dubbo源码之一次RPC请求的生死之旅(基于Dubbo 2.7.8)

1. 全景图：从宏观到微观

在钻入代码之前，我们需要先在脑海中建立一张全景图。一次同步的 RPC 调用，大致可以分为三个阶段：

消费端（Consumer）： 动态代理 -> 负载均衡 -> 封装请求 -> 编码发送 -> 同步阻塞等待。
服务端（Provider）： 解码接收 -> 线程池派发 -> 过滤器链 -> 反射调用 -> 封装响应 -> 编码发送。
消费端（Consumer）： 接收响应 -> 唤醒等待线程 -> 提取结果。

本文将略过配置加载和服务发现细节，通过核心链路代码将上述过程串联起来。

2. 第一阶段：消费端发起请求（Consumer）

当我们代码中执行 demoService.sayHello("world") 时，实际上是在调用 Dubbo 生成的代理对象。

2.1 动态代理入口

Dubbo 默认使用 Javassist 生成代理。所有的方法调用都会被转发到 InvokerInvocationHandler。

源码位置： org.apache.dubbo.rpc.proxy.InvokerInvocationHandler

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public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
    // ... 省略 Object 类方法的处理
    // 将参数封装为 RpcInvocation
    RpcInvocation invocation = new RpcInvocation(method, serviceModel, args);
    invocation.setTargetServiceUniqueName(invoker.getUrl().getServiceKey());
    
    // invoker 是一层层包装的，这里开始进入链式调用
    return invoker.invoke(invocation).recreate();
}

2.2 集群容错与负载均衡 (Cluster)

这里的 invoker 对象通常是 MockClusterInvoker 包装下的 FailoverClusterInvoker（默认故障转移策略）。

源码位置： org.apache.dubbo.rpc.cluster.support.FailoverClusterInvoker

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public Result doInvoke(Invocation invocation, final List<Invoker<T>> invokers, LoadBalance loadbalance) {
    // 1. 获取重试次数，默认 retries="2" (共调3次)
    int len = getUrl().getMethodParameter(methodName, RETRIES_KEY, DEFAULT_RETRIES) + 1;
    
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        // 2. 负载均衡选择一个 Invoker (例如 DubboInvoker)
        Invoker<T> invoker = select(loadbalance, invocation, copyInvokers, invoked);
        try {
            // 3. 执行调用
            Result result = invoker.invoke(invocation);
            return result;
        } catch (RpcException e) {
            // 发生异常，循环继续，即"重试"
        }
    }
}

2.3 过滤器链 (Filter Chain)

在选定具体的 DubboInvoker 之前，请求会经过一系列 Filter（如 ConsumerContextFilter、MonitorFilter）。这是通过 ProtocolFilterWrapper 构建的责任链模式。

2.4 协议层发送 (Protocol)

请求最终到达 DubboInvoker，这里是 Dubbo 协议的核心。

源码位置： org.apache.dubbo.rpc.protocol.dubbo.DubboInvoker

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protected Result doInvoke(final Invocation invocation) throws Throwable {
    // 获取 ExchangeClient (封装了 Netty Client)
    ExchangeClient currentClient = clients[index.getAndIncrement() % clients.length];
    
    // 区分单向调用、异步调用、同步调用
    boolean isAsync = RpcUtils.isAsync(getUrl(), invocation);
    boolean isOneway = RpcUtils.isOneway(getUrl(), invocation);

    if (isOneway) {
        // 单向调用，只发不回
        currentClient.send(inv, getUrl().getMethodParameter(methodName, SENT_KEY, false));
        return AsyncRpcResult.newDefaultAsyncResult(invocation);
    } else if (isAsync) {
        // 异步调用
        ResponseFuture future = currentClient.request(inv, timeout);
        // ... 返回 Future
    } else {
        // 【核心重点】同步调用 (默认)
        RpcContext.getContext().setFuture(null);
        // 发送请求，获得 DefaultFuture
        return (Result) currentClient.request(inv, timeout).get();
    }
}

2.5 交换层与同步等待 (Exchange)

currentClient.request 会调用 HeaderExchangeChannel.request。这是实现"同步转异步"的关键。

源码位置： org.apache.dubbo.remoting.exchange.support.DefaultFuture

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// 发送请求
public ResponseFuture request(Object request, int timeout) throws RemotingException {
    // 1. 创建请求对象，自动生成全局唯一 Request ID
    Request req = new Request();
    req.setData(request);
    
    // 2. 创建 DefaultFuture，映射关系：Request ID -> Future
    DefaultFuture future = newDefaultFuture(channel, req, timeout);
    
    // 3. 通过 Netty 发送数据
    channel.send(req);
    
    return future;
}

紧接着，DubboInvoker 调用了 future.get()，线程在此阻塞。

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// DefaultFuture.java
public Object get(int timeout) throws RemotingException {
    // 使用 Condition.await 进行阻塞，等待服务端响应唤醒
    if (!done) {
        long start = System.currentTimeMillis();
        lock.lock();
        try {
            while (!done) {
                done.await(timeout, TimeUnit.MILLISECONDS);
                // 超时检查逻辑...
            }
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
    return returnFromResponse();
}

3. 第二阶段：服务端处理请求（Provider）

网络报文经过 TCP 传输到达服务端，Netty 接收到字节流。

3.1 线程派发 (Thread Model)

Netty 的 IO 线程（Worker Group）负责解码，解码后的消息会经过 AllChannelHandler（默认策略），将请求派发到 Dubbo 的业务线程池中去执行，避免阻塞 IO 线程。

源码位置： org.apache.dubbo.remoting.transport.dispatcher.all.AllChannelHandler

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public void received(Channel channel, Object message) throws RemotingException {
    // 获取业务线程池
    ExecutorService executor = getExecutorService();
    try {
        // 将请求包装成 ChannelEventRunnable 丢给线程池执行
        executor.execute(new ChannelEventRunnable(channel, handler, ChannelState.RECEIVED, message));
    } catch (Throwable t) {
        // 线程池满的拒绝策略（报错）
    }
}

3.2 交换层处理 (Exchange)

业务线程拿到请求后，层层传递，到达 HeaderExchangeHandler.received。它区分这是请求（Request）还是响应（Response）。

源码位置： org.apache.dubbo.remoting.exchange.support.header.HeaderExchangeHandler

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public void received(Channel channel, Object message) {
    if (message instanceof Request) {
        handleRequest(channel, (Request) message);
    } else if (message instanceof Response) {
        handleResponse(channel, (Response) message);
    }
}

void handleRequest(Channel channel, Request req) {
    Response res = new Response(req.getId());
    // 继续调用后续 Handler (DubboProtocol)
    Object result = handler.reply(channel, req.getData());
    res.setResult(result);
    // 发送响应回客户端
    channel.send(res);
}

3.3 协议层与反射调用 (Protocol)

handler.reply 最终会调用到 DubboProtocol.requestHandler。在这里，根据 ServiceKey 找到服务端暴露的 Exporter。

源码位置： org.apache.dubbo.rpc.protocol.dubbo.DubboProtocol

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// 匿名内部类 requestHandler
public CompletableFuture<Object> reply(ExchangeChannel channel, Object message) {
    Invocation inv = (Invocation) message;
    // 查找 Exporter
    Invoker<?> invoker = getInvoker(channel, inv);
    
    // 执行调用链 (Filter -> 实现类)
    return invoker.invoke(inv);
}

最终，JavassistProxyFactory 生成的 Wrapper 类会直接通过方法名调用你写的 ServiceImpl 代码。

4. 第三阶段：响应返回与唤醒（Consumer）

服务端 channel.send(res) 将结果发回给消费端。

4.1 响应接收

消费端的 Netty IO 线程收到响应报文，同样经过解码，最终到达 HeaderExchangeHandler.received。这次走的是 handleResponse 分支。

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static void handleResponse(Channel channel, Response response) {
    // 核心：调用 DefaultFuture.received
    DefaultFuture.received(channel, response);
}

4.2 唤醒线程

Dubbo 怎么知道这个响应对应哪个请求？Request ID。

源码位置： org.apache.dubbo.remoting.exchange.support.DefaultFuture

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public static void received(Channel channel, Response response) {
    // 1. 根据 Response 中的 ID 从 Map 中移除并获取对应的 Future
    DefaultFuture future = FUTURES.remove(response.getId());
    if (future != null) {
        // 2. 触发唤醒逻辑
        future.doReceived(response);
    }
}

private void doReceived(Response res) {
    lock.lock();
    try {
        response = res;
        done = condition.signal(); // 唤醒之前阻塞在 get() 方法的线程
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

4.3 结果返回

被唤醒的消费端线程从 get() 方法中苏醒，拿到 response.getResult()，经过动态代理层层返回，最终你的 demoService.sayHello 拿到了返回值。

5. 架构师总结

回顾整个流程，Dubbo 2.7.8 的核心设计精髓在于：

分层架构： 每一层（Proxy, Cluster, Protocol, Exchange, Transport）职责清晰，互不干扰。
异步转同步： 利用 DefaultFuture 和 Request ID 机制，在 Netty 异步通讯的基础上实现了对上层业务的同步阻塞假象，降低了开发复杂度。
线程模型： IO 线程与业务线程分离（AllDispatcher），保证了高并发下 Netty IO 的吞吐量，防止业务逻辑阻塞网络读写。

面试与调优建议：

超时问题： 往往发生在 DefaultFuture.get() 等不到 signal，或者服务端线程池满导致无法及时处理 Request。
线程池满： 重点关注 Provider 端的 AllChannelHandler 派发逻辑。
序列化： 发生在 Netty 的 Codec 阶段，是 CPU 密集型操作。

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