Dubbo框架的一個核心設計點

作者：程序員半支煙 2024-09-14 14:14:26

開發

Dubbo的優秀設計思路有許多，我只鐘情其一，那就是RPC的調用過程。以下是一個簡易的RPC遠程調用的示例，用于理解Dubbo的原理和源碼，希望對你有幫助！

Java領域要說讓我最服氣的RPC框架當屬Dubbo，原因有許多，但是最吸引我的還是它把遠程調用這個事情設計得很有藝術。

一、Dubbo優點較多，我只鐘情其一

1.優點

業內對于微服務之間調用的框架選擇較多，主流是Spring Cloud的Rest方式和 Dubbo方式，我使用Dubbo方式居多。Dubbo工業級可用，穩定又高效，深受各大公司研發同學的喜愛。

Dubbo的優點較多，比如：

高性能：Dubbo 使用的是基于 Netty 的自定義通信協議，提供了高效的二進制數據傳輸，使得遠程服務調用性能大幅提升。
模塊化設計：Dubbo 的架構非常模塊化，主要由五大核心模塊組成：遠程調用模塊（RPC）、集群模塊、負載均衡模塊、容錯模塊和注冊中心模塊。
每個部件都支持多協議：每個部件都支持多種協議，比如注冊中心，支持ZK、Redis、Nacos等等。
負載均衡和容錯：Dubbo 提供了多種容錯機制，比如失敗重試、失敗轉移等。還支持多種負載均衡，比如隨機、輪詢、一致性哈希等。
服務注冊和發現：Dubbo引入了注冊中心的概念，實現了服務的自動注冊和發現。
SPI 擴展機制：在背八股文場景下，Dubbo被提及最多的就是使用了類似Java的SPI機制，提高了擴展性，這一點仁者見仁智者見智吧。

2.鐘情其一

但是，Dubbo最吸引人的，半支煙覺得反而倒是它的RPC調用。Dubbo的定位是一個RPC框架，這是它的核心和立足之地，所以Dubbo將RPC的調用過程透明化，使得開發者可以專注于業務邏輯，而不用關注底層通信問題。

一個RPC框架只有聚焦于先做好它的RPC調用過程這個模塊，才會有人關注，其余的優點都是在這之后，慢慢迭代而來。

作者將RPC調用的這個過程，抽象成一種協議消息的傳輸機制，再通過控制好線程的等待和喚醒，來實現遠程方法調用。這一設計思路真是美妙，充分體驗了作者的智慧。

二、RPC簡易示例

學Dubbo，首先就是要學習作者這種設計理念和思路。基于此，來實現一個簡易的遠程方法調用，將Dubbo的RPC過程簡易化。

1.示例步驟

簡易的RPC過程步驟如下，大致分5步，依舊使用Netty作用Socket通訊工具。

使用2個Java進程來模擬2個系統之間的調用，A進程和 B進程。
A進程的某個方法，使用網絡請求調用B進程的某個方法。
然后A進程的方法就處于等待狀態。
等B進程的方法執行完之后，在利用網絡通知到A進程。
然后A進程的方法被喚醒，繼續往下執行。

2.示例代碼

B進程作為服務端，啟動網絡服務：

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啟動了服務，端口號: " + port);
            future.channel().closeFuture().sync();
        } finally {
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workerGroup.shutdownGracefully();
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        new BProcessServer(8088).start();
    }
}

B進程接受網絡請求參數，反序列化之后，執行對應的方法，再將執行結果返回：

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進程接受到了請求數據: " + reqData);

        executeMethod(ctx);
    }

    /**
     * 執行方法
     *
     * @param ctx
     * @throws InterruptedException
     */
    private void executeMethod(ChannelHandlerContext ctx) throws InterruptedException {
        // TODO 將請求消息按照某種規則解析成方法名、方法參數等，其實就是反序列化的過程。
        System.out.println("對接受的數據做反序列化，然后開始執行 消息體里指定的方法...");

        // 模擬方法執行
        Thread.sleep(2000);
        System.out.println("執行完畢，返回結果...");

        // 將結果 通知給 A 進程
        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進程啟動Netty客戶端，建立與B進程的通信，然后發起遠程調用，處于等待狀態。

public class AProcessClient {

    private final String host;
    private final int port;
    private final Object lock = new Object();  // 監視器對象

    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進程與B進程建立了通信連接");

            Channel channel = future.channel();

            // 發起遠程調用
            callRemoteMethod(channel);

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

    /**
     * 執行方法
     *
     * @param channel
     * @throws InterruptedException
     */
    private void callRemoteMethod(Channel channel) throws InterruptedException {
        //TODO 此處需要將調用的方法和參數，按照協議進行序列化。這次暫且省去此過程。
        System.out.println("A進程將 請求的方法和參數 進行序列化，然后向B進程發起網絡調用...");

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

        channel.writeAndFlush(dataByteBuf);

        // 使用wait等待B進程通知
        synchronized (lock) {
            System.out.println("A進程等待B進程的響應...");
            lock.wait();  // 等待通知
        }

        System.out.println("A進程收到了B進程的響應通知，繼續往下...");
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        new AProcessClient("localhost", 8088).start();
    }
}

A進程接受B進程的響應，同時被喚醒，然后以上lock.wait()以后的代碼得以繼續執行。

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進程接受到了響應數據: " + resData);

        // B 進程任務完成，使用 notify 喚醒等待的線程
        synchronized (lock) {
            lock.notify();  // 喚醒 A 進程
        }
    }

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

三、總結

Dubbo的優秀設計思路有許多，我只鐘情其一，那就是RPC的調用過程。以上是一個簡易的RPC遠程調用的示例，用于理解Dubbo的原理和源碼，希望對你有幫助！

責任編輯：趙寧寧來源：程序員半支煙

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