Dubbo远程通信模块简析

dubbo-remoting 模块整体结构设计

服务治理框架大致可分为 “服务通信” 和 “服务管理” 两部分，前面我们分析了有关注册中心的源码，也就是服务管理，接下来要分析的就是跟服务通信有关的源码，也就是远程通讯模块。该模块中提供了多种客户端和服务端通信的功能，而在对 NIO 框架选型上，dubbo 交由用户选择，它集成了 mina、netty、grizzly 等各类 NIO 框架来搭建 NIO 服务器和客户端，并且利用 dubbo 的 SPI 扩展机制可以让用户自定义选择。dubbo-remoting 的工程结构如下。

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dubbo-remoting-api 模块整体结构设计

本篇我们先来看一下 dubbo-remoting 中 dubbo-remoting-api 的项目结构。

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dubbo-remoting-api 定义了远程通信模块最核心的 API，对于 dubbo-remoting-api 的解读会分为如下五个部分，其中第五部分会在本文介绍。

buffer 包：缓冲在 NIO 框架中是很重要的存在，各个 NIO 框架都实现了自己相应的缓存操作。这个 buffer 包下包括了缓冲区的接口以及抽象类；
exchange 包：信息交换层，其中封装了请求响应模式，在传输层之上重新封装了 Request-Response 语义，为了满足 RPC 的需求。这层可以认为专注在 Request 和 Response 携带的信息上。该层是 RPC 调用的通讯基础之一；
telnet 包：dubbo 支持通过 telnet 命令来进行服务治理，该包下就封装了这些通用指令的逻辑实现；
transport 包：网络传输层，它只负责单向消息传输，是对 Mina、Netty、Grizzly 的抽象，它也可以扩展 UDP 传输，该层也是 RPC 调用的通讯基础之一；
最外层的源码：该部分也是我们接下来要重点解析的。

结合 dubbo-remoting-api 模块的外层类和包划分，我们看看下面的官方架构图。

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红框标注的部分是 dubbo 整体架构中的远程通讯架构，其中 Exchange 组件和 Transport 组件在框架设计中起到了很重要的作用，也是支撑 Remoting 的核心。

dubbo-remoting-api 模块最外层源码解析

Endpoint 接口

dubbo 抽象出了一个端的概念，也就是 Endpoint 接口，这个端就是一个点，而点与点之间可以双向传输。在端的基础上再衍生出通道、客户端以及服务端的概念，也就是下面要介绍的 Channel、Client、Server 三个接口。在传输层，Client 和 Server 的区别只是语义上的区别，并不区分请求和应答职责，而在交换层，Client 和 Server 是有方向的端点，所以区分了明确的请求和应答职责。两者都具备发送的能力，只是客户端和服务端所关注的事情不一样，而 Endpoint 接口抽象的方法就是它们共同拥有的方法。这也就是它们都能被抽象成端的原因。

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/**
 * Endpoint. (API/SPI, Prototype, ThreadSafe)
 *
 * Endpoint 接口
 */
public interface Endpoint {

    /**
     * get url.
     *
     * @return url
     */
    URL getUrl();

    /**
     * get channel handler.
     *
     * 获得通道处理器
     *
     * @return channel handler
     */
    ChannelHandler getChannelHandler();

    /**
     * get local address.
     *
     * @return local address.
     */
    InetSocketAddress getLocalAddress();

    /**
     * send message.
     *
     * @param message 消息
     * @throws RemotingException
     */
    void send(Object message) throws RemotingException;

    /**
     * send message.
     *
     * @param message 消息
     * @param sent    already sent to socket?
     */
    void send(Object message, boolean sent) throws RemotingException;

    /**
     * close the channel.
     */
    void close();

    /**
     * Graceful close the channel.
     */
    void close(int timeout);

    void startClose();

    /**
     * is closed.
     *
     * @return closed
     */
    boolean isClosed();
}

Channel 接口

该接口是通道接口，通道是信息传输的载体。Channel 可读可写，并且可以异步读写。Channel 是 client 和 server 的数据传输桥梁。Channel 和 client 是一对一的，也就是一个 client 对应一个 Channel，而 Channel 和 server 则是多对一，也就是一个 server 可以对应多个 Channel。

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/**
 * Channel. (API/SPI, Prototype, ThreadSafe)
 *
 * 通道接口
 * 可以看到 Channel 继承了 Endpoint，也就是端抽象出来的方法也同样是 channel 所需要的
 */
public interface Channel extends Endpoint {

	/** 获得远程地址 */
    InetSocketAddress getRemoteAddress();

    /** 判断通道是否连接 */
    boolean isConnected();

    /** 判断是否有该key的值 */
    boolean hasAttribute(String key);

    /** 获得该key对应的值 */
    Object getAttribute(String key);

    /** 设置属性 */
    void setAttribute(String key, Object value);

    /** 删除属性 */
    void removeAttribute(String key);
}

ChannelHandler 接口

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/**
 * ChannelHandler. (API, Prototype, ThreadSafe)
 *
 * 通道处理器接口
 * 该接口负责Channel中的逻辑处理，可以看到这个接口有@SPI注解，是个可扩展接口
 */
@SPI
public interface ChannelHandler {

    /** 连接该通道 */
    void connected(Channel channel) throws RemotingException;

    /** 断开该通道 */
    void disconnected(Channel channel) throws RemotingException;

    /** 发送给这个通道消息 */
    void sent(Channel channel, Object message) throws RemotingException;

    /** 从这个通道内接收消息 */
    void received(Channel channel, Object message) throws RemotingException;

    /** 从这个通道内捕获异常 */
    void caught(Channel channel, Throwable exception) throws RemotingException;

}

Client 和 Resetable 接口

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/**
 * Remoting Client. (API/SPI, Prototype, ThreadSafe)
 *
 * 客户端接口，可以看到它继承了 Endpoint、Channel 和 Resetable接口，继承Endpoint的原因上面已经提到过了，
 * 客户端和服务端其实只是语义上的不同，客户端就是一个点。继承 Channel 是因为客户端跟通道是一一对应的，
 * 所以做了这样的设计，还继承了 Resetable接口 是为了实现 reset方法，该方法已经打上 @Deprecated注解，不推荐使用。
 * 除了这些客户端就只需要关注一个重连的操作。
 */
public interface Client extends Endpoint, Channel, Resetable {

    /** 重连 */
    void reconnect() throws RemotingException;

    /** 重置，不推荐使用 */
    @Deprecated
    void reset(com.alibaba.dubbo.common.Parameters parameters);
}

public interface Resetable {

    // 用于根据新传入的 url 属性，重置自己内部的一些属性
    void reset(URL url);

}

Server 接口

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/**
 * Remoting Server. (API/SPI, Prototype, ThreadSafe)
 *
 * 服务端接口，继承了 Endpoint 和 Resetable，继承 Endpoint 是因为服务端也是一个点，
 * 继承 Resetable接口 是为了继承 reset方法。除了这些以外，服务端独有的是检测是否启动成功，
 * 以及获得连接到 该服务端上的所有Channel，这里获得所有Channel其实就是获取所有连接该服务器的客户端
 */
public interface Server extends Endpoint, Resetable {

    /** 是否绑定本地端口，提供服务。即，是否启动成功，可连接，接收消息等 */
    boolean isBound();

    /** 获得连接到 服务端的通道们（客户端） */
    Collection<Channel> getChannels();

    /** 通过远程地址获得该地址对应的通道 */
    Channel getChannel(InetSocketAddress remoteAddress);

    @Deprecated
    void reset(com.alibaba.dubbo.common.Parameters parameters);
}

Codec2 接口

这两个都是编解码器接口，在网络中进行传输的数据都是原始的字节序列，这就需要发送端使用编码器把要传输的有意义的信息序列化成字节序列，接收端再使用解码器把字节序列再反序列化成有效信息，而同时具备这两种功能的单一组件就叫编解码器。在 dubbo 中 Codec 是老编解码器接口，而 Codec2 是新编解码器接口，并且 dubbo 已经用 CodecAdapter 把 Codec 适配成 Codec2 了。所以在这里就只介绍下 Codec2 接口。

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/**
 * 编解码器接口，需要注意的是：
 * 1、Codec2 有 @SPI注解，是一个可扩展接口；
 * 2、用到了 Adaptive机制，首先去 url 中找 key 为 codec 的 value，来加载 url 携带的配置中指定的 codec的实现；
 * 3、该接口中有个枚举类型 DecodeResult，因为解码过程中，需要解决 TCP 拆包、粘包的场景，所以增加了这两种解码结果，
 *    关于TCP 拆包、粘包的场景 可用看一下Netty源码解析中的内容
 */
@SPI
public interface Codec2 {

    /** 编码 */
    @Adaptive({Constants.CODEC_KEY})
    void encode(Channel channel, ChannelBuffer buffer, Object message) throws IOException;

    /** 解码 */
    @Adaptive({Constants.CODEC_KEY})
    Object decode(Channel channel, ChannelBuffer buffer) throws IOException;

    /** 解码结果 */
    enum DecodeResult {
        /** 需要更多输入 */
        NEED_MORE_INPUT,
        /** 忽略一些输入 */
        SKIP_SOME_INPUT
    }
}

Decodeable 接口

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/**
 * 可解码的接口，该接口有两个作用，第一是在调用真正的 decode方法 实现的时候会有一些校验，
 * 判断是否可以解码，并且对解码失败会有一些消息设置；第二个是被用来 message核对用的。
 * 后面看具体的实现会更了解该接口的作用。
 */
public interface Decodeable {

    /** 解码 */
    void decode() throws Exception;
}

Dispatcher 接口

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/**
 * 调度器接口，不同的调度器实现，将操作转发到对应的线程池。
 * 其中 dispatch 是线程池的调度方法，需要注意的是：
 * 1、该接口是一个可扩展接口，并且默认实现AllDispatcher，也就是所有消息都派发到线程池，
 *    包括请求，响应，连接事件，断开事件，心跳等；
 * 2、用了 Adaptive注解，也就是按照 URL中的配置来加载实现类，后面两个参数是为了兼容老版本，
 *    如果这是三个key对应的值都为空，就选择AllDispatcher来实现。
 */
@SPI(AllDispatcher.NAME)
public interface Dispatcher {

    /** dispatch the message to threadpool. */
    @Adaptive({Constants.DISPATCHER_KEY, "dispather", "channel.handler"})
    // The last two parameters are reserved for compatibility with the old configuration
    ChannelHandler dispatch(ChannelHandler handler, URL url);
}

Transporter 接口

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/**
 * 网络传输接口，需要注意的是：
 * 1、该接口是一个可扩展接口，并且默认实现 NettyTransporter；
 * 2、用了 dubbo SPI扩展机制中的Adaptive注解，加载对应的bind方法，使用url携带的server或者transporter属性值，
 *    加载对应的connect方法，使用url携带的client或者transporter属性值
 */
@SPI("netty")
public interface Transporter {

    /** 绑定一个服务器 */
    @Adaptive({Constants.SERVER_KEY, Constants.TRANSPORTER_KEY})
    Server bind(URL url, ChannelHandler handler) throws RemotingException;

    /**
     * 连接一个服务器，即创建一个客户端
     *
     * @param url     server url 服务器地址
     * @param handler 通道处理器
     * @return client 客户端
     * @throws RemotingException 当连接发生异常时
     */
    @Adaptive({Constants.CLIENT_KEY, Constants.TRANSPORTER_KEY})
    Client connect(URL url, ChannelHandler handler) throws RemotingException;
}

Transporters 类

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/**
 * 1、该类用到了设计模式的外观模式，通过该类的包装，隐藏了内部具体的实现细节，降低了程序的复杂度，
 *    也提高了程序的可维护性。比如，它包装了调用各种实现 Transporter接口 的方法，
 *    通过 getTransporter 来获得 Transporter 的实现对象，具体实现哪个实现类，取决于url中携带的配置信息，
 *    如果url中没有相应的配置，则默认选择 @SPI 中的默认值 netty。
 * 2、bind 和 connect方法分别有两个重载方法，其中的操作只是把把字符串的url转化为URL对象。
 * 3、静态代码块中检测了一下jar包是否有重复。
 */
public class Transporters {

    static {
        // 检查重复的 jar包
        Version.checkDuplicate(Transporters.class);
        Version.checkDuplicate(RemotingException.class);
    }

    private Transporters() {
    }

    public static Server bind(String url, ChannelHandler... handler) throws RemotingException {
        return bind(URL.valueOf(url), handler);
    }

    public static Server bind(URL url, ChannelHandler... handlers) throws RemotingException {
        if (url == null) {
            throw new IllegalArgumentException("url == null");
        }
        if (handlers == null || handlers.length == 0) {
            throw new IllegalArgumentException("handlers == null");
        }
        // 创建 handler
        ChannelHandler handler;
        if (handlers.length == 1) {
            handler = handlers[0];
        } else {
            handler = new ChannelHandlerDispatcher(handlers);
        }
        // 调用Transporter的实现类对象的bind方法。
        // 例如实现NettyTransporter，则调用NettyTransporter的connect，并且返回相应的server
        return getTransporter().bind(url, handler);
    }

    public static Client connect(String url, ChannelHandler... handler) throws RemotingException {
        return connect(URL.valueOf(url), handler);
    }

    public static Client connect(URL url, ChannelHandler... handlers) throws RemotingException {
        if (url == null) {
            throw new IllegalArgumentException("url == null");
        }
        // 创建 handler
        ChannelHandler handler;
        if (handlers == null || handlers.length == 0) {
            handler = new ChannelHandlerAdapter();
        } else if (handlers.length == 1) {
            handler = handlers[0];
        } else {
            handler = new ChannelHandlerDispatcher(handlers);
        }
        // 调用Transporter的实现类对象的connect方法。
        // 例如实现NettyTransporter，则调用NettyTransporter的connect，并且返回相应的client
        return getTransporter().connect(url, handler);
    }

    public static Transporter getTransporter() {
        return ExtensionLoader.getExtensionLoader(Transporter.class).getAdaptiveExtension();
    }
}

远程通信的异常类

RemotingException、ExecutionException 和 TimeoutException 是远程通信的异常类，内容比较简单，这里就简单介绍下一笔带过咯。

RemotingException 继承了 Exception 类，是远程通信的基础异常；
ExecutionException 继承了 RemotingException 类，ExecutionException 是远程通信的执行异常；
TimeoutException 继承了 RemotingException 类，TimeoutException 是超时异常。

文章目录

dubbo-remoting 模块整体结构设计

dubbo-remoting-api 模块整体结构设计

dubbo-remoting-api 模块最外层源码解析

Endpoint 接口

Channel 接口

ChannelHandler 接口

Client 和 Resetable 接口

Server 接口

Codec2 接口

Decodeable 接口

Dispatcher 接口

Transporter 接口

Transporters 类

远程通信的异常类

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