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  • dubbo原理机制

       2026-07-11 网络整理佚名1080
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    核心提示:文章浏览阅读4.1k次,点赞4次,收藏19次。本文详细介绍了Dubbo,它是阿里巴巴开源的高性能RPC分布式服务框架。阐述了使用Dubbo的原因、整体架构分层、节点角色等内容。

    1.什么是dubbo

    2.为什么要用Dubbo?

    3.Dubbo的整体架构设计有哪些分层?

    大致分为三层:业务层、RPC层、Remoting层。

    dubbo原理系统之间

    4.Dubbo里面有哪几种节点角色?

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    5. 注册与发现的流程图

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    6. Dubbo核心的配置有哪些?

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    7. 在 Provider 上可以配置的 Consumer 端的属性有哪些?

    timeout:方法调用超时retries:失败重试次数,默认重试 2 次loadbalance:负载均衡算法,默认随机actives 消费者端,最大并发调用限制

    8. Dubbo有哪几种集群容错方案,默认是哪种?

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    9. Dubbo有哪几种负载均衡策略,默认是哪种?

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    10. Dubbo原理

    10.1 Dubbo服务调用流程

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    工作流涉及到服务提供者(Provider),注册中心(Registration),网络(Network)和服务消费者(Consumer):

    服务提供者在启动的时候,会通过读取一些配置将服务实例化。Proxy 封装服务调用接口,方便调用者调用。客户端获取 Proxy 时,可以像调用本地服务一样,调用远程服务。Proxy 在封装时,需要调用 Protocol 定义协议格式,例如:Dubbo Protocol。将 Proxy 封装成 Invoker,它是真实服务调用的实例。将 Invoker 转化成Exporter,Exporter 只是把 Invoker

    包装了一层,是为了在注册中心中暴露自己,方便消费者使用。将包装好的Exporter 注册到注册中心。服务消费者建立好实例,会到服务注册中心订阅服务提供者的元数据。元数据包括服务 IP 和端口以及调用方式(Proxy)。消费者会通过获取的 Proxy 进行调用。通过服务提供方包装过程可以知道,Proxy 实际包装了 Invoker 实体,因此需要使用 Invoker 进行调用。在 Invoker 调用之前,通过 Directory 获取服务提供者的Invoker列表。在分布式的服务中有可能出现同一个服务,分布在不同的节点上。通过路由规则了解,服务需要从哪些节点获取。Invoker 调用过程中,通过 Cluster 进行容错,如果遇到失败策略进行重试。调用中,由于多个服务可能会分布到不同的节点,就要通过 LoadBalance 来实现负载均衡。Invoker 调用之前还需要经过Filter,它是一个过滤链,用来处理上下文,限流和计数的工作。生成过滤以后的 Invoker。用 Client 进行数据传输。Codec 会根据 Protocol 定义的协议,进行协议的构造。构造完成的数据,通过序列化 Serialization 传输给服务提供者。Request 已经到达了服务提供者,它会被分配到线程池(ThreadPool)中进行处理。Server 拿到请求以后查找对应的Exporter(包含有 Invoker)。由于 Export 也会被 Filter 层层包裹,通过Filter 后获得 Invoker最后,对服务提供者实体进行调用。

    上面调用步骤经历了这么多过程,其中出现了 Proxy,Invoker,Exporter,Filter。实际上都是调用实体在不同阶段的不同表现形式,本质是一样的,在不同的使用场景使用不同的实体。

    10.2 服务提供者暴露实现原理

    上面讲到的服务调用流程中,开始服务提供者会进行初始化,将暴露给其他服务调用。服务消费者也需要初始化,并且在注册中心注册自己。

    dubbo原理系统之间

    首先来看看服务提供者暴露服务的整体机制:

    dubbo原理系统之间

    在读取配置文件生成服务实体以后,会通过 ProxyFactory 将 Proxy 转换成 Invoker。此时,Invoker 会被定义 Protocol,之后会被包装成 Exporter。最后,Exporter 会发送到注册中心,作为服务的注册信息。上述流程主要通过ServiceConfig中的doExport 完成。

    上面截取了服务提供者暴露服务的代码片段,整个暴露过程分为七个步骤:

    读取其他配置信息到 map 中,用来后面构造 URL。读取全局配置信息。配置不是 remote,也就是暴露本地服务。如果配置了监控地址,则服务调用信息会上报。通过 Proxy 转化成 Invoker,RegistryURL 存放的是注册中心的地址。暴露服务以后,向注册中心注册服务信息。没有注册中心直接暴露服务。一旦服务注册到注册中心以后,注册中心会通过RegistryProtocol 中的 Export 方法将服务暴露出去,并依次做以下操作:

    1.委托具体协议进行服务暴露,创建 NettyServer 监听端口,并保持服务实例。

    2.创建注册中心对象,创建对应的 TCP 连接。

    3.注册元数据到注册中心。

    4.订阅 Configurators 节点。

    5.如果需要销毁服务,需要关闭端口,注销服务信息。

    10.3 服务消费者暴露实现原理

    dubbo原理系统之间

    消费者服务在调用服务提供者时,做了以下动作:

    10.3 服务注册中心暴露实现原理

    10.3.1 其主要作用如下:

    10.3.2 工作原理:

    Dubbo 有四种注册中心的实现,分别是 ZooKeeper,Redis,Simple 和 Multicast。

    这里着重介绍一下 ZooKeeper 的实现。ZooKeeper 是负责协调服务式应用的。

    它通过树形文件存储的 ZNode 在 /dubbo/Service 目录下面建立了四个目录,分别是:

    Providers 目录下面,存放服务提供者 URL 和元数据。Consumers 目录下面,存放消费者的 URL 和元数据。Routers 目录下面,存放消费者的路由策略。Configurators 目录下面,存放多个用于服务提供者动态配置 URL 元数据信息。

    客户端第一次连接注册中心的时候,会获取全量的服务元数据,包括服务提供者和服务消费者以及路由和配置的信息。

    根据 ZooKeeper 客户端的特性,会在对应 ZNode 的目录上注册一个 Watcher,同时让客户端和注册中心保持 TCP 长连接。

    如果服务的元数据信息发生变化,客户端会接受到变更通知,然后去注册中心更新元数据信息。变更时根据 ZNode 节点中版本变化进行。

    11. Dubbo集群容错

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    分布式服务多以集群形式出现,Dubbo 也不例外。在消费服务发起调用的时候,会涉及到 Cluster,Directory,Router,LoadBalance 几个核心组件。

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    先看看他们是如何工作的:

    ①生成 Invoker 对象。根据 Cluster 实现的不同,生成不同类型的 ClusterInvoker 对象。通过 ClusertInvoker 中的 Invoker 方法启动调用流程。

    ②获取可调用的服务列表,可以通过 Directory 的 List 方法获取。这里有两类服务列表的获取方式。

    分别是 RegistryDirectory 和 StaticDirectory:

    ③在 Directory 获取所有 Invoker 列表之后,会调用路由接口(Router)。其会根据用户配置的不同策略对 Invoker 列表进行过滤,只返回符合规则的 Invoker。

    假设用户配置接口 A 的调用,都使用了 IP 为 192.168.1.1 的节点,则 Router 会自动过滤掉其他的 Invoker,只返回 192.168.1.1 的 Invoker。

    12. Dubbo远程调用

    服务消费者经过容错,Invoker 列表,路由和负载均衡以后,会对 Invoker 进行过滤,之后通过 Client 编码,序列化发给服务提供者。

    dubbo原理系统之间

    从上图可以看出在服务消费者调用服务提供者的前后,都会调用 Filter(过滤器)。

    可以针对消费者和提供者配置对应的过滤器,由于过滤器在 RPC 执行过程中都会被调用,所以为了提高性能需要根据具体情况配置。

    Dubbo 系统有自带的系统过滤器,服务提供者有 11 个,服务消费者有 5 个。过滤器的使用可以通过 @Activate 的注释,或者配置文件实现。

    过滤器的使用遵循以下几个规则:

    过滤器顺序,过滤器执行是有顺序的。例如,用户定义的过滤器的过滤顺序默认会在系统过滤器之后。又例如,上图中 filter=“filter01, filter02”,filter01 过滤器执行就在 filter02 之前。过滤器失效,如果针对某些服务或者方法不希望使用某些过滤器,可以通过“-”(减号)的方式使该过滤器失效。例如,filter=“-filter01”。过滤器叠加,如果服务提供者和服务消费者都配置了过滤器,那么两个过滤器会被叠加生效。

    13. Zookeeper中的集群说明

    13.1 为什么集群一般都是奇数个?

    公式: 当前剩余节点数量 > N/2 集群可以正常的使用!!!

    分析1:

    1台主机能否搭建集群 1-1 > 0.5??? 1台服务器不能搭建集群的

    2台服务器 2-1>1??? 2台服务器也不能搭建集群.

    3台服务器 3-1>1.5??? 3台服务器是搭建集群的最小单位.

    4台服务器 4-1>2 ??? 4台服务器也能搭建集群

    分析2: 为什么集群是奇数台,不是偶数台

    3台服务器允许宕机的最大的数量是几台? 3个节点最多允许宕机1台服务器.

    4台服务器允许宕机的最大的数量是几台? 4个节点最多允许宕机1台服务器.

    结论: 搭建偶数台的容灾效果与奇数台相同,所以从成本的角度考虑,搭建奇数台.

    13.2 Zookeeper的集群选举原理

    问题1:如果是3台zookeeper 将主机宕机之后,集群内部有高可用机制.谁当主机 B

    A: 2181 100万 B:2183 对

    问题2: 如果再次将现有的主机宕机,问谁是主机? C

    A: 2181 B. 剩余其他服务器 C.没有主机!!!(当前集群奔溃)

    问题3: 如果依次初始化1-5台服务器. C 1-7

    问1.谁是主机?

    问2:哪几台服务器不能当主机?

    A: 主机是随机的

    都可以当主机,看宕机集群是否正常工作.

    B: 由启动顺序决定

    1-2的服务器不能当主机

    C: t第三台当主机.

    1-2的服务器不能当主机.

    集群选举的原理: zk集群选举时由启动顺序决定.一般采用最大值(myid)优先策略. 投票数超过半数当选主机.

    13.3 Zookeeper(注册中心)的工作原理

    步骤:

    1.当服务提供者启动时,将自己的IP地址/端口号/服务数据一起注册到注册中心中.

    2.当注册中心接收提供者的数据信息之后,会维护服务列表数据.

    3.当消费者启动时,会连接注册中心.

    4.获取服务列表数据.之后在本地保存记录.

    5.当用户需要业务操作时,消费者会根据服务列表数据,之后找到正确的IP:PORT直接利用RPC机制进行远程访问.

    6.注册中心都有心跳检测机制.当发现服务器宕机/或者新增服务时.则会在第一时间更新自己的服务列表数据,并且全网广播通知所有的消费者.

     
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