Dubbo框架的1个核心设计点

不焦躁的程序员2024-09-14 8:47

Java领域要说让我最服气的RPC框架当属Dubbo，原因有许多，但是最吸引我的还是它把远程调用这个事情设计得很有艺术。

1、Dubbo优点较多，我只钟情其一

1.1、优点

业内对于微服务之间调用的框架选择较多，主流是Spring Cloud的Rest方式 和 Dubbo方式，我使用Dubbo方式居多。Dubbo工业级可用，稳定又高效，深受各大公司研发同学的喜爱。

Dubbo的优点较多，比如：

  • 高性能：Dubbo 使用的是基于 Netty 的自定义通信协议，提供了高效的二进制数据传输，使得远程服务调用性能大幅提升。
  • 模块化设计：Dubbo 的架构非常模块化，主要由五大核心模块组成：远程调用模块（RPC）、集群模块、负载均衡模块、容错模块和注册中心模块。
  • 每个部件都支持多协议：每个部件都支持多种协议，比如注册中心，支持ZK、Redis、Nacos等等。
  • 负载均衡和容错：Dubbo 提供了多种容错机制，比如失败重试、失败转移等。还支持多种负载均衡，比如随机、轮询、一致性哈希等。
  • 服务注册和发现：Dubbo引入了注册中心的概念，实现了服务的自动注册和发现。
  • SPI 扩展机制 ：在背八股文场景下，Dubbo被提及最多的就是使用了类似Java的SPI机制，提高了扩展性，这一点仁者见仁智者见智吧。

1.2、钟情其一

但是，Dubbo最吸引人的，半支烟觉得反而倒是它的RPC调用。Dubbo的定位是一个RPC框架，这是它的核心和立足之地，所以Dubbo将RPC的调用过程透明化，使得开发者可以专注于业务逻辑，而不用关注底层通信问题。

一个RPC框架只有聚焦于先做好它的RPC调用过程这个模块，才会有人关注，其余的优点都是在这之后，慢慢迭代而来。

作者将RPC调用的这个过程，抽象成一种协议消息的传输机制 ，再通过控制好线程的等待和唤醒，来实现远程方法调用。这一设计思路真是美妙，充分体验了作者的智慧。

2、RPC简易示例

学Dubbo，首先就是要学习作者这种设计理念和思路。基于此，来实现一个简易的远程方法调用，将Dubbo的RPC过程简易化。

2.1、示例步骤

简易的RPC过程步骤如下，大致分5步，依旧使用Netty作用Socket通讯工具。

  1. 使用2个Java进程来模拟2个系统之间的调用，A进程 和 B进程。
  2. A进程的某个方法，使用网络请求调用B进程的某个方法。
  3. 然后A进程的方法就处于等待状态。
  4. 等B进程的方法执行完之后，在利用网络通知到A进程。
  5. 然后A进程的方法被唤醒，继续往下执行。

2.2、示例代码

  • B进程作为服务端，启动网络服务
Java 复制代码 
public class BProcessServer {
    private final int port;
    public BProcessServer(int port) {
        this.port = port;
    }

    public void start() throws InterruptedException {
        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
        EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();

        try {
            ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
            bootstrap.group(bossGroup, workerGroup)
                    .channel(NioServerSocketChannel.class)
                    .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                        @Override
                        protected void initChannel(SocketChannel ch) {
                            ch.pipeline().addLast(new BProcessServerHandler());
                        }
                    });

            ChannelFuture future = bootstrap.bind(port).sync();
            System.out.println("B启动了服务，端口号: " + port);
            future.channel().closeFuture().sync();
        } finally {
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workerGroup.shutdownGracefully();
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        new BProcessServer(8088).start();
    }
}
  • B进程接受网络请求参数，反序列化之后，执行对应的方法，再将执行结果返回：
Java 复制代码 
public class BProcessServerHandler extends SimpleChannelInboundHandler<ByteBuf> {
    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf msg) throws Exception {
        String reqData = msg.toString(CharsetUtil.UTF_8);
        System.out.println("B进程接受到了请求数据: " + reqData);

        executeMethod(ctx);
    }

    /**
     * 执行方法
     *
     * @param ctx
     * @throws InterruptedException
     */
    private void executeMethod(ChannelHandlerContext ctx) throws InterruptedException {
        // TODO 将请求消息按照某种规则解析成方法名、方法参数等，其实就是反序列化的过程。
        System.out.println("对接受的数据做反序列化，然后开始执行 消息体里指定的方法...");

        // 模拟方法执行
        Thread.sleep(2000);
        System.out.println("执行完毕，返回结果...");

        // 将结果 通知给 A 进程
        ByteBuf dataByteBuf = ctx.alloc().buffer().writeBytes("Task completed".getBytes(CharsetUtil.UTF_8));
        ctx.writeAndFlush(dataByteBuf);
    }

    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) {
        cause.printStackTrace();
        ctx.close();
    }
}
  • A进程启动Netty客户端，建立与B进程的通信，然后发起远程调用，处于等待状态。
Java 复制代码 
public class AProcessClient {

    private final String host;
    private final int port;
    private final Object lock = new Object();  // 监视器对象

    public AProcessClient(String host, int port) {
        this.host = host;
        this.port = port;
    }

    public void start() throws InterruptedException {
        EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();

        try {
            Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
            bootstrap.group(group)
                    .channel(NioSocketChannel.class)
                    .handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                        @Override
                        protected void initChannel(SocketChannel ch) {
                            ch.pipeline().addLast(new AProcessClientHandler(lock));
                        }
                    });

            ChannelFuture future = bootstrap.connect(host, port).sync();
            System.out.println("A进程与B进程建立了通信连接");

            Channel channel = future.channel();

            // 发起远程调用
            callRemoteMethod(channel);

            channel.closeFuture().sync();
        } finally {
            group.shutdownGracefully();
        }
    }

    /**
     * 执行方法
     *
     * @param channel
     * @throws InterruptedException
     */
    private void callRemoteMethod(Channel channel) throws InterruptedException {
        //TODO 此处需要将调用的方法和参数，按照协议进行序列化。这次暂且省去此过程。
        System.out.println("A进程将 请求的方法和参数 进行序列化，然后向B进程发起网络调用...");

        ByteBuf dataByteBuf = channel.alloc().buffer().writeBytes("Start call method".getBytes(CharsetUtil.UTF_8));

        channel.writeAndFlush(dataByteBuf);

        // 使用wait等待B进程通知
        synchronized (lock) {
            System.out.println("A进程等待B进程的响应...");
            lock.wait();  // 等待通知
        }

        System.out.println("A进程收到了B进程的响应通知，继续往下...");
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        new AProcessClient("localhost", 8088).start();
    }
}
  • A进程接受B进程的响应，同时被唤醒，然后以上lock.wait()以后的代码得以继续执行。
Java 复制代码 
public class AProcessClientHandler extends SimpleChannelInboundHandler<ByteBuf> {

    private final Object lock;

    public AProcessClientHandler(Object lock) {
        this.lock = lock;
    }

    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf msg) throws Exception {
        String resData = msg.toString(CharsetUtil.UTF_8);
        System.out.println("A进程接受到了响应数据: " + resData);

        // B 进程任务完成，使用 notify 唤醒等待的线程
        synchronized (lock) {
            lock.notify();  // 唤醒 A 进程
        }
    }

    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) {
        cause.printStackTrace();
        ctx.close();
    }
}

3、总结

Dubbo的优秀设计思路有许多，我只钟情其一，那就是RPC的调用过程。以上是一个简易的RPC远程调用的示例，用于理解Dubbo的原理和源码，希望对你有帮助！

本篇完结！欢迎 关注、加V(yclxiao)交流、全网可搜(程序员半支烟)

原文链接： https://mp.weixin.qq.com/s/J0fzDH-iqGnnnjqaXMLs-A

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