探究Dubbo的拓展机制: 上

时间:2020-01-10 赐我白日梦人气:1

这篇博文是我决心深度学习Dubbo框架时记录的笔记, 主题是Dubbo的拓展点, 下面的几个部分相对来说比较零散, 貌似是不和主题挂钩的 , 并且是一些很冷门的知识点 , 但是它们确实是深入学习Dubbo的前置知识

知识储备一: Dubbo的架构图

细化一下上图的各个组成部分:

服务提供者
- 提供服务接口的实现类
- 注册服务 (远程注册, 本地注册)
- 对外暴露服务
注册中心
- 保存服务名称&服务地址的映射关系
- 当服务地址发生变动时, 主动通知消费者
服务消费者
- 启动时从注册中心拉取服务提供者的地址, 缓存在本地
- 根据负载均衡策略选出一个服务进行远程调用 (Dubbo会将下面的信息封装成对象通过网络发送给服务提供者)
  - 参数1: 接口名
  - 参数2: 方法名
  - 参数3: 参数列表类型
  - 参数4: 参数值列表
监控中心
- 统计RPC过程的细节数据, 如: 服务调用次数, 调用时间

知识储备二: Dubbo中的核心概念

URL

Dubbo自己有个封装类叫URL如下: URL: 全称 Uniform Resources Loactor 统一资源定位符, 它是不可变的, 也是线程安全的

URL的作用

其实, Dubbo它作为一款RPC通信框架, 主体功能就是负责在服务集群中各个点之间进行数据的传递, 打个例子比如: 服务消费者调用服务的提供者，这个过程中的通信是Dubbo框架实现的, 通信的格式就好比自定义协议一样, Dubbo将服务提供者和服务消费者两种之间进行数据传递需要的协议信息/ 端口号信息/ 请求那个接口 / 参数信息 / 账号 / 密码信息. 等一系列的信息进行封装,于是上图中的 URL 诞生了

对URL的理解

对URL最直观的理解: URL是dobbo 对一系列数据的封装, 方便代码的编写, 参数的传递

很多人也将URL称为Dubbo的消息总线, 说URL贯穿于Dubbo的上下文, 我感觉到这个结论也许是这样得出的, 就是说 Dubbo作为一款RPC框架, 首要的任务就是 RPC 远程过程调用, 怎么样找到提供服务的机器呢? 无论是发起socket 还是借助Thrift或者Netty这种框架实现也罢, 前提是得知道提供服务的机器在哪里, 它的哪些接口对外暴露服务 , 没错! 这些信息都被Dubbo封装在了URL中

URL常见的组成
- protobuf - 协议信息, 如 zk / Dubbo / http / Thrift
- host/port - 目标主机端口信息
- path - 接口的名称
- parameters - 参数键值对信息
典型的Dubbo URL格式

# 描述 Dubbo 协议的服务
Dubbo://192.168.1.6:20880/moe.cnkirito.sample.HelloService?timeout=3000

# 描述 zookeeper 注册中心
zookeeper://127.0.0.1:2181/org.apache.Dubbo.registry.RegistryService?application=demo-consumer&Dubbo=2.0.2&interface=org.apache.Dubbo.registry.RegistryService&pid=1214&qos.port=33333&timestamp=1545721981946

# 描述消费者 服务
consumer://30.5.120.217/org.apache.Dubbo.demo.DemoService?application=demo-consumer&category=consumers&check=false&Dubbo=2.0.2&interface=org.apache.Dubbo.demo.DemoService&methods=sayHello&pid=1209&qos.port=33333&side=consumer&timestamp=1545721827784

# for this case, url protocol = null, url host = 192.168.1.3, port = 20880, url path = null
192.168.1.3:20880

# for this case, url protocol = file, url host = null, url path = home/user1/router.js
file:///home/user1/router.js?type=script

... 更多参照URL源码

Invoker

invoker 直译调用者

在服务提供方: invoker 对象被构造出来去调用提供服务的函数
在服务的消费方: invoker用于调用执行远程过程调用的类

Invocation

指代程序中的调用对象, 包含了接口名 / 方法名 / 参数类型列表 / 参数值列表等

知识储备三: Java SPI (Service Provider Interface )

怎么理解SPI机制呢?

如果说SPI是java提供的一种拓展机制, 其实是不明确的, 结合java本身的语言特性来说, SPI直观的看就是基于接口的编程 + 策略模式 + 配置文件组合实现的动态加载机制, 用大白话解释就是说, 一个框架的设计为了后期的拓展性, 肯定先会在顶层设计接口, 然后再为这些接口提供一些默认的实现类, 未了良好的拓展性, 如果想让, 如果想实现允许当前框架识别 / 加载 / 使用第三方提供的jar包时 , 就可以使用SPI实现接口的动态加载, 只要遵循SPI的规范, java就能将我们自己的类也加载进JVM供我们使用

说起来总归是模糊的, 看下面的小Demo自然就懂了

// 接口
public interface Person {
    String getName();
}
// 实现类一: 
public class Student implements Person {
    @Override
    public String getName() {
        return "Student";
    }
}
//  实现类二: 
public class Teacher implements Person {
    @Override
    public String getName() {
        return "Teacher";
    }
}

在resource/META-INF/services/ 目录下面添加配置文件, 文件名称为 Person接口的全限定名, 内容如下

com.changwu.javaspi.api.Student
com.changwu.javaspi.api.Teacher

测试程序:

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 加载接口中的实现类
        ServiceLoader<Person> load = ServiceLoader.load(Person.class);
        Iterator<Person> iterator = load.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            Person next = iterator.next();
            System.out.println(next.getName());
        }
    }
}

测试结果控制台输出如下:

Student
Teacher

Dubbo SPI

Dubbo自己也封装了一套SPI机制, 并将此作为它的扩展点,如果我们有更好的想法, 可以使用Dubbo这个特性加将我们自己的类注入给Dubbo, 它用法和JDK原生的SPI相似, 不同点在哪里呢? Dubbo的更强大, 比如相对于JDK的SPI , 它支持根据名称获取出指定的拓展类

一个小demo

接口如下 , 注意点 Dubbo的SPI需要在接口上标注注解 @SPI

@SPI
public interface PersonInterface {
   String getName();
}

两个实现类

public class Student implements PersonInterface {
    @Override
    public String getName() {
        return "Student";
    }
}

public class Teacher implements PersonInterface {
    @Override
    public String getName() {
        return "Teacher";
    }
}

配置文件

测试类可以根据名称明确指出使用哪一个实现类

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // todo 第一点:  Dubbo 的SPI算作是他的一个可扩展的机制
        ExtensionLoader<PersonInterface> extensionLoader = ExtensionLoader.getExtensionLoader(PersonInterface.class);
        PersonInterface carInterface = extensionLoader.getExtension("student");
        System.out.println(carInterface.getName());
    }
}

Dubbo IOC

Spring 的IOC肯定是鼎鼎大名的, 很直接的能想到Spring的 @Autowired 注解, 或者的配置文件版本的 <bean>标签中可以帮我们自动维护bean之间的相互的依赖的关系

Dubbo 也实现了自己的IOC

比如下面的代码这样: Human.java 中依赖了 PersonInterface 类型的对象, 打眼看上去, 这个对象肯定是借助我们提供的setter方法完成的注入

public class Human implements PersonInterface {

    private PersonInterface carInterface;

    //todo 第一个关注点: 我们的关注点就是说, BeazCar 会帮我们将哪一个实现类当成入参注入进来呢?
    //todo 答案是 URL ，Dubbo自己封装的URL,  统一资源定位符, Dubbo 会解析入参位置的 url中封装的map
    //todo map中的key 与 CarInteface中的使用   @Adaptive("car") 注解标记的value对应, 那么值就是将要注入的实际类型
    //todo 第二个关注点: Dubbo底层很可能是通过反射使用构造方法完成的属性注入
    public void setCarInterface(PersonInterface carInterface) {
        this.carInterface = carInterface;
    }

    @Override
    public String getColor(URL url) {
        System.out.println("i am Human ");
        return "i am Human + " + carInterface.getColor(url);
    }
}

那么问题来了, 假如我们在配置文件中添加了多个PersonInterface接口的实现类, 那Dubbo是如何得知需要注入哪一个的呢? 答案就在入参位置的URL中, 也就是我在知识储备二中提到的概念URL

可以看下面这段测试代码, 怎么读下面的这段代码呢?

单独看 (PersonInterface) extensionLoader.getExtension("human"); 其实就是前面所说的 Dubbo的SPI机制, 但是在这个基础上多出来的逻辑是啥呢? 是我们构建了一个URL, 那为什么加进去一个URL? 因为上面的示例代码说了, human依赖了一个 PersonInterface 类型的变量, Dubbo就是根据这个URL变量, 进而得知自己到底该该注入哪一个变量Personinterface实例的 (因为我提供了两个一个是Student , 另一个是Teacher)

此外, 他需要的是map , 我们给它的也是一个hashmap , 特性就是HashMap的key是不重复的, 用大白话说, 它的底层肯定是 key=value 唯一绑定, 并且key也不会出现重复的情况

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // todo 源码的入口, 进入 getExtensionLoader()
        ExtensionLoader extensionLoader = ExtensionLoader.getExtensionLoader(PersonInterface.class);
        HashMap<String, String> map = new HashMap<>();
        map.put("human", "student");
        URL url = new URL("", "",1,map);
        // todo 继续跟进这个方法
        PersonInterface carInterface = (PersonInterface) extensionLoader.getExtension("human");
        System.out.println(carInterface.getName(url));
    }
}

那说了这么多, 到底注入的是哪一个对象呢? 从map.put("human", "student"); 也能很清楚的看出来, 不就是Student吗? 是的, 确实是它, 但是还少了点东西, 就是Personinterface怎么编写呢? 如下:

// @SPI("stu") 可以给注解添加参数, 参数表示 CarInterface 的默认实现类
@SPI
public interface PersonInterface {
    // todo 下面的注解很重要, 啥意思呢?  可以点进这个注解, 我有一些翻译
    // 验证AOP, 依然注入的信息从 url中获取出来
    @Adaptive("human")
    String getName(URL url);
}

看上面的代码, 除了@SPI注解, 还有一个注解就是@Adaptive注解, 这个注解的value部分决定了Dubbo到底需要注入哪一个 ExtensionObject

因为Dubbo在启动的过程中会去读取/META-INF/services/ Dubbo-SPI配置文件, 并将每行数据读取维护在一个map中, key就是我们自定义的名字, 值就是左边的全类名

看下面我们传递进去的是 human , 表示告诉Dubbo, 让Dubbo拿着human去查找, 很显然Dubbo把我们前面传递给它的student 找出来, 有了Student 进一步再从上下文中所有的 ExtensionObject中(包含了我们在配置文件中添加进去的Personinterface的两个实现) 找到具体的注入对象

Dubbo AOP

还是说, AOP是面向切面编程的思想, Spring自己实现了一套, Dubbo 也实现了一套

验证Dubbo的AOP实现类如下:

Dubbo的AOP增强实现和静态代理的编码方式相似, 比如我们就增强 PersonInterface中的方法, 所以我们继承PersonInterface, 提供构造方法入, 留给Dubbo通过反射完成指定目标对象的注入, 并在注入进来的目标对象的目标方法前后植入增强的逻辑

public class PersonWrapper implements PersonInterface {

    // todo 验证Dubbo的自动注入
    private PersonInterface carInterface;
    // todo 根据构造方法进行注入
    public PersonWrapper(PersonInterface in){ // 假设传递进来的就是具体的实现类
        this.carInterface=in;
    }

    // todo 当我们将 CarWrapper 配置进 Dubbo的 spi中时, 通过Dubbo的Spi获取CarInterface执行时,下面的方法就会被执行
    @Override
    public String getName() {
        System.out.println("before... ");
        String color = carInterface.getName();
        System.out.println("after... ");
        return "getName";
    }
}

那如何让Dubbo知道包含我们增强逻辑的 PersonWrapper对象呢? 还是老样子, 通过配置文件完成, 如下:

测试如下:

 public static void main(String[] args) {
        // todo 第一点:  Dubbo 的SPI算作是他的一个可扩展的机制
        ExtensionLoader<PersonInterface> extensionLoader = ExtensionLoader.getExtensionLoader(PersonInterface.class);
        PersonInterface carInterface = extensionLoader.getExtension("student");
        System.out.println(carInterface.getName());
    }

结果如下:

before...
after...
getName

如过存在多个AOP增强类, 比如从上到下出现的顺序是 w1 w2 ... 那么增强的逻辑添加顺序是 before2 before1

结语:

下一篇博文就是探究Dubbo的这些拓展点的底层实现细节了 , 还是挺带劲的...

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