Dubbo-go Server端开启服务过程

dubbo_go

导读

导读:随着微服务架构的流行,许多高性能 rpc 框架应运而生,由阿里开源的 dubbo 框架 go 语言版本的 dubbo-go 也成为了众多开发者不错的选择。本文将介绍 dubbo-go 框架的基本使用方法,以及从 export 调用链的角度进行 server 端源码导读,希望能引导读者进一步认识这款框架。下周将发表本文的姊妹篇:《从 client 端源码导读 dubbo-go 框架》。

序言

近日阅读了部分dubbo-go源码
https://github.com/dubbogo/dubbo-go

当拿到一款框架之后,一种不错的源码阅读方式大致如下:从运行最基础的helloworld demo 源码开始,再查看配置文件,开启各种依赖服务(比如zk、consul),开启服务端,再到通过client调用服务端,打印完整请求日志和回包。调用成功之后,再根据框架的设计模型,从配置文件解析开始,自顶向下递阅读整个框架的调用栈。
对于C/S模式的rpc请求来说,整个调用栈被拆成了client和server两部分,所以可以分别从server端的配置文件解析阅读到server端的监听启动,从client端的配置文件解析阅读到一次invoker Call 调用。这样一次完整请求就明晰了起来。

1. 运行官网提供的helloworld-demo

官方demo

1.1 dubbo-go 2.7版本 QuickStart

1. 开启一个go-server服务

  • 将仓库clone 到本地
$ git clone https://github.com/dubbogo/dubbo-samples.git
  • 进入dubbo目录
$ cd dubbo-samples/golang/helloworld/dubbo

进入目录后可看到四个文件夹,分别支持go和java的client以及server,我们尝试运行一个go的server
进入app子文件夹内,可以看到里面保存了go文件。

$ cd go-server/app
  • sample文件结构:

可在go-server里面看到三个文件夹:app、assembly、profiles
其中app文件夹下保存go源码,assembly文件夹下保存可选的针对特定环境的build脚本,profiles下保存配置文件。对于dubbo-go框架,配置文件非常重要,没有文件将导致服务无法启动。

  • 设置指向配置文件的环境变量

由于dubbo-go框架依赖配置文件启动,让框架定位到配置文件的方式就是通过环境变量来找。对于server端需要两个必须配置的环境变量:CONF_PROVIDER_FILE_PATH、APP_LOG_CONF_FILE,分别应该指向服务端配置文件、日志配置文件。
在sample里面,我们可以使用dev环境,即profiles/dev/log.yml profiles/dev/server.yml 两个文件。
在app/下,通过命令行中指定好这两个文件:

$ export CONF_PROVIDER_FILE_PATH="../profiles/dev/server.yml"
$ export APP_LOG_CONF_FILE="../profiles/dev/log.yml"
  • 设置go代理并运行服务
$ go run .

如果提示timeout,则需要设置goproxy代理

$ export GOPROXY="http://goproxy.io"

再运行go run 即可开启服务

2. 运行zookeeper

安装zookeeper,并运行zkServer, 默认为2181端口

3. 运行go-client调用server服务

  • 进入go-client的源码目录
$ cd go-client/app
  • 同理,在/app下配置环境变量
$ export CONF_CONSUMER_FILE_PATH="../profiles/dev/client.yml"
$ export APP_LOG_CONF_FILE="../profiles/dev/log.yml"

配置go代理

$ export GOPROXY="http://goproxy.io"
  • 运行程序
$ go run .

即可在日志中找到打印出的请求结果

response result: &{A001 Alex Stocks 18 2020-10-28 14:52:49.131 +0800 CST}

同样,在运行的server中,也可以在日志中找到打印出的请求:

req:[]interface {}{"A001"}
rsp:main.User{Id:"A001", Name:"Alex Stocks", Age:18, Time:time.Time{...}

恭喜!一次基于dubbo-go的rpc调用成功。

4. 常见问题

    1. 当日志开始部分出现profiderInit和ConsumerInit均失败的日志。检查环境变量中配置路径是否正确,配置文件是否正确。
    1. 当日志中出现register失败的情况,一般为向注册中心注册失败,检查注册中心是否开启,检查配置文件中关于register的端口是否正确。
    1. sample的默认开启端口为20000,确保启动前无占用

1.2 配置环境变量

export APP_LOG_CONF_FILE="../profiles/dev/log.yml"
export CONF_CONSUMER_FILE_PATH="../profiles/dev/client.yml"

1.3 服务端源码

1. 目录结构

dubbo-go框架的example提供的目录如下:

  • app/ 文件夹下存放源码,可以自己编写环境变量配置脚本buliddev.sh
  • assembly/ 文件夹下存放不同平台的构建脚本
  • profiles/ 文件夹下存放不同环境的配置文件
  • target/ 文件夹下存放可执行文件

2. 关键源码

源码放置在app/文件夹下,主要包含server.go 和user.go 两个文件,顾名思义,server.go用于使用框架开启服务以及注册传输协议,user.go则定义了rpc-service结构体,以及传输协议的结构。
user.go

func init() {
    config.SetProviderService(new(UserProvider))
    // ------for hessian2------
    hessian.RegisterPOJO(&User{})
}
type User struct {
    Id   string
    Name string
    Age  int32
    Time time.Time
}
type UserProvider struct {
}
func (u *UserProvider) GetUser(ctx context.Context, req []interface{}) (*User, error) {

可以看到,user.go中存在init函数,是服务端代码中最先被执行的部分。User为用户自定义的传输结构体,UserProvider为用户自定义的rpc_service。
包含一个rpc函数,GetUser。
当然,用户可以自定义其他的rpc功能函数。
在init函数中,调用config的SetProviderService函数,将当前rpc_service注册在框架config上。
可以查看dubbo官方文档提供的设计图

service层下面就是config层,用户服务会逐层向下注册,最终实现服务端的暴露。
rpc-service注册完毕之后,调用hessian接口注册传输结构体User。
至此init函数执行完毕
server.go

// they are necessary:
//      export CONF_PROVIDER_FILE_PATH="xxx"
//      export APP_LOG_CONF_FILE="xxx"
func main() {
    hessian.RegisterPOJO(&User{})
    config.Load()
    initSignal()
}
func initSignal() {
    signals := make(chan os.Signal, 1)
    ...

之后执行main函数
main函数中只进行了两个操作,首先使用hessian注册组件将User结构体注册(与之前略有重复),从而可以在接下来使用getty打解包。
之后调用config.Load函数,该函数位于框架config/config_loader.go内,这个函数是整个框架服务的启动点,下面会详细讲这个函数内重要的配置处理过程。执行完Load()函数之后,配置文件会读入框架,之后根据配置文件的内容,将注册的service实现到配置结构里,再调用Export暴露给特定的registry,进而开启特定的service进行对应端口的tcp监听,成功启动并且暴露服务。
最终开启信号监听initSignal()优雅地结束一个服务的启动过程。

1.4 客户端源码

客户端包含client.go和user.go两个文件,其中user.go与服务端完全一致,不再赘述。
client.go

// they are necessary:
//      export CONF_CONSUMER_FILE_PATH="xxx"
//      export APP_LOG_CONF_FILE="xxx"
func main() {
    hessian.RegisterPOJO(&User{})
    config.Load()
    time.Sleep(3e9)
    println("\n\n\nstart to test dubbo")
    user := &User{}
    err := userProvider.GetUser(context.TODO(), []interface{}{"A001"}, user)
    if err != nil {
  panic(err)
    }
    println("response result: %v\n", user)
    initSignal()
}

main函数和服务端也类似,首先将传输结构注册到hessian上,再调用config.Load()函数。在下文会介绍,客户端和服务端会根据配置类型执行config.Load()中特定的函数loadConsumerConfig()和loadProviderConfig(),从而达到“开启服务”、“调用服务”的目的。
加载完配置之后,还是通过实现服务,增加函数proxy,申请registry,reloadInvoker指向服务端ip等操作,重写了客户端实例userProvider的对应函数,这时再通过调用GetUser函数,可以直接通过invoker,调用到已经开启的服务端,实现rpc过程。
下面会从server端和client端两个角度,详细讲解服务启动、registry注册、调用过程:

1.5 自定义配置文件(非环境变量)方法

1.5.1 服务端自定义配置文件

  1. var providerConfigStr = xxxxx// 配置文件内容,可以参考logclient

    • 在这里你可以定义配置文件的获取方式,比如配置中心,本地文件读取
  2. config.Load()之前设置配置,例如:
func main() {
    hessian.RegisterPOJO(&User{})
    providerConfig := config.ProviderConfig{}
    yaml.Unmarshal([]byte(providerConfigStr), &providerConfig)
    config.SetProviderConfig(providerConfig)
    defaultServerConfig := dubbo.GetDefaultServerConfig()
    dubbo.SetServerConfig(defaultServerConfig)
    logger.SetLoggerLevel("warn") // info,warn
    config.Load()
    select {
    }
}

1.5.2 客户端自定义配置文件

  1. var consumerConfigStr = xxxxx// 配置文件内容,可以参考logclient

    • 在这里你可以定义配置文件的获取方式,比如配置中心,本地文件读取
  2. config.Load()之前设置配置,例如:
func main() {
     p := config.ConsumerConfig{}
     yaml.Unmarshal([]byte(consumerConfigStr), &p)
     config.SetConsumerConfig(p)
     defaultClientConfig := dubbo.GetDefaultClientConfig()
     dubbo.SetClientConf(defaultClientConfig)
     logger.SetLoggerLevel("warn") // info,warn
     config.Load()

     user := &User{}
     err := userProvider.GetUser(context.TODO(), []interface{}{"A001"}, user)
     if err != nil {
         log.Print(err)
         return
     }
  log.Print(user)
}

2. server端:

服务暴露过程涉及到多次原始rpcService的封装、暴露,网上其他文章的图感觉太过笼统,我简要的绘制了一个用户定义服务的数据流图

2.1 加载配置

2.1.1 框架初始化

在加载配置之前,框架提供了很多已定义好的协议、工厂等组件,都会在对应模块init函数内注册到extension模块上,以供接下来配置文件中进行选用。
其中重要的有:

  1. 默认函数代理工厂
    common/proxy/proxy_factory/default.go
func init() {
    extension.SetProxyFactory("default", NewDefaultProxyFactory)
}

他的作用是将原始rpc-service进行封装,形成proxy_invoker,更易于实现远程call调用,详情可见其invoke函数。

  1. 注册中心注册协议
    registry/protocol/protocol.go
func init() {
    extension.SetProtocol("registry", GetProtocol)
}

他负责在将invoker暴露给对应注册中心,比如zk注册中心。

  1. zookeeper注册协议
    registry/zookeeper/zookeeper.go
func init() {
    extension.SetRegistry("zookeeper", newZkRegistry)
}

他合并了base_resiger,负责在服务暴露过程中,将服务注册在zookeeper注册器上,从而为调用者提供调用方法。

  1. dubbo传输协议
    protocol/dubbo/dubbo.go
func init() {
    extension.SetProtocol(DUBBO, GetProtocol)
}

他负责监听对应端口,将具体的服务暴露,并启动对应的事件handler,将远程调用的event事件传递到invoker内部,调用本地invoker并获得执行结果返回。

  1. filter包装调用链协议
    protocol/protocolwrapper/protocol_filter_wrapper.go
func init() {
    extension.SetProtocol(FILTER, GetProtocol)
}

他负责在服务暴露过程中,将代理invoker打包,通过配置好的filter形成调用链,并交付给dubbo协议进行暴露。
上述提前注册好的框架已实现的组件,在整个服务暴露调用链中都会用到,会根据配置取其所需。

2.1.2 配置文件

服务端需要的重要配置有三个字段:services、protocols、registries
profiles/dev/server.yaml:

registries :
  "demoZk":
    protocol: "zookeeper"
    timeout    : "3s"
    address: "127.0.0.1:2181"
services:
  "UserProvider":
    # 可以指定多个registry,使用逗号隔开;不指定默认向所有注册中心注册
    registry: "demoZk"
    protocol : "dubbo"
    # 相当于dubbo.xml中的interface
    interface : "com.ikurento.user.UserProvider"
    loadbalance: "random"
    warmup: "100"
    cluster: "failover"
    methods:
    - name: "GetUser"
      retries: 1
      loadbalance: "random"
protocols:
  "dubbo":
    name: "dubbo"
    port: 20000

其中service指定了要暴露的rpc-service名("UserProvider),暴露的协议名("dubbo"),注册的协议名("demoZk"),暴露的服务所处的interface,负载均衡策略,集群失败策略,调用的方法等等。
其中中间服务的协议名需要和registries下的mapkey对应,暴露的协议名需要和protocols下的mapkey对应
可以看到上述例子中,使用了dubbo作为暴露协议,使用了zookeeper作为中间注册协议,并且给定了端口。如果zk需要设置用户名和密码,也可以在配置中写好。

2.1.3 配置文件的读入和检查

config/config_loader.go:: Load()
在上述example的main函数中,有config.Load()函数的直接调用,该函数执行细节如下:

// Load Dubbo Init
func Load() {
    // init router
    initRouter()
    // init the global event dispatcher
    extension.SetAndInitGlobalDispatcher(GetBaseConfig().EventDispatcherType)
    // start the metadata report if config set
    if err := startMetadataReport(GetApplicationConfig().MetadataType, GetBaseConfig().MetadataReportConfig); err != nil {
  logger.Errorf("Provider starts metadata report error, and the error is {%#v}", err)
  return
    }
    // reference config
    loadConsumerConfig()
    // service config
    loadProviderConfig()
    // init the shutdown callback
    GracefulShutdownInit()
}

在本文中,我们重点关心loadConsumerConfig()和loadProviderConfig()两个函数
对于provider端,可以看到loadProviderConfig()函数代码如下:

前半部分是配置的读入和检查,进入for循环后,是单个service的暴露起始点。
前面提到,在配置文件中已经写好了要暴露的service的种种信息,比如服务名、interface名、method名等等。在图中for循环内,会将所有service的服务依次实现。
for循环的第一行,根据key调用GetProviderService函数,拿到注册的rpcService实例,这里对应上述提到的init函数中用户手动注册的自己实现的rpc-service实例:

这个对象也就成为了for循环中的rpcService变量,将这个对象注册通过Implement函数写到sys(ServiceConfig类型)上,设置好sys的key和协议组,最终调用了sys的Export方法。
此处对应流程图的部分:

至此,框架配置结构体已经拿到了所有service有关的配置,以及用户定义好的rpc-service实例,他触发了Export方法,旨在将自己的实例暴露出去。这是Export调用链的起始点。

2.2 原始service封装入proxy_invoker

config/service_config.go :: Export()
接下来进入ServiceConfig.Export()函数:
这个函数进行了一些细碎的操作,比如为不同的协议分配随机端口,如果指定了多个中心注册协议,则会将服务通过多个中心注册协议的registryProtocol暴露出去,我们只关心对于一个注册协议是如何操作的。还有一些操作比如生成调用url和注册url,用于为暴露做准备。

2.2.1 首先通过配置生成对应registryUrl和serviceUrl

registryUrl是用来向中心注册组件发起注册请求的,对于zookeeper的话,会传入其ip和端口号,以及附加的用户名密码等信息
这个regUrl目前只存有注册(zk)相关信息,后续会补写入ServiceIvk,即服务调用相关信息,里面包含了方法名,参数等...

2.2.2 对于一个注册协议,将传入的rpc-service实例注册在common.ServiceMap

这个Register函数将服务实例注册了两次,一次是以Interface为key写入接口服务组内,一次是以interface和proto为key写入特定的一个唯一的服务。
后续会从common.Map里面取出来这个实例。

2.2.3 获取默认代理工厂,将实例封装入代理invoker

// 拿到一个proxyInvoker,这个invoker的url是传入的regUrl,这个地方将上面注册的service实例封装成了invoker
// 这个GetProxyFactory返回的默认是common/proxy/proxy_factory/default.go
// 这个默认工厂调用GetInvoker获得默认的proxyInvoker,保存了当前注册url
invoker := extension.GetProxyFactory(providerConfig.ProxyFactory).GetInvoker(*regUrl)
// 暴露出来 生成exporter,开启tcp监听
// 这里就该跳到registry/protocol/protocol.go registryProtocol 调用的Export,将当前proxyInvoker导出
exporter = c.cacheProtocol.Export(invoker)

这一步的GetProxyFactory("default")方法获取默认代理工厂,通过传入上述构造的regUrl,将url封装入代理invoker。
可以进入common/proxy/proxy_factory/default.go::ProxyInvoker.Invoke()函数里,看到对于common.Map取用为svc的部分,以及关于svc对应Method的实际调用Call的函数如下:

到这里,上面GetInvoker(*regUrl)返回的invoker即为proxy_invoker,他封装好了用户定义的rpc_service,并将具体的调用逻辑封装入了Invoke函数内。

为什么使用Proxy_invoker来调用?
我认为,通过这个proxy_invoke调用用户的功能函数,调用方式将更加抽象化,可以在代码中看到,通过ins和outs来定义入参和出参,将整个调用逻辑抽象化为invocation结构体,而将具体的函数名的选择,参数向下传递,reflect反射过程封装在invoke函数内,这样的设计更有利于之后远程调用。我认为这是dubbo Invoke调用链的设计思想。

至此,实现了图中对应的部分:

2.3 registry协议在zkRegistry上暴露上面的proxy_invoker

上面,我们执行到了exporter = c.cacheProtocol.Export(invoker)
这里的cacheProtocol为一层缓存设计,对应到原始的demo上,这里是默认实现好的registryProtocol
registry/protocol/protocol.go:: Export()
这个函数内构造了多个EventListener,非常有java的设计感。
我们只关心服务暴露的过程,先忽略这些监听器。

2.3.1 获取注册url和服务url

2.3.2 获取注册中心实例zkRegistry

一层缓存操作,如果cache没有需要从common里面重新拿zkRegistry

2.3.3 zkRegistry调用Registry方法,在zookeeper上注册dubboPath

上述拿到了具体的zkRegistry实例,该实例的定义在
registry/zookeeper/registry.go

该结构体组合了registry.BaseRegistry结构,base结构定义了注册器基础的功能函数,比如Registry、Subscribe等,但在这些默认定义的函数内部,还是会调用facade层(zkRegistry层)的具体实现函数,这一设计模型能在保证已有功能函数不需要重复定义的同时,引入外层函数的实现,类似于结构体继承却又复用了代码。
这一设计模式我认为值得学习。
我们查看上述registry/protocol/protocol.go:: Export()函数,直接调用了:

// 1. 通过zk注册器,调用Register()函数,将已有@root@rawurl注册到zk上
    err := reg.Register(*registeredProviderUrl)

将已有RegistryUrl注册到了zkRegistry上。
这一步调用了baseRegistry的Register函数,进而调用zkRegister的DoRegister函数,进而调用:

在这个函数里,将对应root创造一个新的节点

并且写入具体node信息,node为url经过encode的结果,包含了服务端的调用方式。
这部分的代码较为复杂,具体可以看baseRegistry的 processURL()函数
至此,将服务端调用url注册到了zookeeper上,而客户端如果想获取到这个url,只需要传入特定的dubboPath,向zk请求即可。目前client是可以获取到访问方式了,但服务端的特定服务还没有启动,还没有开启特定协议端口的监听,这也是registry/protocol/protocol.go:: Export()函数接下来要做的事情:

2.3.4 proxy_invoker 封装入wrapped_invoker,得到filter调用链

// invoker封装入warppedInvoker
wrappedInvoker := newWrappedInvoker(invoker, providerUrl)
// 经过为invoker增加filter调用链,再使用dubbo协议Export,开启service并且返回了Exporter 。
// export_1
cachedExporter = extension.GetProtocol(protocolwrapper.FILTER).Export(wrappedInvoker)

新建一个WrappedInvoker,用于之后链式调用
拿到提前实现并注册好的ProtocolFilterWrapper,调用Export方法,进一步暴露。
protocol/protocolwrapped/protocol_filter_wrapper.go:Export()

protocol/protocolwrapped/protocol_filter_wrapper.go:buildInvokerChain

可见,根据配置的内容,通过链式调用的构造,层层将proxy_invoker包裹在调用链的最底部,最终返回一个调用链invoker。
对应图中部分:

至此,我们已经拿到filter调用链,期待将这个chain暴露到特定端口,用于相应请求事件

2.3.5 通过dubbo协议暴露wrapped_invoker

protocol/protocolwrapped/protocol_filter_wrapper.go:Export()

// 通过dubbo协议Export  dubbo_protocol调用的 export_2
    return pfw.protocol.Export(invoker)

回到上述Export函数的最后一行,调用了dubboProtocol的Export方法,将上述chain真正暴露。
该Export方法的具体实现在
protocol/dubbo/dubbo_protocol.go: Export()

这一函数做了两个事情:构造触发器、启动服务

  1. 将传入的Invoker调用chain进一步封装,封装成一个exporter,再将这个export放入map保存。注意!这里昂exporter放入了SetExporterMap中,在下面服务启动的时候,会以注册事件监听器的形式将这个exporter取出!
  2. 调用dubboProtocol的openServer方法,开启一个针对特定端口的监听

如上图所示,一个Session被传入,开启对应端口的事件监听。
至此构造出了exporter,完成图中部分:

2.4 注册触发动作

上述只是启动了服务,但还没有看到触发事件的细节,点进上面的s.newSession可以看到,dubbo协议为一个getty的session默认使用了如下配置

其中很重要的一个配置是EventListener,传入的是dubboServer的默认rpcHandler
protocol/dubbo/listener.go:OnMessage()
rpcHandler有一个实现好的OnMessage函数,根据getty的API,当client调用该端口时,会触发OnMessage

// OnMessage notified when RPC server session got any message in connection
func (h *RpcServerHandler) OnMessage(session getty.Session, pkg interface{}) {

这一函数实现了在getty session接收到rpc 调用后的一系列处理:

  • 传入包的解析

  • 根据请求包构造请求url

  • 拿到对应请求key,找到要被调用的exporter

  • 拿到对应的Invoker

  • 构造invocation

  • 调用

  • 返回

整个被调过程一气呵成。实现了从getty.Session的调用事件,到经过层层封装的invoker的调用。
至此,一次rpc调用得以正确返回。

3. 小结

  • 关于Invoker的层层封装
    能把一次调用抽象成一次invoke,能把一个协议抽象成针对invoke的封装,能把针对一次invoke所做出的特定改变封装到invoke函数内部,可以降低模块之间的耦合性。层层封装逻辑更加清晰
  • 关于URL的抽象
    关于dubbo的统一化请求对象URL的极度抽象是我之前没有见过的... 我认为这样封装能保证请求参数列表的简化和一致。但我认为在开发的过程中,滥用极度抽象的接口可能造成...debug的困难?以及不知道哪些字段是当前已经封装好的,哪些字段是无用的。
  • 关于协议的理解
    之前理解的协议还是太过具体化了,而关于dubbo-go对于dubboProtocol的协议,我认为是基于getty的进一步封装,他定义了客户端和服务端,对于getty的session应该有哪些特定的操作,从而保证主调和被调的协议一致性,而这种保证也是一种协议的体现,是由dubbo协议来规范的。

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作者简介

李志信 (GitHubID LaurenceLiZhixin),中山大学软件工程专业在校学生,擅长使用 Java/Go 语言,专注于云原生和微服务等技术方向。

阅读 585

于雨(github @AlexStocks),dubbogo 社区负责人,一个有十多年服务端基础架构和中间件研发一线工作经验的程序员,陆续参与和改进过 Redis/Pika/Muduo/dubbo-go/Sentinel-go 等知名项目,目前在蚂蚁金服可信原生部从事容器编排工作。

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