Dubbo是Alibaba開源高速分散機(jī)結(jié)構(gòu)圖的分布式服務(wù)框架高速分散機(jī)結(jié)構(gòu)圖,它最大的特點(diǎn)是按照分層的方式來架構(gòu),使用這種方式可以使各個(gè)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(diǎn)可以抽象出服務(wù)提供方(Provider)和服務(wù)消費(fèi)方(Consumer)兩個(gè)角色。關(guān)于注冊(cè)中心、協(xié)議支持、服務(wù)監(jiān)控等內(nèi)容,詳見后面描述。
總體架構(gòu)
Dubbo的總體架構(gòu),如圖所示高速分散機(jī)結(jié)構(gòu)圖:
Dubbo的總體架構(gòu)
Dubbo框架設(shè)計(jì)一共劃分了10個(gè)層,而最上面的Service層是留給實(shí)際想要使用Dubbo開發(fā)分布式服務(wù)的開發(fā)者實(shí)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,高速分散機(jī)結(jié)構(gòu)圖我們分別理解一下框架分層架構(gòu)中,各個(gè)層次的設(shè)計(jì)要點(diǎn):
業(yè)務(wù)邏輯
服務(wù)接口層(Service):該層是與實(shí)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(jì)對(duì)應(yīng)的接口和實(shí)現(xiàn)。
RPC模塊
配置層(Config):對(duì)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(cè)層(Registry):封裝服務(wù)地址的注冊(cè)與發(fā)現(xiàn),以服務(wù)URL為中心,擴(kuò)展接口為RegistryFactory、Registry和RegistryService。可能沒有服務(wù)注冊(cè)中心,此時(shí)服務(wù)提供方直接暴露服務(wù)。
集群層(Cluster):封裝多個(gè)提供者的路由及負(fù)載均衡,并橋接注冊(cè)中心,以Invoker為中心,擴(kuò)展接口為Cluster、Directory、Router和LoadBalance。將多個(gè)服務(wù)提供方組合為一個(gè)服務(wù)提供方,實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)消費(fèi)方來透明,只需要與一個(gè)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(shí)間監(jiān)控,以Statistics為中心,擴(kuò)展接口為MonitorFactory、Monitor和MonitorService。
協(xié)議定義層(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(shí)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(gè)可執(zhí)行體,可向它發(fā)起invoke調(diào)用,它有可能是一個(gè)本地的實(shí)現(xiàn),也可能是一個(gè)遠(yuǎn)程的實(shí)現(xiàn),也可能一個(gè)集群實(shí)現(xiàn)。
遠(yuǎn)程調(diào)用協(xié)議
信息交換層(Exchange):封裝請(qǐng)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(duì)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(gè)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(gè)以服務(wù)為中心的)。
根據(jù)官方提供的,對(duì)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(diǎn)。
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(chǎng)景下都使用Provider、Consumer、Registry、Monitor劃分邏輯拓普節(jié)點(diǎn),保持統(tǒng)一概念。
Cluster是外圍概念,所以Cluster的目的是將多個(gè)Invoker偽裝成一個(gè)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(duì)其它層都不會(huì)造成影響,因?yàn)橹挥幸粋€(gè)提供者時(shí),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(shí),才用Proxy將Invoker轉(zhuǎn)成接口,或?qū)⒔涌趯?shí)現(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)。
Remoting實(shí)現(xiàn)是Dubbo協(xié)議的實(shí)現(xiàn),如果你選擇RMI協(xié)議,整個(gè)Remoting都不會(huì)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(duì)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(shí)際上不算一層,而是一個(gè)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn),只是為了全局概覽,用層的方式畫在一起。
核心要點(diǎn)
從上面的架構(gòu)圖中,我們可以了解到,Dubbo作為一個(gè)分布式服務(wù)框架,主要具有如下幾個(gè)核心的要點(diǎn):
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(shí)現(xiàn)服務(wù),而服務(wù)消費(fèi)方調(diào)用服務(wù)。
服務(wù)注冊(cè)
對(duì)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、類型也不斷膨脹高速分散機(jī)結(jié)構(gòu)圖;對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)服務(wù)發(fā)布/使用的流程和管理。
服務(wù)注冊(cè)中心可以通過特定協(xié)議來完成服務(wù)對(duì)外的統(tǒng)一。Dubbo提供的注冊(cè)中心有如下幾種類型可供選擇:
Multicast注冊(cè)中心
Zookeeper注冊(cè)中心
Redis注冊(cè)中心
Simple注冊(cè)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(duì)服務(wù)調(diào)用的實(shí)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(gè):
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:
服務(wù)調(diào)用過程
上圖中,藍(lán)色的表示與業(yè)務(wù)有交互,綠色的表示只對(duì)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(cè)中心;
服務(wù)消費(fèi)方從服務(wù)注冊(cè)中心訂閱服務(wù);
服務(wù)消費(fèi)方調(diào)用已經(jīng)注冊(cè)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 Extension
注冊(cè)/注銷服務(wù)
服務(wù)的注冊(cè)與注銷,是對(duì)服務(wù)提供方角色而言,那么注冊(cè)服務(wù)與注銷服務(wù)的時(shí)序圖,如圖所示:
注冊(cè)服務(wù)與注銷服務(wù)的時(shí)序圖
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(cè)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(shí),就可以直接調(diào)用服務(wù)。反過來,如果不需要某一個(gè)服務(wù)了,可以取消該服務(wù)。下面看一下對(duì)應(yīng)的時(shí)序圖,如圖所示:
服務(wù)訂閱與取消
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(jí)一般對(duì)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(huì)受到防火墻的限制,所以對(duì)于外部與內(nèi)部進(jìn)行通信的場(chǎng)景,就不要使用RMI協(xié)議,而是基于HTTP協(xié)議或者Hessian協(xié)議。
Dubbo模塊圖
Dubbo以包結(jié)構(gòu)來組織各個(gè)模塊,各個(gè)模塊及其關(guān)系,如圖所示:
Dubbo模塊圖
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(gè)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(shí)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(dòng)態(tài)代理,只包含一對(duì)一的調(diào)用,不關(guān)心集群的管理。
dubbo-cluster 集群模塊,將多個(gè)服務(wù)提供方偽裝為一個(gè)提供方,包括:負(fù)載均衡、容錯(cuò)、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(cè)中心下發(fā)。
dubbo-registry 注冊(cè)中心模塊,基于注冊(cè)中心下發(fā)地址的集群方式,以及對(duì)各種注冊(cè)中心的抽象。
dubbo-monitor 監(jiān)控模塊,統(tǒng)計(jì)服務(wù)調(diào)用次數(shù),調(diào)用時(shí)間的,調(diào)用鏈跟蹤的服務(wù)。
dubbo-config 配置模塊,是Dubbo對(duì)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(gè)Standalone的容器,以簡單的Main加載Spring啟動(dòng),因?yàn)榉?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)。
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