Dubbo第一讲:从RPC到Dubbo框架详解

简介: Dubbo第一讲:从RPC到Dubbo框架详解

1、什么是RPC?

RPC是指远程过程调用,是一种进程间通信方式。它允许程序调用另一台机器的程序,而不必关注调用的细节


2、RPC作用

1、将核心业务抽取出来,作为独立的服务,形成稳定的服务中心,通过远程调用的方式对外提供服务

2、整合业务,提高复用,使前端应用能更快速的响应多变的市场需求

3、远程通讯:基于长连接的NIO框架抽象封装(netty),包括多种线程模型,序列化方式;

4、集群容错:提供基于接口方法的透明远程过程调用

5、动态提供服务

动态查找服务地址:基于注册中心目录服务,使服务消费方能动态的查找服务提供方;

动态平滑的增减机器

业务场景

1)要搭建一个新服务,免不了需要依赖他人的服务,而现在他人的服务都在远端,怎么调用?

2)其它团队要使用我们的服务,我们的服务该怎么发布以便他人调用?


3、RPC框架架构:(rpc的核心是通讯和序列化)

1、基于Netty实现NIO通讯 //介绍NIO,看上一篇文章

2、Spring实现基于接口方法的透明远程调用

AOP,IOC,DI

3、zk实现动态查找服务地址,动态增减机器

ZAB协议,高可靠的一致性服务


4、RPC调用的流程/原理?**

调用原理如下图所示

1、服务消费方(client)调用以本地调用方式调用服务

2、client stub接收到调用后负责将方法、参数等组装成能够进行网络传输的消息体(序列化);

3、client stub找到服务地址,并将消息发送到服务端;

4、server stub收到消息后进行解码(反序列化);

5、server stub根据解码结果调用本地的服务

6、本地服务执行并将结果返回给server stub;

7、server stub将返回结果打包成消息并发送至消费方

8、client stub接收到消息,并进行解码

9、服务消费方得到最终结果

RPC的目标是将2-8这些步骤封装起来,让用户对这些细节透明底层使用 jdk 动态代理

RPC的两大核心:

  • 通讯,序列化

5、说说RPC的实现原理?重点

1、服务端具体实现(即dubbo中的服务层)

解析表现层的request对象,通过接口在Map查找实现类,并调用结果封装成result对象(requestID,状态code,返回object),result对象通过NIO返回给客户端,客户端解析后作为方法调用的结果

1)、自定义注解

服务端写一个自定义注解RPCService,在spring.xml中配置RPCService、MyServer(或使用@Component注解扫描)

@Target({ElementType.TYPE}) //注解用在接口上
@Rentention(RententionPolicy.RUNTIME) //VM将在运行期也保留注释,因此可以通过反射机制读取注解的信息
@Component 
  public @interface RpcService{
    String value();  //使注解可以添加参数  一个字符串 
  }

2)、服务器端写实现类HelloServiceImpl,实现业务逻辑,并用RpcService注解

@RpcService("HelloService")
public class HelloServiceImpl implements HelloService{
    public String hello(String name){
      return "Hello:"+name;}
}

3)、存入map

spring在初始化MyServer实例时,会调用setApplicationContext,即设置上下文环境的方法:实现在Spring启动后初始化的功能。在该方法中,通过getBeansWithAnnotation 获取自定义注解的所有bean,存入serviceBeanMap<注解参数,实例bean>(接口名-实现类) Map:<HelloService,HelloServiceImpl@3427b02d>。遍历serviceBeanMap,将所有实现类实例,在存入一个handlerMap<接口名,实现类>,相当于复制内存数据作为待处理map

public void setApplicationContext(ApplicationContext ctx)throws BeansException{
  //通过spring上下文环境获取被自定义注解的所有bean,存入map
  Map<String,Object> serviceBeanMap = ctx.getBeansWithAnnotation(RPCService.class);
    //遍历serviceBeanMap,获取注解的参数,将所有实现类实例,再存入一个handlerMap<接口名,实现类>
    if(MapUtils.isNotEmpty(serviceBeanMap)){
      for(Object serviceBean:serviceBeanMap.values()){
        String interfaceName = serviceBean.getClass().getAnnotation(RpcService.class).value().getName();
        handlerMap.put(interfaceName,serviceBean);
      }
    }
}

4)、handle解析 (通过反射技术

1、从表现层的request中解析出类名、方法名、参数类型、参数值

2、从handlerMap里,通过类名,查询实现类serviceBean

3、反射方式调用实现类方法

a Class.forName根据类名className加载接口名

b getMethod获得接口类的指定方法和参数类型

c invoke(serviceBean,parameters) 反射传入实现类对象和参数,并返回方法的执行结果

private Object handle(RpcRequest request)throws Throwable{
  //1、从request中解析出类名、方法名、参数类型、参数值;
  String className = request.getClassName();
  String methodName = request.getMethodName();
  Class<?>[] parameterTypes = request.getParameterTypes();
  Object[] parameters = request.getParameters();
  //2.根据类名,从handleMap里查询实现类对象;
  Object serviceBean = handlerMap.get(className);
  //3.根据类名加载接口类
  Class<?> forName = Class.forName(className);
  //3.获得接口类的指定方法和参数类型;
  Method method = forName.getMethod(methodName, parameterTypes);
  //4.invoke反射调用方法并返回(实现类对象,参数)
  return   method.invoke(serviceBean, parameters);
}

5)、nettyServer.start

同时启动一个nettyServer.start():向zk注册服务器地址sericeRegis;等待客户端连接并处理Handler类用户请求,业务调用,封装返回结果

Spring.xml的配置

<context:component-scan base-package="com.zjut.rpc.sample.server"/>  //注解扫描,扫描路径下的类
<context:property-placeholder location="classpath:rpc.properties"/> //加载属性文件,存储zk地址
<bean id="serviceRegistry" class="com.zjut.rpc.registry.ServiceRegistry"> //管理 服务注册的对象
  <constructor-arg name="registryAddress" value="${registry.address}"/>
</bean>
<bean id="rpcServer" class="com.zjut.rpc.server.RpcServer">    //提供服务的对象,依赖注入服务注册对象
  <constructor-arg name="serverAddress" value="${server.address}"/>
  <constructor-arg name="serviceRegistry" ref="serviceRegistry"/>
</bean>

2、客户端具体实现(即dubbo中的表现层)

spring动态代理,封装成request对象,在zk中通过接口名查询服务器地址,构造NIO连接与服务器通信 , 客户端实现代理类,通过代理类让客户端“感觉”在操作本地方法

1)、tomcat启动Spring

tomcat启动时,有springListener,加载spring.xml;(xml里配置RpcProxy bean)

@autowired  
RpcProxy rpcProxy;//自动装配(在spring.xml按类型查找bean,注入到rpcProxy、默认按类型匹配)

2)、客户端调用业务方法时,创建动态代理类RpcProxy,接管和扩展该方法

代理该业务接口HelloService create(HelloService.class) 调用的方法不用继承HelloService接口,两者无关

@Autowired
private RpcProxy rpcProxy;
@Test 
public void helloTest1(){
  //调用代理对象的create方法,代理HelloService接口;因为肯定是实现该接口的对象,所以直接传对象;create名字自己定,可以是getProxy
  HelloService helloService = rpcProxy.create(HelloService.class);
  //调用代理的方法,内部执行invoke
  String result = helloService.hello("World");
  SYSo("服务器返回结果");
  SYSO(result);
}

3)、代理类中

  1. 通过invoke反射获取(UUID(标识唯一请求id)、类名、方法名、参数类型,参数,超时时间),封装成request对象
  2. 代理类内部代码【向zk查询服务器地址、netty连接服务器、将request对象序列化并发送,等待返回结果response.getResult()】
  3. Handler ( 封装,解码,提取result返回给业务函数 )*****
public<T> T create(Class<?> interfaceClass){
   return(T) Proxy.newProxyInstance(interfaceClass.getClassLoader(),new Class<?>[]{interfaceClass},new InvocationHandler(){
      public Object invoke(Object proxy,Method method,Object[] args)throws Throwable{
        //创建RpcRequest,封装被代理类的属性
        RPCRequest request = new RpcRequest();
        request.setRequestId(UUID.randomUUID().toString());
        request.setClassName(method.getDeclaringClass().getName());
        request.setMethodName(method.getName());
        request.setParameterTypes(method.getParameterTypes());
        request.setParameters(args);
        //向zk查询服务器地址  host  port
        serverAddress = serviceDiscovery.discover();
        //创建RpcClient,netty连接服务器
        RpcClient client = new RpcClient(host, port);
        //request对象序列化并发送
        RpcResponse response = client.send(request);
        //等待返回结果response.getResult()
        if(response.isError()){
          throw response.getError();
        }else{
          return response.getResult();
        }
      }
    };
   )
}

3、zk存储服务层地址

客户端从zk查询获取服务器地址(接口,服务器地址)

服务器要向zk注册服务

对于服务提供者,zookeeper提供心跳检测功能,定时向各个服务提供者发送请求(socket长连接),若是没有响应,则认为服务提供者已经挂了,会将其剔除

对于服务消费者,一旦路径数据变化(增或减),zookeeper会通知地址列表发生改变,从而更新(watcher机制,后期的博客会讲到)


6、消息里为什么要带有requestID? 重点

如果使用netty的话,一般会用channel.writeAndFlush()方法来发送消息二进制串,这个方法调用后对于整个远程调用(从发出请求到接收到结果)来说是一个异步的, 至于服务端的结果,是服务端处理完成后,再以消息的形式发送给客户端的。

出现以下两个问题:

1)怎么让当前线程“暂停”,等结果回来后,再向后执行?****

2)多个线程同时进行远程方法调用,这时建立在client server之间的socket连接上会有很多双方发送的消息传递,前后顺序也可能是随机的,怎么知道哪个消息结果是原先哪个线程调用的。

怎么解决呢?

1、client线程每次通过socket调用一次远程接口前,生成一个唯一的ID,即requestID

2、将处理结果的回调对象callback存放到全局ConcurrentHashMap里面put(requestID, callback)

3、当线程调用channel.writeAndFlush()发送消息后,紧接着执行**callback的get()**方法试图获取远程返回的结果

4、服务端接收到请求并处理后,将response结果发送给客户端,客户端socket连接上专门监听消息的线程收到消息,分析结果,取到requestID,再从前面的ConcurrentHashMap里面get(requestID),从而找到callback对象


千万不要轻易喜欢一个人,因为遇见一个人只需要一秒,爱上一个人可能需要一天,而忘记一个人需要一辈子 。 --黄渤对张艺兴说《极限挑战》

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