手写一个简化版的Dubbo框架

在学习了Dubbo之后, 我发现自己好像了解了Dubbo的实现原理, 又好像不是很了解, 毕竟我只是背诵了下概念, 没有深入的去看源码. 这里我就来手写一个简化版的Dubbo框架, 通过动手实践来深入理解Dubbo的实现原理.

Dubbo的实现原理

RPC调用的过程

我们先来看下RPC调用的过程.

• 服务容器负责启动，加载，运行服务提供者。
• 服务提供者在启动时，向注册中心注册自己提供的服务。
• 服务消费者在启动时，向注册中心订阅自己所需的服务。
• 注册中心返回服务提供者地址列表给消费者，如果有变更，注册中心将基于长连接推送变更数据给消费者。
• 服务消费者，从提供者地址列表中，基于软负载均衡算法，选一台提供者进行RPC调用，如果调用失败，再选另一台调用。
• 服务消费者和提供者，在内存中累计调用次数和调用时间，定时每分钟发送一次统计数据到监控中心。

RPC调用的原理

RPC调用的原理是: 动态代理, 反射, 网络传输.

• 消费者从注册中心获取到服务提供者的地址后, 与服务提供者建立TCP连接.
• 消费者将服务的全限定类名(String), 方法名(String), 方法参数类型(Class[]), 方法参数(Object[]), 通过TCP传输给服务提供者.
• 服务提供者获取到这些数据后, 通过反射调用对应服务的方法, 然后将执行结果通过TCP返回给服务消费者.
• 整个RPC调用过程被封装到动态代理中, 对用户来说是透明的.

Dubbo架构

Dubbo框架设计分为十层:

• service 服务层, 为服务提供者和服务消费者提供接口.
• config 配置层, 提供dubbo的各种配置.
• proxy 服务接口透明代理, 生成动态代理.
• registry 注册中心层, 负责服务的注册与发现.
• cluster 路由层, 封装多个提供者的路由及负载均衡.
• monitor 监控层, RPC调用次数和调用时间监控.
• protocol 远程调用层, 封装 RPC 调用.
• exchange 信息交换层, 封装请求响应模式, 同步转异步.
• transport 网络传输层, 抽象 mina 和 netty 为统一接口.
• serialize 数据序列化层, 提供数据序列化的接口.

手写简化版的Bubbo框架

我们根据Dubbo的框架设计来手写一个简化版的Dubbo, 其中序列化协议使用Java原生的Serializable, 网络传输协议使用原生的TCP, 负载均衡使用随机算法, 注册中心使用ZooKeeper, 动态代理使用JDK Proxy.

github地址: 手写一个简化版的Dubbo框架

服务提供者

(1) ZooKeeper常量

定义了ZooKeeper的地址和Dubbo注册中心的根节点路径.

/**
 * @author litianxiang
 * @date 2020/3/17 11:45
 */
public class ZooKeeperConst {
	/**
	 * ZooKeeper的地址
	 */
	public static String host = "xxx.xx.xx.xxx:2181";
	/**
	 * Dubbo在ZooKeeper上的根节点
	 */
	public static String rootNode = "/dubbo";
}

(2) 注册中心

这里使用ZooKeeper来实现注册中心, 将服务及服务提供者地址注册到注册中心.

/**
 * @author litianxiang
 * @date 2020/3/17 11:28
 */
public class RegisterCenter {
	private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(RegisterCenter.class);
	private ZooKeeper zk;


	/**
	 * 连接ZooKeeper, 创建dubbo根节点
	 */
	public RegisterCenter() {
		try {
			CountDownLatch connectedSignal = new CountDownLatch(1);
			zk = new ZooKeeper(ZooKeeperConst.host, 5000, new Watcher() {
				@Override
				public void process(WatchedEvent event) {
					if (event.getState() == Event.KeeperState.SyncConnected) {
						connectedSignal.countDown();
					}
				}
			});
			//因为监听器是异步操作, 要保证监听器操作先完成, 即要确保先连接上ZooKeeper再返回实例.
			connectedSignal.await();

			//创建dubbo注册中心的根节点(持久节点)
			if (zk.exists(ZooKeeperConst.rootNode, false) == null) {
				zk.create(ZooKeeperConst.rootNode, "".getBytes(), ZooDefs.Ids