作者：黄金
一、Dubbo 简介
Dubbo 是一款典型的高扩展、高性能、高可用的 RPC 微服务框架，用于解决微服务架构下的服务治理与通信问题。其核心模块包含 【RPC 通信】 和 【服务治理】 ，其中服务治理又分为服务注册与发现、服务容错、负载均衡、流量调度等。今天将重点介绍 Dubbo 的服务注册与发现。
二、SPI 机制
在介绍服务注册发现之前，先简单介绍一下贯穿整个 Dubbo 源码，也是 Dubbo 实现自适应扩展的核心--SPI 机制，下图为 Dubbo SPI 实现的简单类图。
•1、Dubbo SPI 原理：通过读取相应的配置文件找到具体实现类，然后通过以下两种方式实例化对象：（1）通过自适应的动态字节码编译技术，生成相应的动态代理类，（2）利用反射机制实现实例化。相较于 Java SPI，Dubbo SPI 实现了内部的 IoC 和 Aop
•2、Dubbo SPI 优点：（1）高扩展：用户可以根据实际业务需求扩展相应的实现模块，包含字节码编译技术、rpc 协议、通信方式、注册方式等，（2）解耦： 通过封装 SPI 调用机制，架构上实现了上层应用与底层逻辑之间的解耦，为高扩展提供了支撑条件
•3、Dubbo SPI 常用样例（以 getExtension 和 getAdaptiveExtension 为例）
配置文件内容test1=com.dubbo.demo.service.TestServiceimpltest2=com.dubbo.demo.service.TestServiceImpl2
一、通过getExtension方法生成实例 ExtensionLoader<TestService> extensionLoader = ExtensionLoader.getExtensionLoader(TestService.class); TestService t1 = extensionLoader.getExtension("test1"); TestService t2 = extensionLoader.getExtension("test2"); 二、通过getAdaptiveExtension生成实例（方法中需要@Adaptive注解，参数会对URL校验） TestService testService = ExtensionLoader.getExtensionLoader(TestService.class).getAdaptiveExtension(); URL url = new URL("test", "localhost", 8080, new String[]{"test.service", "test1"}); testService.sayHello("bbb", url);
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调用 getAdaptiveExtension 方法最终会生成相应的代理类，最终生成的代理类会根据 URL 参数里面的 protocol 决定（以内部 Protocol 为例）
三、服务注册
1、服务注册流程
2、服务注册类图详解
3、服务注册步骤
（1）步骤一：初始化配置（类图：抽象 Config 与初始化配置）
首先需要实例化 ServiceConfig 实例，声明“注册接口、接口实例、注册中心配置”，其中“ServiceBean”是实现 Spring 与 Dubbo 整合的桥梁。然后会由 DubboBootstrap 调用 initialize 方法实现 configManager 和 Environment 的初始化，其中就包括将 ServiceConfig 中的配置转换成内部封装的协议（ApplicationModel、ProviderModel 等）
private static void startWithExport() throws InterruptedException { //初始化配置 ServiceConfig<DemoServiceImpl> service = new ServiceConfig<>(); service.setInterface(DemoService.class); service.setRef(new DemoServiceImpl()); service.setApplication(new ApplicationConfig("dubbo-demo-api-provider")); service.setRegistry(new RegistryConfig("zookeeper://127.0.0.1:2181")); //服务注册入口 service.export();}
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public synchronized void export() { if (bootstrap == null) { bootstrap = DubboBootstrap.getInstance(); // compatible with api call. if (null != this.getRegistry()) { bootstrap.registries(this.getRegistries()); } //初始化配置() bootstrap.initialize(); } ...... if (shouldDelay()) { DELAY_EXPORT_EXECUTOR.schedule(this::doExport, getDelay(), TimeUnit.MILLISECONDS); } else { //服务注册 doExport(); }
exported(); }
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（2）步骤二：组装 URL
根据初始化配置组转注册接口服务的 URL。其中 URL 也是 Dubbo 内部通过 @Adaptive 注解实现 SPI 的核心，通过修改 URL 的头部协议（如：register、dubbo、injvm 等），在调用
private static final Protocol PROTOCOL = ExtensionLoader.getExtensionLoader(Protocol.class).getAdaptiveExtension();PROTOCOL.export(wrapperInvoker)
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该方法的时候，会根据不同的协议切换不通的实现类，实现了 Dubbo 技术架构与业务逻辑的解耦。
private void doExportUrls() { //组装后的URL格式样例 //registry://127.0.0.1:2181/org.apache.dubbo.registry.RegistryService?application=dubbo-demo-api-provider&dubbo=2.0.2&pid=26212®istry=zookeeper×tamp=1663049763199 List<URL> registryURLs = ConfigValidationUtils.loadRegistries(this, true);
int protocolConfigNum = protocols.size(); for (ProtocolConfig protocolConfig : protocols) { //组装pathKey : org.apache.dubbo.demo.DemoService String pathKey = URL.buildKey(getContextPath(protocolConfig) .map(p -> p + "/" + path) .orElse(path), group, version); //保存接口服务 repository.registerService(pathKey, interfaceClass); //服务注册 doExportUrlsFor1Protocol(protocolConfig, registryURLs, protocolConfigNum); }}
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（3）步骤三：Invoker 封装（类图：Ref -> Invoker）
通过内置的动态字节码编译（默认 javassist）生成 Invoker 代理类，然后通过反射机制生成 Wrapper 实例。其中 Invoker 是 Dubbo 的核心模型，Invoker 是 Dubbo 中的实体域，也就是真实存在的。其他模型都向它靠拢或转换成它
private void doExportUrlsFor1Protocol(ProtocolConfig protocolConfig, List<URL> registryURLs, int protocolConfigNum) { ...... //组装新的URL //dubbo://2.0.0.1:20880/org.apache.dubbo.demo.DemoService?anyhost=true&application=dubbo-demo-api-provider&bind.ip=2.0.0.1&bind.port=20880&default=true&deprecated=false&dubbo=2.0.2&dynamic=true&generic=false&interface=org.apache.dubbo.demo.DemoService&methods=sayHello,sayHelloAsync&pid=46528&release=&service.name=ServiceBean:/org.apache.dubbo.demo.DemoService&side=provider×tamp=1663051456562 URL url = new URL(name, host, port, getContextPath(protocolConfig).map(p -> p + "/" + path).orElse(path), map); ...... //Invoker封装 Invoker<?> invoker = PROXY_FACTORY.getInvoker(ref, (Class) interfaceClass, registryURL.addParameterAndEncoded(EXPORT_KEY, url.toFullString())); //wrapper DelegateProviderMetaDataInvoker wrapperInvoker = new DelegateProviderMetaDataInvoker(invoker, this);
//服务注册(此时URL头部协议变成了register，实际会调用RegistryProtocol) Exporter<?> exporter = PROTOCOL.export(wrapperInvoker); exporters.add(exporter);}
# PROXY_FACTORYpublic <T> Invoker<T> getInvoker(T proxy, Class<T> type, URL url) { // 动态代理类生成，反射生成实例 final Wrapper wrapper = Wrapper.getWrapper(proxy.getClass().getName().indexOf('$') < 0 ? proxy.getClass() : type); return new AbstractProxyInvoker<T>(proxy, type, url) { @Override protected Object doInvoke(T proxy, String methodName, Class<?>[] parameterTypes, Object[] arguments) throws Throwable { return wrapper.invokeMethod(proxy, methodName, parameterTypes, arguments); } };}
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（4）步骤四：Exporter 封装（类图：Invoker-> Exporter）
此时会依次调用 RegistryProtocol 、DubboProtocol 将 Invoker 封装成 Exporter，并将封装后的 Exporter 存储到本地 map 中（类似于 spring bean）。然后会调用底层通信服务（默认 netty）进行端口监听，此时会通过责任链模式封装 Exchanger 与 Transporter，用于处理网络传输消息的编码/解码。
# RegistryProtocol : exportpublic <T> Exporter<T> export(final Invoker<T> originInvoker) throws RpcException { ...... //此时URL头部协议已变成dubbo //dubbo://2.0.0.1:20880/org.apache.dubbo.demo.DemoService?anyhost=true&application=dubbo-demo-api-provider&bind.ip=2.0.0.1&bind.port=20880&default=true&deprecated=false&dubbo=2.0.2&dynamic=true&generic=false&interface=org.apache.dubbo.demo.DemoService&methods=sayHello,sayHelloAsync&pid=56036&release=&service.name=ServiceBean:/org.apache.dubbo.demo.DemoService&side=provider×tamp=1663052353098 providerUrl = overrideUrlWithConfig(providerUrl, overrideSubscribeListener); // export invoker final ExporterChangeableWrapper<T> exporter = doLocalExport(originInvoker, providerUrl);
// 此时Registry实例默认是ZookeeperRegistry final Registry registry = getRegistry(originInvoker);
final URL registeredProviderUrl = getUrlToRegistry(providerUrl, registryUrl); // decide if we need to delay publish boolean register = providerUrl.getParameter(REGISTER_KEY, true); if (register) { //底层调用ZK，创建node节点 registry.register(registeredProviderUrl); } ....}
# RegistryProtocol : doLocalExportprivate <T> ExporterChangeableWrapper<T> doLocalExport(final Invoker<T> originInvoker, URL providerUrl) { String key = getCacheKey(originInvoker);
return (ExporterChangeableWrapper<T>) bounds.computeIfAbsent(key, s -> { Invoker<?> invokerDelegate = new InvokerDelegate<>(originInvoker, providerUrl); //此时会调用DubboProtocol进行exporter封装 return new ExporterChangeableWrapper<>((Exporter<T>) protocol.export(invokerDelegate), originInvoker); });}
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# DubboProtocol : exportpublic <T> Exporter<T> export(Invoker<T> invoker) throws RpcException { ...... // export service. String key = serviceKey(url); //exporter封装 DubboExporter<T> exporter = new DubboExporter<T>(invoker, key, exporterMap); exporterMap.put(key, exporter); ...... //开启服务监听 openServer(url); optimizeSerialization(url); return exporter;}
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（5）步骤五：注册服务节点
封装 Exporter 并开启服务端口监听后，会调用注册中心（默认 Zookeeper）注册服务节点信息
# RegistryProtocol : exportpublic <T> Exporter<T> export(final Invoker<T> originInvoker) throws RpcException { ...... //此时URL头部协议已变成dubbo //dubbo://2.0.0.1:20880/org.apache.dubbo.demo.DemoService?anyhost=true&application=dubbo-demo-api-provider&bind.ip=2.0.0.1&bind.port=20880&default=true&deprecated=false&dubbo=2.0.2&dynamic=true&generic=false&interface=org.apache.dubbo.demo.DemoService&methods=sayHello,sayHelloAsync&pid=56036&release=&service.name=ServiceBean:/org.apache.dubbo.demo.DemoService&side=provider×tamp=1663052353098 providerUrl = overrideUrlWithConfig(providerUrl, overrideSubscribeListener); // export invoker final ExporterChangeableWrapper<T> exporter = doLocalExport(originInvoker, providerUrl);
// 此时Registry实例默认是ZookeeperRegistry final Registry registry = getRegistry(originInvoker);
final URL registeredProviderUrl = getUrlToRegistry(providerUrl, registryUrl); // decide if we need to delay publish boolean register = providerUrl.getParameter(REGISTER_KEY, true); if (register) { //底层调用ZK，创建node节点 registry.register(registeredProviderUrl); } ....}
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四、总结
至此，Dubbo 服务注册的整体流程已大致结束，文中如有不当或者错误观点，欢迎大家评论区指出。感兴趣的同学，可以关注后续“Dubbo 架构设计与源码解析”系列的文章。
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