一. Dubbo诞生背景
随着互联网的发展和网站规模的扩大,系统架构也从单点的垂直结构往分布式服务架构演进,如下图所示:
单一应用架构:一个应用部署所有功能,此时简化CRUD的ORM框架是关键
垂直应用架构:应用拆分为不相干的几个应用,前后端分离,此时用于加速前端页面开发的Web MVC框架是关键
分布式服务架构:抽取各垂直应用的核心业务作为独立服务,形成稳定的服务中心,此时用于提高业务复用及整合的分布式服务框架(RPC)是关键
流动计算架构:当服务越来越多,容量的评估、小服务资源的浪费等问题逐渐显现,此时用于提高机器利用率的实时资源调度和治理中心(SOA)是关键
当服务比较少时,可以通过 RMI 或 Hession 等工具,简单的暴露和引用远程服务,通过配置服务的URL地址来调用,通过F5等硬件负载均衡
当服务越来越多时,服务配置URL变的困难,F5硬件负载均衡的单点压力越来越大。此时需要服务注册中心,动态的注册和发现服务,使服务的位置透明。服务调用实现软负载均衡和Failover,降低对F5硬件负载均衡器的依赖
当服务间关系越来越复杂时,此时需要自动画出服务间的依赖关系图,来帮助架构师理清服务关系
当服务调用量越来越大时,服务需要多少台机器支撑,服务容量的问题就暴露出来了,此时需要统计服务每天的调用量、响应时间等性能指标作为容量规划的参考。其次,还可以动态调整权重,将某台机器权重一直加大,直到响应时间到阀值,按照此时的访问量反推服务的总容量
以上是Dubbo的基本需求,如下图所示:
二. 整体架构Dubbo的整体架构设计如图所示:
Dubbo框架一共分10层,各层单向依赖。最上面的 Service 和 Config 为API,其他均为 SPI。左边淡蓝色的为 consumer 使用的接口,右边淡绿色的为 provider 使用的接口,中间的为双方都用到的接口。
黑色箭头代表层之间的依赖关系;蓝色虚线为初始化过程,即启动时组装链;红色实线为方法调用过程;紫线为继承关系。线上的文字为调用的方法。
1、接口服务层(Service):该层与业务逻辑相关,根据 provider 和 consumer 的业务设计对应的接口和实现
2、配置层(Config):对外配置接口,以 ServiceConfig 和 ReferenceConfig 为中心
3、服务代理层(Proxy):服务接口透明代理,生成服务的客户端 Stub 和 服务端的 Skeleton,以 ServiceProxy 为中心,扩展接口为 ProxyFactory
4、服务注册层(Registry):封装服务地址的注册和发现,以服务 URL 为中心,扩展接口为 RegistryFactory、Registry、RegistryService
5、路由层(Cluster):封装多个提供者的路由和负载均衡,并桥接注册中心,以Invoker 为中心,扩展接口为 Cluster、Directory、Router和LoadBlancce
6、监控层(Monitor):RPC调用次数和调用时间监控,以 Statistics 为中心,扩展接口为 MonitorFactory、Monitor和MonitorService
7、远程调用层(Protocal):封装 RPC 调用,以 Invocation 和 Result 为中心,扩展接口为 Protocal、Invoker和Exporter
8、信息交换层(Exchange):封装请求响应模式,同步转异步。以 Request 和 Response 为中心,扩展接口为 Exchanger、ExchangeChannel、ExchangeClient和ExchangeServer
9、网络传输层(Transport):抽象 mina 和 netty 为统一接口,以 Message 为中心,扩展接口为Channel、Transporter、Client、Server和Codec
10、数据序列化层(Serialize):可复用的一些工具,扩展接口为Serialization、 ObjectInput、ObjectOutput和ThreadPool
各层关系说明:
Portocol 是核心层,也就是只要有 Protocol + Invoker + Exporter 就可以完成非透明的 RPC 调用,然后在 Invoker 的主过程上 Filter 拦截点