alibaba远程调用框架dubbo原理
alibaba有好几个分布式框架，主要有：进行远程调用(类似于RMI的这种远程调用)的(dubbo、hsf)，jms消息服务(napoli、notify)，KV数据库(tair)等。这个框架/工具/产品在实现的时候，都考虑到了容灾，扩展，负载均衡，于是出现一个配置中心(ConfigServer)的东西来解决这些问题。
- ConfigServer
| serviceName | serverAddressList | clientAddressList |
| UserService | 192.168.0.1，192.168.0.2，192.168.0.3，192.168.0.4 | 172.16.0.1，172.16.0.2 |
| ProductService | 192.168.0.3，192.168.0.4，192.168.0.5，192.168.0.6 | 172.16.0.2，172.16.0.3 |
| OrderService | 192.168.0.10，192.168.0.12，192.168.0.5，192.168.0.6 | 172.16.0.3，172.16.0.4 |
- Client
- Server
由于Dubbo底层采用Socket进行通信，自己对通信理理论也不是很清楚，所以顺便把通信的知识也学习一下。
n 通信理论
计算机与外界的信息交换称为通信。基本的通信方法有并行通信和串行通信两种。
1.一组信息（通常是字节）的各位数据被同时传送的通信方法称为并行通信。并行通信依靠并行I／O接口实现。并行通信速度快，但传输线根数多，只适用于近距离（相距数公尺）的通信。
2.一组信息的各位数据被逐位顺序传送的通信方式称为串行通信。串行通信可通过串行接口来实现。串行通信速度慢，但传输线少，适宜长距离通信。
串行通信按信息传送方向分为以下3种：
1) 单工
只能一个方向传输数据
2) 半双工
信息能双向传输，但不能同时双向传输
3) 全双工
能双向传输并且可以同时双向传输
n Socket
Socket 是一种应用接口, TCP/IP 是网络传输协议，虽然接口相同, 但是不同的协议会有不同的服务性质。创建Socket 连接时，可以指定使用的传输层协议，Socket 可以支持不同的传输层协议（TCP 或UDP ），当使用TCP 协议进行连接时，该Socket 连接就是一个TCP 连接。Soket 跟TCP/IP 并没有必然的联系。Socket 编程接口在设计的时候，就希望也能适应其他的网络协议。所以，socket 的出现只是可以更方便的使用TCP/IP 协议栈而已。
引自：http://hi.baidu.com/lewutian/blog/item/b28e27fd446d641d09244d08.html
上一个通信理论其实是想说Socket(TCP)通信是全双工的方式
n Dubbo远程同步调用原理分析
从Dubbo开源文档上了解到一个调用过程如下图
http://code.alibabatech.com/wiki/display/dubbo/User+Guide#UserGuide-APIReference
另外文档里有说明：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。
Dubbo缺省协议，使用基于mina1.1.7+hessian3.2.1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
- 当前线程怎么让它“暂停”，等结果回来后，再向后执行？
- 正如前面所说，Socket通信是一个全双工的方式，如果有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，前后顺序也可能是乱七八糟的，server处理完结果后，将结果消息发送给client，client收到很多消息，怎么知道哪个消息结果是原先哪个线程调用的？
- client一个线程调用远程接口，生成一个唯一的ID（比如一段随机字符串，UUID等），Dubbo是使用AtomicLong从0开始累计数字的
- 将打包的方法调用信息（如调用的接口名称，方法名称，参数值列表等），和处理结果的回调对象callback，全部封装在一起，组成一个对象object
- 向专门存放调用信息的全局ConcurrentHashMap里面put(ID, object)
- 将ID和打包的方法调用信息封装成一对象connRequest，使用IoSession.write(connRequest)异步发送出去
- 当前线程再使用callback的get()方法试图获取远程返回的结果，在get()内部，则使用synchronized获取回调对象callback的锁， 再先检测是否已经获取到结果，如果没有，然后调用callback的wait()方法，释放callback上的锁，让当前线程处于等待状态。
- 服务端接收到请求并处理后，将结果（此结果中包含了前面的ID，即回传）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ID，再从前面的ConcurrentHashMap里面get(ID)，从而找到callback，将方法调用结果设置到callback对象里。
- 监听线程接着使用synchronized获取回调对象callback的锁（因为前面调用过wait()，那个线程已释放callback的锁了），再notifyAll()，唤醒前面处于等待状态的线程继续执行（callback的get()方法继续执行就能拿到调用结果了），至此，整个过程结束。
- 当前线程怎么让它“暂停”，等结果回来后，再向后执行？
- 正如前面所说，Socket通信是一个全双工的方式，如果有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，前后顺序也可能是乱七八糟的，server处理完结果后，将结果消息发送给client，client收到很多消息，怎么知道哪个消息结果是原先哪个线程调用的？
看一下Dubbo的相关代码
关键代码：
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com.taobao.remoting.impl.DefaultClient.java //同步调用远程接口 public Object invokeWithSync(Object appRequest, RequestControl control) throws RemotingException, InterruptedException { byte protocol = getProtocol(control); if (!TRConstants.isValidProtocol(protocol)) { throw new RemotingException("Invalid serialization protocol [" + protocol + "] on invokeWithSync."); } ResponseFuture future = invokeWithFuture(appRequest, control); return future.get(); //获取结果时让当前线程等待，ResponseFuture其实就是前面说的callback } public ResponseFuture invokeWithFuture(Object appRequest, RequestControl control) { byte protocol = getProtocol(control); long timeout = getTimeout(control); ConnectionRequest request = new ConnectionRequest(appRequest); request.setSerializeProtocol(protocol); Callback2FutureAdapter adapter = new Callback2FutureAdapter(request); connection.sendRequestWithCallback(request, adapter, timeout); return adapter; } |
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Callback2FutureAdapter implements ResponseFuture public Object get() throws RemotingException, InterruptedException { synchronized (this) { // 旋锁 while (!isDone) { // 是否有结果了 wait(); //没结果是释放锁，让当前线程处于等待状态 } } if (errorCode == TRConstants.RESULT_TIMEOUT) { throw new TimeoutException("Wait response timeout, request[" + connectionRequest.getAppRequest() + "]."); } else if (errorCode > 0) { throw new RemotingException(errorMsg); } else { return appResp; } } 客户端收到服务端结果后，回调时相关方法，即设置isDone = true并notifyAll() public void handleResponse(Object _appResponse) { appResp = _appResponse; //将远程调用结果设置到callback中来 setDone(); } public void onRemotingException(int _errorType, String _errorMsg) { errorCode = _errorType; errorMsg = _errorMsg; setDone(); } private void setDone() { isDone = true; synchronized (this) { //获取锁，因为前面wait()已经释放了callback的锁了 notifyAll(); // 唤醒处于等待的线程 } } |
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com.taobao.remoting.impl.DefaultConnection.java
// 用来存放请求和回调的MAP private final ConcurrentHashMap<Long, Object[]> requestResidents;
//发送消息出去 void sendRequestWithCallback(ConnectionRequest connRequest, ResponseCallback callback, long timeoutMs) { long requestId = connRequest.getId(); long waitBegin = System.currentTimeMillis(); long waitEnd = waitBegin + timeoutMs; Object[] queue = new Object[4]; int idx = 0; queue[idx++] = waitEnd; queue[idx++] = waitBegin; //用于记录日志 queue[idx++] = connRequest; //用于记录日志 queue[idx++] = callback; requestResidents.put(requestId, queue); // 记录响应队列 write(connRequest);
// 埋点记录等待响应的Map的大小 StatLog.addStat("TBRemoting-ResponseQueues", "size", requestResidents.size(), 1L); } public void write(final Object connectionMsg) { //mina里的IoSession.write()发送消息 WriteFuture writeFuture = ioSession.write(connectionMsg); // 注册FutureListener，当请求发送失败后，能够立即做出响应 writeFuture.addListener(new MsgWrittenListener(this, connectionMsg)); }
/** * 在得到响应后，删除对应的请求队列，并执行回调 * 调用者：MINA线程 */ public void putResponse(final ConnectionResponse connResp) { final long requestId = connResp.getRequestId(); Object[] queue = requestResidents.remove(requestId); if (null == queue) { Object appResp = connResp.getAppResponse(); String appRespClazz = (null == appResp) ? "null" : appResp.getClass().getName(); StringBuilder sb = new StringBuilder(); sb.append("Not found response receiver for requestId=[").append(requestId).append("],"); sb.append("from [").append(connResp.getHost()).append("],"); sb.append("response type [").append(appRespClazz).append("]."); LOGGER.warn(sb.toString()); return; } int idx = 0; idx++; long waitBegin = (Long) queue[idx++]; ConnectionRequest connRequest = (ConnectionRequest) queue[idx++]; ResponseCallback callback = (ResponseCallback) queue[idx++]; // ** 把回调任务交给业务提供的线程池执行 ** Executor callbackExecutor = callback.getExecutor(); callbackExecutor.execute(new CallbackExecutorTask(connResp, callback));
long duration = System.currentTimeMillis() - waitBegin; // 实际读响应时间 logIfResponseError(connResp, duration, connRequest.getAppRequest()); } |
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CallbackExecutorTask static private class CallbackExecutorTask implements Runnable { final ConnectionResponse resp; final ResponseCallback callback; final Thread createThread;
CallbackExecutorTask(ConnectionResponse _resp, ResponseCallback _cb) { resp = _resp; callback = _cb; createThread = Thread.currentThread(); }
public void run() { // 预防这种情况：业务提供的Executor，让调用者线程来执行任务 if (createThread == Thread.currentThread() && callback.getExecutor() != DIYExecutor.getInstance()) { StringBuilder sb = new StringBuilder(); sb.append("The network callback task [" + resp.getRequestId() + "] cancelled, cause:"); sb.append("Can not callback task on the network io thhread."); LOGGER.warn(sb.toString()); return; }
if (TRConstants.RESULT_SUCCESS == resp.getResult()) { callback.handleResponse(resp.getAppResponse()); //设置调用结果 } else { callback.onRemotingException(resp.getResult(), resp .getErrorMsg()); //处理调用异常 } } } |
另外：
1，服务端在处理客户端的消息，然后再处理时，使用了线程池来并行处理，不用一个一个消息的处理
同样，客户端接收到服务端的消息，也是使用线程池来处理消息，再回调
