Dubbo的设计理念原来就藏在这三张图中

Dubbo在众多的微服务框架中脱颖而出,占据RPC服务框架的半壁江山,非常具有普适性,熟练掌握 Dubbo的应用技巧后深刻理解其内部实现原理,让大家能更好的掌控工作,助力职场,特别能让大家在面试中脱颖而出。

那Dubbo内部的设计理念,实现原理是什么呢?

本文将结合官方提供的3张图,从如下三个方面介绍其内部的核心实现、以及如何指导实践。

1、服务注册与发现机制

Dubbo的服务注册与发现机制如下图所示:

在这里插入图片描述


在Dubbo中存在4类角色:

Registry
注册中心。

Consumer
服务调用者、消费端。

Provider
服务提供者。

Monitor
监控中心。

具体的交互流程包括如下关键步骤:

服务提供者在启动的时候向注册中心进行注册。

消息消费者在启动的时候向注册中心订阅指定服务,注册中心将以某种机制(推或拉)模式告知消费端服务提供者列表。

当服务提供者数量变化(服务提供者扩容、缩容、宕机等因素),注册中心需要以某种方式(推或拉)告知消费端,以便消费端进行正常的负载均衡。

服务提供者、服务消费者向监控中心汇报TPS等调用数据,以便监控中心进行可视化展示等。

Dubbo官方提供了多种注册中心,接下来将以使用最为普遍的Zookeeper进一步介绍注册中心的原理。

首先我们来看一下Zookeeper注册中心中的数据存储目录结构,从目录结构来窥探其实现机制。

在这里插入图片描述


Dubbo Zookeeper注册中心,其目录组织结构为 /dubbo/{ServiceName},再每一个服务名称下会有4个目录:

providers
服务提供者列表。

consumers
消费者列表

routers
路由规则列表,关于一个服务可以设置多个路由规则。

configurators
动态配置条目。在Dubbo中可以在不重启消费者、服务提供者的前提下动态修改服务提供者、服务消费者的配置,例如修改线程的数量,超时时间等参数。

基于Zookeeper注册中心的实现细节如下:

服务提供者启动时会向注册中心注册,主要是在对应服务的providers目录下增加一条记录(临时节点),同时监听 configurators节点。

服务消费者启动时会向注册中心订阅,主要是在对应服务的consumers目录下增加一条记录(临时节点),同时监听 configurators、routers 目录。

由于当有新的服务提供者上线后 providers 目录会增加一条记录,消费者能立马收到一个服务提供者列表变化的通知,得以将最新的服务提供者列表推送给服务调用方(消费端);如果一个服务提供者宕机,由于创建的节点是临时节点,Zookeeper会将该节点移除,同样会触发事件,消费端得知最新的服务提供者列表,从而实现路由的动态注册与发现。

当Dubbo新版本上线后,如果需要进行灰度发布,可以通过dubbo-admin等管理平台添加路由规则,最终会写入到指定服务的router节点(持久节点),服务调用方会监听该节点的变化,从而感知最新的路由规则,将其用于服务提供者的筛选,从而实现灰度发布等功能。

configurators 节点的运作机制与 router 节点一样,就不重复介绍。

扩展思考

1、如果注册中心全部宕机,对整个服务体系会有什么影响?

如果整个注册中心全部宕机,整个服务调用能正常工作,不会影响现有的服务消费者调用,但消费端无法发现新注册的服务提供者。

2、如果注册中心内存溢出或频繁发生 Full Gc,对整个集群又会带来什么影响呢?

如果频繁发生Full GC,并且如果Full GC的时间超过了Zookeeper会话的过期时间,将会造成非常严重的影响,会触发所有临时节点被删除,消费端将无法感知服务提供者的存在,影响服务调用,将大面积抛出 No provider 等错误。正所谓成也临时节点、败也临时节点

为了避免Full Gc带来的严重后果,用于Dubbo注册中心的Zookeeper,一定会要独享,并及时做好内存、CPU等的监控与告警。

2、服务调用

Dubbo的服务调用设计十分优雅,其实现原理如下图所示:

在这里插入图片描述


服务调用,重点阐述客户端发起一个RPC服务调用时的所有实现细节,包括服务发现故障转移路由转发负载均衡等方面,是Dubbo实现灰度发布的理论基础。

2.1 服务发现

客户端在向服务端发起请求时,首先需要知道的是当前有哪些可用的服务提供者,通常有两种服务发现机制:

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