作，并且还添加了缓存methodNumbers，加快二次获取的速度。

减少URL.getAddress的对象分配

旧版本代码

public class URL implements Serializable {
    /**
     * 省略无关代码
     */
    private final String host;
    private final int port;
    public String getAddress(String host, int port) {
        return port <= 0 ? host : host + ':' + port;
    }
    /**
     * 省略无关代码
     */
}

新版本代码

public class URL implements Serializable {
      /**
     * 省略无关代码
     */
    private transient String address;
    private final String host;
    private final int port;
    private static String getAddress(String host, int port) {
        return port <= 0 ? host : host + ':' + port;
    }
      
    public String getAddress() {
        if (address == null) {
            address = getAddress(host, port);
        }
        return address;
    }
        /**
     * 省略无关代码
     */

}

从源码看，在URL中新增了address这个属性，在获取address时只做一次对象分配，而不需要像原来每次调用getAddress方法时都做一些字符串拼接，由于拼接的host和port都是一个String类型的对象，所以在拼接的时候并不会被在编译期间就优化，而是会创建一个StringBuilder对象来进行拼接，这样每次获取address就会带来对象的内存分配的性能损耗。

除了对于URL.getAddress的对象分配的优化外，在2.7.5版本发布后，还有几个pull request也是针对对象分配的优化，原理和这个差不多，这里就不一一列举了。

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