第二十六章 Dubbo（Spring Cloud Alibaba）

1：Dubbo 的核心功能？

主要就是如下 3 个核心功能：

_   Remoting： 网络通信框架，提供对多种 NIO 框架抽象封装，包括“同步转异步”和“请求-响应”模式的信息交换方式。

_   Cluster：服务框架，提供基于接口方法的透明远程过程调用，包括多协议支持，以及软负载均衡，失败容错，地址路由，动态配置等集群支持。

_   Registry：服务注册，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，使地址透明，使服务提供方可以平滑增加或减少机器。

 

2：Dubbo 服务注册与发现的流程？

流程说明：

 

_   Provider(提供者)绑定指定端口并启动服务

_   提供者连接注册中心，并发本机 IP、端口、应用信息和提供服务信息发送至注册中心存储

_   Consumer(消费者)，连接注册中心 ，并发送应用信息、所求服务信息至注册中心

_   注册中心根据 消费者 所求服务信息匹配对应的提供者列表发送至Consumer 应用缓存。

_   Consumer 在发起远程调用时基于缓存的消费者列表择其一发起调用。

_   Provider 状态变更会实时通知注册中心、在由注册中心实时推送至Consumer 设计的原因：

_   Consumer 与 Provider 解偶，双方都可以横向增减节点数。

_   注册中心对本身可做对等集群，可动态增减节点，并且任意一台宕掉后，将自动切换到另一台

_   去中心化，双方不直接依懒注册中心，即使注册中心全部宕机短时间内也不会影响服务的调用

_   服务提供者无状态，任意一台宕掉后，不影响使用

 

3：Dubbo 的架构设计

 

Dubbo 框架设计一共划分了 10 个层：

_   服务接口层（ Service） ：该层是与实际业务逻辑相关的，根据服务提供方和服务消费方的业务设计对应的接口和实现。

_   配置层（ Config） ：对外配置接口，以 ServiceConfig 和ReferenceConfig 为中心。

_   服务代理层（ Proxy）：服务接口透明代理，生成服务的客户端 Stub和服务器端 Skeleton

_   服务注册层（ Registry） ：封装服务地址的注册与发现，以服务 URL为中心。

_   路由层（ Cluster） ：封装多个提供者的路由及负载均衡，并桥接注册中心，以 Invoker 为中心。

_   监控层（ Monitor） ： RPC 调用次数和调用时间监控。

_   远程调用层（ Protocol） ：封将 RPC 调用，以 Invocation 和 Result为中心，扩展接口为 Protocol、 Invoker 和 Exporter。

_   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。

_   网络传输层（ Transport） ：抽象 mina 和 netty 为统一接口，以Message 为中心。

·  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

 

4：Dubbo 的服务调用流程？

 

 

5：Dubbo 的核心组件？

 

6：Dubbo 支持哪些协议，每种协议的应用场景，优缺点？

_   dubbo： 单一长连接和 NIO 异步通讯，适合大并发小数据量的服务调用，以及消费者远大于提供者。传输协议 TCP，异步， Hessian 序列化；

_   rmi： 采用 JDK 标准的 rmi 协议实现，传输参数和返回参数对象需要实现 Serializable 接口，使用 java 标准序列化机制，使用阻塞式短连接，传输数据包大小混合，消费者和提供者个数差不多，可传文件，传输协议 TCP。 多个短连接， TCP 协议传输，同步传输，适用常规的远程服务调用和rmi 互操作。在依赖低版本的 Common-Collections包， java 序列化存在安全漏洞；

_   webservice： 基于 WebService 的远程调用协议，集成 CXF 实现，提供和原生 WebService 的互操作。多个短连接，基于 HTTP 传输，同步传输，适用系统集成和跨语言调用；

_   http： 基于 Http 表单提交的远程调用协议，使用 Spring 的HttpInvoke 实现。多个短连接，传输协议 HTTP，传入参数大小混合，提供者个数多于消费者，需要给应用程序和浏览器 JS 调用；

_   hessian： 集成 Hessian 服务，基于 HTTP 通讯，采用 Servlet 暴露服务， Dubbo 内嵌 Jetty 作为服务器时默认实现，提供与 Hession 服务互操作。多个短连接，同步 HTTP 传输， Hessian 序列化，传入参数较大，提供者大于消费者，提供者压力较大，可传文件；

_   memcache： 基于 memcached 实现的 RPC 协议

_   Redis： 基于 Redis 实现的 RPC 协议

 

7：为什么需要服务治理？

_   过多的服务 URL 配置困难

_   负载均衡分配节点压力过大的情况下，也需要部署集群，服务依赖混乱，启动顺序不清晰

_   过多服务导致性能指标分析难度较大，需要监控

 

8：Dubbo 的注册中心集群挂掉，发布者和订阅者之间还能通信么？

可以的，启动 dubbo 时，消费者会从 zookeeper 拉取注册的生产者的地址接口等数据，缓存在本地。

每次调用时，按照本地存储的地址进行调用。

 

9：Dubbo 提供了哪些负载均衡策略？

_   Random LoadBalance: 随机选取提供者策略，有利于动态调整提供者权重。截面碰撞率高，调用次数越多，分布越均匀；

_   RoundRobin LoadBalance: 轮循选取提供者策略，平均分布，但是存在请求累积的问题；_ LeastActive LoadBalance: 最少活跃调用策略，解决慢提供者接收更少的请求；

_   ConstantHash LoadBalance: 一致性 Hash 策略，使相同参数请求总是发到同一提供者，一台机器宕机，可以基于虚拟节点，分摊至其他提供者，避免引起提供者的剧烈变动；

_   缺省时为 Random 随机调用

 

10：Dubbo 的容错方案有哪些？

_Failover Cluster

失败自动切换，当出现失败，重试其它服务器。通常用于读操作，但重试会带来更长延迟。

_Failfast Cluster

快速失败，只发起一次调用，失败立即报错。通常用于非幂等性的写操作，比如新增记录。

_Failsafe Cluster

失败安全，出现异常时，直接忽略。通常用于写入审计日志等操作。

_Failback Cluster

失败自动恢复，后台记录失败请求，定时重发。通常用于消息通知操作。

_Forking Cluster

并行调用多个服务器，只要一个成功即返回。通常用于实时性要求较高的读操作，但需要浪费更多服务资源。可通过 forks="2" 来设置最大并行数。

_Broadcast Cluster

广播调用所有提供者，逐个调用，任意一台报错则报错 。通常用于通知所有提供者更新缓存或日志等本地资源信息

 

 

11：Dubbo Monitor 实现原理?

Consumer 端在发起调用之前会先走 filter 链；Provider 端在接收到请求时也是 先走 filter 链，然后才进行真正的业务逻辑处理。

默认情况下，在 consumer和provider的filter链中都会有Monitorfilter

（1）MonitorFilter 向 DubboMonitor 发送数据

（2）DubboMonitor 将数据进行聚合后(默认聚合 1min 中的统计数据)暂存到 ConcurrentMap<Statistics, AtomicReference> statisticsMap。

然后使用一个 含有 3 个线程(线程名字:DubboMonitorSendTimer)的线程池每隔 1min 钟， 调用 SimpleMonitorService 遍历发送 statisticsMap 中的统计数据，每发送完毕一个，就重置当前的Statistics的AtomicReference

（3）SimpleMonitorService 将这些聚合数据塞入 BlockingQueue queue 中

（4）SimpleMonitorService 使用一个后台线程将 queue 中的数据写入文件(该线程以 死循环的形式来写)

（5）SimpleMonitorService 还会使用一个含有 1 个线程的线程池每隔 5min 钟，将文件中的统计数据画成图表

 

12：Dubbo 用到哪些设计模式?

Dubbo 框架在初始化和通信过程中使用了多种设计模式，可灵活控制类加载、权 限控制等功能。

1：工厂模式

Provider 在 export 服务时，会调用 ServiceConfig 的 export 方法。ServiceConfig 中有个字段，获取协议对象：

private static final Protocol protocol = ExtensionLoader.getExtensionLoader(Protocol.class).getAdaptiveExtensi on();

 

Dubbo 里有很多这种代码。这也是一种工厂模式，只是实现类的获取采用了 JDK SPI 的机制。这么实现的优点是可扩展性强，想要扩展实现，只需要在 classpath 下增加个文件就可以了，代码零侵入。

像上面的 Adaptive 实现，可以做到 调用时动态决定调用哪个实现，但是由于这种实现采用了动态代理，会造成代码调试比较麻烦，需要分析出实际调用的实现类。

2：装饰器模式

Dubbo 在启动和调用阶段都大量使用了装饰器模式。以 Provider 提供的调用链为 例，具体的调用链代码是在 ProtocolFilterWrapper 的 buildInvokerChain 完成 的，具体是将注解中含有 group=provider 的 Filter 实现，按照 order 排序，最 后的调用顺序是:

EchoFilter -> ClassLoaderFilter -> GenericFilter -> ContextFilter -> ExecuteLimitFilter -> TraceFilter -> TimeoutFilter -> MonitorFilter -> ExceptionFilter

更确切地说，这里是装饰器和责任链模式的混合使用。例如，EchoFilter 的作用是 判断是否是回声测试请求，是的话直接返回内容，这是一种责任链的体现。而像 ClassLoaderFilter 则只是在主功能上添加了功能，更改当前线程的 ClassLoader， 这是典型的装饰器模式。

3：观察者模式

Dubbo 的 Provider 启动时，需要与注册中心交互，先注册自己的服务，再订阅自 己的服务，订阅时，采用了观察者模式，开启一个 listener。

注册中心会每 5 秒定 时检查是否有服务更新，如果有更新，向该服务的提供者发送一个 notify 消息， provider 接受到 notify 消息后，即运行 NotifyListener 的 notify 方法，执行监 听器方法。

4：动态代理模式

Dubbo 扩展 JDK SPI 的类 ExtensionLoader 的 Adaptive 实现是典型的动态代理实现。

Dubbo 需要灵活地控制实现类，即在调用阶段动态地根据参数决定调用哪 个实现类，所以采用先生成代理类的方法，能够做到灵活的调用。

生成代理类的 代码是 ExtensionLoader 的 createAdaptiveExtensionClassCode 方法。代理类 的主要逻辑是，获取 URL 参数中指定参数的值作为获取实现类的 key。

 

13：Dubbo SPI 和 Java SPI 区别?

JDK SPI

JDK 标准的 SPI 会一次性加载所有的扩展实现，如果有的扩展很耗时，但 也没用上，很浪费资源。

 

DUBBO SPI

（1）  对 Dubbo 进行扩展，不需要改动 Dubbo 的源码

（2）  延迟加载，可以一次只加载自己想要加载的扩展实现

（3）  增加了对扩展点 IOC 和 AOP 的支持，一个扩展点可以直接 setter 注入其 它扩展点

（4）  Dubbo 的扩展机制能很好的支持第三方 IoC 容器，默认支持 Spring Bean。

 

14：Dubbo 支持服务降级吗?

可以通过 dubbo:reference 中设置 mock="return null"。mock 的值也可以修改 为 true，然后再跟接口同一个路径下实现一个 Mock 类，命名规则是 “接口名 称+Mock” 后缀。然后在 Mock 类里实现自己的降级逻辑

 

15：Dubbo 如何优雅停机?

Dubbo 是通过 JDK 的 ShutdownHook 来完成优雅停机的，所以如果使用 kill -9 PID 等强制关闭指令，是不会执行优雅停机的，只有通过 kill PID 时，才会执行。