第四章：（5）原理之 Dubbo 服务引用流程

一、服务引用流程

服务引用时，是通过 <dubbo:service> 标签或者 @Reference 注解来做到的，下面就解析一下服务引用流程。

1、ReferenceBean 实现了 FactoryBean，是一个工厂 Bean

public class ReferenceBean<T> extends ReferenceConfig<T> implements FactoryBean, ApplicationContextAware, InitializingBean, DisposableBean {}

2、重写了工厂 Bean 的 getObject 方法

    @Override
    public Object getObject() throws Exception {
        return get();
    }

    public synchronized T get() {
        if (destroyed) {
            throw new IllegalStateException("Already destroyed!");
        }
        if (ref == null) {
            init();
        }
        return ref;
    }

3、init 方法

    private void init() {
        if (initialized) {
            return;
        }
        initialized = true;
        if (interfaceName == null || interfaceName.length() == 0) {
            throw new IllegalStateException("<dubbo:reference interface=\"\" /> interface not allow null!");
        }
        // get consumer's global configuration
        checkDefault();
        appendProperties(this);
        ...

        //attributes are stored by system context.
        StaticContext.getSystemContext().putAll(attributes);
        //根据配置文件信息（封装到map）获取代理对象
        ref = createProxy(map);
        ConsumerModel consumerModel = new ConsumerModel(getUniqueServiceName(), this, ref, interfaceClass.getMethods());
        ApplicationModel.initConsumerModel(getUniqueServiceName(), consumerModel);
    }

4、createProxy 根据配置信息获取代理对象

    private T createProxy(Map<String, String> map) {
        URL tmpUrl = new URL("temp", "localhost", 0, map);
        final boolean isJvmRefer;
        if (isInjvm() == null) {
            if (url != null && url.length() > 0) { // if a url is specified, don't do local reference
                isJvmRefer = false;
            } else if (InjvmProtocol.getInjvmProtocol().isInjvmRefer(tmpUrl)) {
                // by default, reference local service if there is
                isJvmRefer = true;
            } else {
                isJvmRefer = false;
            }
        } else {
            isJvmRefer = isInjvm().booleanValue();
        }

        if (isJvmRefer) {
            URL url = new URL(Constants.LOCAL_PROTOCOL, NetUtils.LOCALHOST, 0, interfaceClass.getName()).addParameters(map);
            //远程引用interfaceClass这个接口，url 是注册中心地址，
            invoker = refprotocol.refer(interfaceClass, url);
            if (logger.isInfoEnabled()) {
                logger.info("Using injvm service " + interfaceClass.getName());
            }
        } else {
            if (url != null && url.length() > 0) { // user specified URL, could be peer-to-peer address, or register center's address.
                String[] us = Constants.SEMICOLON_SPLIT_PATTERN.split(url);
                if (us != null && us.length > 0) {
                    for (String u : us) {
                        URL url = URL.valueOf(u);
                        if (url.getPath() == null || url.getPath().length() == 0) {
                            url = url.setPath(interfaceName);
                        }
                        if (Constants.REGISTRY_PROTOCOL.equals(url.getProtocol())) {
                            urls.add(url.addParameterAndEncoded(Constants.REFER_KEY, StringUtils.toQueryString(map)));
                        } else {
                            urls.add(ClusterUtils.mergeUrl(url, map));
                        }
                    }
                }
            } else { // assemble URL from register center's configuration
                List<URL> us = loadRegistries(false);
                if (us != null && !us.isEmpty()) {
                    for (URL u : us) {
                        URL monitorUrl = loadMonitor(u);
                        if (monitorUrl != null) {
                            map.put(Constants.MONITOR_KEY, URL.encode(monitorUrl.toFullString()));
                        }
                        urls.add(u.addParameterAndEncoded(Constants.REFER_KEY, StringUtils.toQueryString(map)));
                    }
                }
                if (urls == null || urls.isEmpty()) {
                    throw new IllegalStateException("No such any registry to reference " + interfaceName + " on the consumer " + NetUtils.getLocalHost() + " use dubbo version " + Version.getVersion() + ", please config <dubbo:registry address=\"...\" /> to your spring config.");
                }
            }

            if (urls.size() == 1) {
                invoker = refprotocol.refer(interfaceClass, urls.get(0));
            } else {
                List<Invoker<?>> invokers = new ArrayList<Invoker<?>>();
                URL registryURL = null;
                for (URL url : urls) {
                    invokers.add(refprotocol.refer(interfaceClass, url));
                    if (Constants.REGISTRY_PROTOCOL.equals(url.getProtocol())) {
                        registryURL = url; // use last registry url
                    }
                }
                if (registryURL != null) { // registry url is available
                    // use AvailableCluster only when register's cluster is available
                    URL u = registryURL.addParameter(Constants.CLUSTER_KEY, AvailableCluster.NAME);
                    invoker = cluster.join(new StaticDirectory(u, invokers));
                } else { // not a registry url
                    invoker = cluster.join(new StaticDirectory(invokers));
                }
            }
        }

        Boolean c = check;
        if (c == null && consumer != null) {
            c = consumer.isCheck();
        }
        if (c == null) {
            c = true; // default true
        }
        if (c && !invoker.isAvailable()) {
            throw new IllegalStateException("Failed to check the status of the service " + interfaceName + ". No provider available for the service " + (group == null ? "" : group + "/") + interfaceName + (version == null ? "" : ":" + version) + " from the url " + invoker.getUrl() + " to the consumer " + NetUtils.getLocalHost() + " use dubbo version " + Version.getVersion());
        }
        if (logger.isInfoEnabled()) {
            logger.info("Refer dubbo service " + interfaceClass.getName() + " from url " + invoker.getUrl());
        }
        // create service proxy
        return (T) proxyFactory.getProxy(invoker);
    }

5、refprotocol 还是使用 Java 的 SPI 机制，使用 DubboProtocol

① 根据 debug，会先来到 RegistryProtocol 的 refer 方法

    @Override
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public <T> Invoker<T> refer(Class<T> type, URL url) throws RpcException {
        url = url.setProtocol(url.getParameter(Constants.REGISTRY_KEY, Constants.DEFAULT_REGISTRY)).removeParameter(Constants.REGISTRY_KEY);
        Registry registry = registryFactory.getRegistry(url);  //获取注册中心
        if (RegistryService.class.equals(type)) {
            return proxyFactory.getInvoker((T) registry, type, url);
        }

        // group="a,b" or group="*"
        Map<String, String> qs = StringUtils.parseQueryString(url.getParameterAndDecoded(Constants.REFER_KEY));
        String group = qs.get(Constants.GROUP_KEY);
        if (group != null && group.length() > 0) {
            if ((Constants.COMMA_SPLIT_PATTERN.split(group)).length > 1
                    || "*".equals(group)) {
                return doRefer(getMergeableCluster(), registry, type, url);
            }
        }
        return doRefer(cluster, registry, type, url);
    }

② doRefer 方法

    private <T> Invoker<T> doRefer(Cluster cluster, Registry registry, Class<T> type, URL url) {
        RegistryDirectory<T> directory = new RegistryDirectory<T>(type, url);
        directory.setRegistry(registry);
        directory.setProtocol(protocol);
        // all attributes of REFER_KEY
        Map<String, String> parameters = new HashMap<String, String>(directory.getUrl().getParameters());
        URL subscribeUrl = new URL(Constants.CONSUMER_PROTOCOL, parameters.remove(Constants.REGISTER_IP_KEY), 0, type.getName(), parameters);
        if (!Constants.ANY_VALUE.equals(url.getServiceInterface())
                && url.getParameter(Constants.REGISTER_KEY, true)) {
            registry.register(subscribeUrl.addParameters(Constants.CATEGORY_KEY, Constants.CONSUMERS_CATEGORY,
                    Constants.CHECK_KEY, String.valueOf(false)));
        }
        //去注册中心来订阅服务提供者提供的服务
        directory.subscribe(subscribeUrl.addParameter(Constants.CATEGORY_KEY,
                Constants.PROVIDERS_CATEGORY
                        + "," + Constants.CONFIGURATORS_CATEGORY
                        + "," + Constants.ROUTERS_CATEGORY));

        Invoker invoker = cluster.join(directory); //返回执行者
        ProviderConsumerRegTable.registerConsumer(invoker, url, subscribeUrl, directory); //注册消费者
        return invoker;
    }

③ 然后来到 DubboProtocol 的 refer 方法

    @Override
    public <T> Invoker<T> refer(Class<T> serviceType, URL url) throws RpcException {
        optimizeSerialization(url);
        // create rpc invoker.
        DubboInvoker<T> invoker = new DubboInvoker<T>(serviceType, url, getClients(url), invokers);
        invokers.add(invoker);
        return invoker;
    }

④ getClients 获取客户端

    private ExchangeClient[] getClients(URL url) {
        // whether to share connection
        boolean service_share_connect = false;
        int connections = url.getParameter(Constants.CONNECTIONS_KEY, 0);
        // if not configured, connection is shared, otherwise, one connection for one service
        if (connections == 0) {
            service_share_connect = true;
            connections = 1;
        }

        ExchangeClient[] clients = new ExchangeClient[connections];
        for (int i = 0; i < clients.length; i++) {
            if (service_share_connect) {
                clients[i] = getSharedClient(url);
            } else {
                clients[i] = initClient(url);
            }
        }
        return clients;
    }

    /**
     * Get shared connection
     */
    private ExchangeClient getSharedClient(URL url) {
        String key = url.getAddress();
        ReferenceCountExchangeClient client = referenceClientMap.get(key);
        if (client != null) {
            if (!client.isClosed()) {
                client.incrementAndGetCount();
                return client;
            } else {
                referenceClientMap.remove(key);
            }
        }
        synchronized (key.intern()) {
            ExchangeClient exchangeClient = initClient(url);
            client = new ReferenceCountExchangeClient(exchangeClient, ghostClientMap);
            referenceClientMap.put(key, client);
            ghostClientMap.remove(key);
            return client;
        }
    }

    /**
     * Create new connection
     */
    private ExchangeClient initClient(URL url) {

        // client type setting.
        String str = url.getParameter(Constants.CLIENT_KEY, url.getParameter(Constants.SERVER_KEY, Constants.DEFAULT_REMOTING_CLIENT));

        url = url.addParameter(Constants.CODEC_KEY, DubboCodec.NAME);
        // enable heartbeat by default
        url = url.addParameterIfAbsent(Constants.HEARTBEAT_KEY, String.valueOf(Constants.DEFAULT_HEARTBEAT));

        // BIO is not allowed since it has severe performance issue.
        if (str != null && str.length() > 0 && !ExtensionLoader.getExtensionLoader(Transporter.class).hasExtension(str)) {
            throw new RpcException("Unsupported client type: " + str + "," +
                    " supported client type is " + StringUtils.join(ExtensionLoader.getExtensionLoader(Transporter.class).getSupportedExtensions(), " "));
        }

        ExchangeClient client;
        try {
            // connection should be lazy
            if (url.getParameter(Constants.LAZY_CONNECT_KEY, false)) {
                client = new LazyConnectExchangeClient(url, requestHandler);
            } else {
                client = Exchangers.connect(url, requestHandler); //根据url连接到服务器
            }
        } catch (RemotingException e) {
            throw new RpcException("Fail to create remoting client for service(" + url + "): " + e.getMessage(), e);
        }
        return client;
    }

    public static ExchangeClient connect(URL url, ExchangeHandler handler) throws RemotingException {
        if (url == null) {
            throw new IllegalArgumentException("url == null");
        }
        if (handler == null) {
            throw new IllegalArgumentException("handler == null");
        }
        url = url.addParameterIfAbsent(Constants.CODEC_KEY, "exchange");
        return getExchanger(url).connect(url, handler);
    }


    @Override
    public ExchangeClient connect(URL url, ExchangeHandler handler) throws RemotingException {
        return new HeaderExchangeClient(Transporters.connect(url, new DecodeHandler(new HeaderExchangeHandler(handler))), true);
    }


    public static Client connect(URL url, ChannelHandler... handlers) throws RemotingException {
        if (url == null) {
            throw new IllegalArgumentException("url == null");
        }
        ChannelHandler handler;
        if (handlers == null || handlers.length == 0) {
            handler = new ChannelHandlerAdapter();
        } else if (handlers.length == 1) {
            handler = handlers[0];
        } else {
            handler = new ChannelHandlerDispatcher(handlers);
        }
        return getTransporter().connect(url, handler);
    }

    @Override
    public Client connect(URL url, ChannelHandler listener) throws RemotingException {
        return new NettyClient(url, listener);  //创建一个 Netty 的客户端
    }

6、registerConsumer：注册消费者

    public static void registerConsumer(Invoker invoker, URL registryUrl, URL consumerUrl, RegistryDirectory registryDirectory) {
        ConsumerInvokerWrapper wrapperInvoker = new ConsumerInvokerWrapper(invoker, registryUrl, consumerUrl, registryDirectory);
        String serviceUniqueName = consumerUrl.getServiceKey();
        Set<ConsumerInvokerWrapper> invokers = consumerInvokers.get(serviceUniqueName);
        if (invokers == null) {
            consumerInvokers.putIfAbsent(serviceUniqueName, new ConcurrentHashSet<ConsumerInvokerWrapper>());
            invokers = consumerInvokers.get(serviceUniqueName);
        }
        invokers.add(wrapperInvoker);
    }

现在 ProviderConsumerRegTable 注册表里注册了 url 和服务提供者提供的服务，也注册了 url 和服务消费者要消费的服务。

public class ProviderConsumerRegTable {
  public static ConcurrentHashMap<String, Set<ProviderInvokerWrapper>> providerInvokers = new ConcurrentHashMap<String, Set<ProviderInvokerWrapper>>();
  public static ConcurrentHashMap<String, Set<ConsumerInvokerWrapper>> consumerInvokers = new ConcurrentHashMap<String, Set<ConsumerInvokerWrapper>>();
}

至此，invoker 代理对象创建完毕。

二、时序图