RPC 框架 -dubbo：架构及源码分析 - 初篇
一 dubbo 相关问题
1.1 基础问题
在自学或面试 dubbo 时，相关的问题有很多，例如 dubbo 的基本工作原理，这是使用过 dubbo 后应该知道的。包括 dubbo 的分层架构、长短链接选择、二进制协议支持；之后是使用方式（服务的注册、发现、调用方式），基础配置（超时时间、线程数），这些是最基本的。
在这些问题之后，就可以继续深入底层：关于连接方式，使用长连接还是短连接？为什么？ dubbo 的二进制协议支持哪些，之间有什么区别/优缺点等等，也可以考察在使用过程中遇到过哪些问题，是如何解决的。这些都需要深入理解，并且有真实、长时间使用经验。
1.2 dubbo 要解决的需求
在大规模服务化之前，应用可能只是通过 RMI 或 Hessian 等工具，简单的暴露和引用远程服务，通过配置服务的 URL 地址进行调用，通过 F5 等硬件进行负载均衡。
当服务越来越多时，服务 URL 配置管理变得非常困难，F5 硬件负载均衡器的单点压力也越来越大。 此时需要一个服务注册中心，动态地注册和发现服务，使服务的位置透明。并通过在消费方获取服务提供方地址列表，实现软负载均衡和 Failover，降低对 F5 硬件负载均衡器的依赖，也能减少部分成本。
当进一步发展，服务间依赖关系变得错踪复杂，甚至分不清哪个应用要在哪个应用之前启动，架构师都不能完整的描述应用的架构关系。 这时，需要自动画出应用间的依赖关系图，以帮助架构师理清关系。
接着，服务的调用量越来越大，服务的容量问题就暴露出来，这个服务需要多少机器支撑？什么时候该加机器？ 为了解决这些问题，第一步，要将服务现在每天的调用量，响应时间，都统计出来，作为容量规划的参考指标。其次，要可以动态调整权重，在线上，将某台机器的权重一直加大，并在加大的过程中记录响应时间的变化，直到响应时间到达阈值，记录此时的访问量，再以此访问量乘以机器数反推总容量。
二 dubbo 架构
关于 dubbo 架构，官方有如下两张图进行了描述：
2.1 dubbo 基本模块图（逻辑结构抽象图）
节点角色说明：
Provider - 暴露服务的服务提供方
Consumer - 调用远程服务的服务消费方
Registry - 服务注册与发现的注册中心
Monitor - 统计服务的调用次数和调用时间的监控中心
Container - 服务运行容器
调用关系说明：
0、服务容器负责启动，加载，运行服务提供者。
1、服务提供者在启动时，向注册中心注册自己提供的服务。
2、服务消费者在启动时，向注册中心订阅自己所需的服务。
3、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。
4、服务消费者，从提供者地址列表中，基于软负载均衡算法，选一台提供者进行调用，如果调用失败，再选另一台调用。
5、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。
Dubbo 架构具有以下几个特点，分别是连通性、健壮性、伸缩性、以及向未来架构的升级性。
2.2 dubbo 运行流程分析图（调用链路图）
2.3 dubbo 服务暴露流程
执行流程：
2.4 dubbo 代码结构
dubbo 的 2.7.2 版本，代码结构如下：
三 连接方式
根据dubbo协议参考手册，Dubbo 缺省协议采用单一长连接和 NIO 异步通讯，适合于小数据量大并发的服务调用，以及服务消费者机器数远大于服务提供者机器数的情况。
反之，Dubbo 缺省协议不适合传送大数据量的服务，比如传文件，传视频等，除非请求量很低。
Transporter: mina, netty, grizzy
Serialization: dubbo, hessian2, java, json
Dispatcher: all, direct, message, execution, connection
ThreadPool: fixed, cached
3.1 特性
缺省协议，使用基于 mina 1.1.7 和 hessian 3.2.1 的 tbremoting 交互。
连接个数：单连接
连接方式：长连接
传输协议：TCP
传输方式：NIO 异步传输
序列化：Hessian 二进制序列化
适用范围：传入传出参数数据包较小（建议小于 100K），消费者比提供者个数多，单一消费者无法压满提供者，尽量不要用 dubbo 协议传输大文件或超大字符串。
适用场景：常规远程服务方法调用
3.2 约束
参数及返回值需实现
Serializable接口参数及返回值不能自定义实现
List,Map,Number,Date,Calendar等接口，只能用 JDK 自带的实现，因为 hessian 会做特殊处理，自定义实现类中的属性值都会丢失。Hessian 序列化，只传成员属性值和值的类型，不传方法或静态变量。
3.3 配置
Dubbo 协议缺省每服务每提供者每消费者使用单一长连接，如果数据量较大，可以使用多个连接。
<dubbo:service connections="0">或<dubbo:reference connections="0">表示该服务使用 JVM 共享长连接。缺省<dubbo:service connections="1">或<dubbo:reference connections="1">表示该服务使用独立长连接。<dubbo:service connections="2">或<dubbo:reference connections="2">表示该服务使用独立两条长连接。
为防止被大量连接撑挂，可在服务提供方限制大接收连接数，以实现服务提供方自我保护。
dubbo.properties 配置：
如果采用的是 yml 配置文件，那么配置信息如下：
3.4 常见问题解答
3.4.1 为什么要消费者比提供者个数多
因为 dubbo 协议采用单一长连接，假设网络为千兆网卡，根据测试经验数据每条连接最多只能压满 7MByte(不同的环境可能不一样，供参考)，理论上 1 个服务提供者需要 20 个服务消费者才能压满网卡。
3.4.2 为什么不能传大包?
因为 dubbo 协议采用单一长连接，如果每次请求的数据包大小为 500KByte，假设网络为千兆网卡 3，每条连接最大 7MByte(不同的环境可能不一样，供参考)，单个服务提供者的 TPS(每秒处理事务数)最大为：128MByte / 500KByte = 262。单个消费者调用单个服务提供者的 TPS(每秒处理事务数)最大为：7MByte / 500KByte = 14。如果能接受，可以考虑使用，否则网络将成为瓶颈。
3.4.3 为什么采用异步单一长连接?
因为服务的现状大都是服务提供者少，通常只有几台机器，而服务的消费者多，可能整个网站都在访问该服务，比如 Morgan 的提供者只有 6 台提供者，却有上百台消费者，每天有 1.5 亿次调用，如果采用常规的 hessian 服务，服务提供者很容易就被压跨，通过单一连接，保证单一消费者不会压死提供者，长连接，减少连接握手验证等，并使用异步 IO，复用线程池，防止 C10K 问题。
四 rpc 支持协议
相关文件在 jar 包内，META-INF/dubbo.internal 下的 org.apache.dubbo.rpc.Protocol，
支持的协议内容如下：
版权声明: 本文为 InfoQ 作者【程序员架构进阶】的原创文章。
原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/8e70e68bf0a625ac8c0793ecf】。文章转载请联系作者。
磨炼中成长，痛苦中前行 2017.10.22 加入
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