Dubbo原理机制最全详解(万字图文总结)

来源:mikechen的互联网架构


Dubbo无论是实际工作中,还是大厂都经常考察,但是很多同学不了解Dubbo的原理与机制,下面我就重点来详解Dubbo的原理与机制



Dubbo

Dubbo 是一款开源的高性能 Java RPC 框架,用于构建分布式服务架构,它提供了远程方法调用(RPC)能力。

除此之外,还包含了:服务治理、负载均衡、容错机制等功能,使得分布式系统开发更加简单和高效。


Dubbo组件

Dubbo主要包含5大Dubbo框架组件,这五大组件共同构成了 Dubbo 的核心设计。

如下图所示:

1.注册中心(registry)

功能

注册中心负责存储服务提供者的地址信息,并允许服务消费者查找和发现这些服务。

工作原理

服务提供者在启动时,将自己的地址信息注册到注册中心,服务消费者在启动时从注册中心获取服务提供者的地址信息。

常见实现

常见的注册中心有,Zookeeper、Eureka、Consul、Etcd、Nacos 等,Dubbo这里就采用了Zookeeper为注册中心。

2.服务提供者(provider)

服务提供者是Dubbo中的服务提供方,它们提供具体的服务实现,并将其暴露给服务消费者。

工作原理

服务提供者将自己的服务注册到注册中心,并等待服务消费者的远程调用请求。

比如:淘宝的商品服务,提供了相关的淘宝商品的信息查询服务,那这个淘宝的商品服务就是服务提供者。

3.服务消费者(consumer)

服务消费者是Dubbo中的服务调用方,它们从注册中心获取服务提供者的地址信息,并远程调用服务提供者的方法。

服务消费者通过动态代理的方式,生成服务接口的代理对象,并通过代理对象调用远程服务。

4.容器(container)

容器负责加载和启动Dubbo服务,提供了生命周期管理、依赖注入等功能。

5.监控(Monitor)

监控可以帮助开发人员和运维人员实时了解服务的健康状况,并及时发现和解决问题。

如下图所示:

监控组件用于监控Dubbo服务的运行状态和性能指标,如调用次数、响应时间、成功率等。


Dubbo架构

Dubbo架构图,如下所示,大致包含了10层的设计。

  1. 接口层(Interface Layer):接口层定义了服务接口和数据模型,包括:服务接口的定义、方法参数和返回值的类型等。

  2. 配置层(Config Layer):配置层负责加载和、解析Dubbo的配置文件,包括:服务提供者、和服务消费者的配置信息、注册中心的配置信息等。

  3. 代理层(Proxy Layer):代理层:负责生成服务接口的代理对象,实现了服务消费者对服务提供者的透明调用。

  4. 注册层(Registry Layer):注册层:负责管理服务提供者的地址信息,并提供服务注册和发现的功能。

  5. 集群层(Cluster Layer):集群层负责处理服务调用的负载均衡、容错和路由等问题,包括:集群中的服务提供者、和服务消费者的管理和调度。

  6. 监控层(Monitor Layer):监控层负责监控Dubbo服务的运行状态和性能指标,如:调用次数、响应时间、成功率等。

  7. 调用层(Invoke Layer):调用层负责实现服务消费者对服务提供者的远程调用,包括服务调用的参数封装、序列化和网络传输等。

  8. 交换层(Exchange Layer):交换层负责处理Dubbo协议的编解码和数据交换,包括:Dubbo协议的请求和响应的封装和解析等。

  9. 传输层(Transport Layer):传输层负责实现网络通信功能,包括:连接管理、数据传输、心跳检测等。

  10. 序列化层(Serialization Layer):序列化层负责将Java对象序列化为字节流,以便在网络上传输,Dubbo支持多种序列化方式,如Hessian、JSON、Protobuf等。


Dubbo协议

Dubbo 协议的消息格式,是 Dubbo 框架中实现远程通信的关键部分,它定义了消息的结构和内容。

Dubbo协议格式,如下图所示:

  • Magic Number:固定的魔数,标识 Dubbo 协议的开始。

  • Flag:标志位,标识消息的类型和状态。

  • Status:状态码,标识消息的处理状态。

  • Message ID:消息的唯一ID,用于消息的关联和追踪。

  • Data Length:消息体的长度。

  • Serialization ID:序列化方式的ID,标识消息体采用的序列化方式。

Dubbo 协议使用二进制格式进行数据传输,相比于文本格式(如 JSON、XML),二进制格式可以减少数据传输的大小,提高传输效率。

Dubbo 协议,支持多种序列化方式,如 :Hessian、Java 自带序列化、JSON、Protobuf 等,使得开发者可以根据需要选择合适的序列化方式。

Dubbo调用流程

Dubbo调用流程,大致分为如下11步:

下面是 Dubbo 调用流程的大致步骤:

  1. 服务提供者启动:服务提供者在启动时,会将自己的服务注册到注册中心。

  2. 服务消费者启动:服务消费者在启动时,会从注册中心获取需要调用的服务提供者的地址信息。

  3. 服务引用:服务消费者根据服务接口生成代理对象,通过代理对象调用远程服务。

  4. 生成代理对象:Dubbo 框架会根据服务接口生成代理对象,代理对象实现了服务接口,并负责远程调用。

  5. 选择服务提供者:如果有多个服务提供者,Dubbo 框架会根据负载均衡策略选择合适的服务提供者。

  6. 封装调用请求:服务消费者调用代理对象的方法时,Dubbo 框架会将调用请求封装成 Dubbo 协议的消息格式。

  7. 发送调用请求:Dubbo 框架将封装好的调用请求通过 TCP 协议发送给选定的服务提供者。

  8. 服务提供者接收请求:服务提供者接收到调用请求后,Dubbo 框架会解析消息,并调用对应的服务方法进行处理。

  9. 处理调用请求:服务提供者根据接收到的调用请求,执行相应的服务方法,并将结果封装成 Dubbo 协议的消息格式。

  10. 发送调用结果:服务提供者将封装好的调用结果通过 TCP 协议发送给服务消费者。

  11. 服务消费者接收结果:服务消费者接收到调用结果后,Dubbo 框架会解析消息,并将结果返回给调用方。

综上所述,Dubbo 通过以上原理机制实现了分布式系统之间的高性能、可靠的服务调用。

以上

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