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Dubbo

洪湖

3176字约11分钟

2024-04-20

1.Dubbo是什么？

Dubbo是阿里巴巴开源的基于 Java 的高性能 RPC 分布式服务框架，现已成为 Apache 基金会孵化项目。

其核心部分包含：

  • 集群容错：提供基于接口方法的透明远程过程调用，包括多协议支持，以及软负载均衡，失败容错，地址路由，动态配置等集群支持。
  • 远程通讯：提供对多种基于长连接的NIO框架抽象封装，包括多种线程模型，序列化，以及“请求-响应”模式的信息交换方式。
  • 自动发现：基于注册中心目录服务，使服务消费方能动态的查找服务提供方，使地址透明，使服务提供方可以平滑增加或减少机器。

2. Dubbo和 Spring Cloud 有什么区别？

最大的区别：

  • Dubbo底层是使用Netty这样的NIO框架，是基于TCP协议传输的，配合以Hession序列化完成RPC通信;
  • 而SpringCloud是基于Http协议+rest接口调用远程过程的通信，相对来说，Http请求会有更大的报文，占的带宽也会更多。但是REST相比RPC更为灵活，服务提供方和调用方的依赖只依靠一纸契约，不存在代码级别的强依赖，这在强调快速演化的微服务环境下，显得更为合适，至于注重通信速度还是方便灵活性，具体情况具体考虑。

模块区别：

  • Dubbo主要分为服务注册中心，服务提供者，服务消费者，还有管控中心；

  • 相比起Dubbo简单的四个模块，SpringCloud则是一个完整的分布式一站式框架，他有着一样的服务注册中心，服务提供者，服务消费者，管控台，断路器，分布式配置服务，消息总线，以及服务追踪等；

3. Dubbo核心组件有哪些？

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  • Provider：暴露服务的服务提供方
  • Consumer：调用远程服务消费方
  • Registry：服务注册与发现注册中心
  • Monitor：监控中心和访问调用统计
  • Container：服务运行容器

4. Dubbo都支持什么协议，推荐用哪种？

1、 Dubbo协议：Dubbo默认使用Dubbo协议。

  • 适合大并发小数据量的服务调用，以及服务消费者远大于提供者的情况
  • Hessian二进制序列化。
  • 缺点是不适合传送大数据包的服务。

2、rmi协议：采用JDK标准的rmi协议实现，传输参数和返回参数对象需要实现Serializable接口。使用java标准序列化机制，使用阻塞式短连接，传输数据包不限，消费者和提供者个数相当。

  • 多个短连接，TCP协议传输，同步传输，适用常规的远程服务调用和rmi互操作
  • 缺点：在依赖低版本的Common-Collections包，java反序列化存在安全漏洞，需升级commons-collections3 到3.2.2版本或commons-collections4到4.1版本。

3、 webservice协议：基于WebService的远程调用协议(Apache CXF的frontend-simple和transports-http)实现，提供和原生WebService的互操作多个短连接，基于HTTP传输，同步传输，适用系统集成和跨语言调用。

4、http协议：基于Http表单提交的远程调用协议，使用Spring的HttpInvoke实现。对传输数据包不限，传入参数大小混合，提供者个数多于消费者

  • 缺点是不支持传文件，只适用于同时给应用程序和浏览器JS调用

5、hessian：集成Hessian服务，基于底层Http通讯，采用Servlet暴露服务，Dubbo内嵌Jetty作为服务器实现,可与Hession服务互操作 通讯效率高于WebService和Java自带的序列化

  • 适用于传输大数据包(可传文件)，提供者比消费者个数多，提供者压力较大

  • 缺点是参数及返回值需实现Serializable接口，自定义实现List、Map、Number、Date、Calendar等接口

6、thrift协议：对thrift原生协议的扩展添加了额外的头信息。使用较少，不支持传null值

7、memcache：基于memcached实现的RPC协议

8、redis：基于redis实现的RPC协议

5. Dubbo服务器注册与发现的流程？

  • 服务容器Container负责启动，加载，运行服务提供者。
  • 服务提供者Provider在启动时，向注册中心注册自己提供的服务。
  • 服务消费者Consumer在启动时，向注册中心订阅自己所需的服务。
  • 注册中心Registry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。
  • 服务消费者Consumer，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。
  • 服务消费者Consumer和提供者Provider，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Monitor。

6. Dubbo内置了哪几种服务容器？

三种服务容器：

  • Spring Container
  • Jetty Container
  • Log4j Container

Dubbo的服务容器只是一个简单的 Main 方法，并加载一个简单的 Spring 容器，用于暴露服务。

7. Dubbo负载均衡的作用？

将负载均衡功能实现在rpc客户端侧，以便能够随时适应外部的环境变化，更好地发挥硬件作用。而且客户端的负载均衡天然地就避免了单点问题。定制化的自有定制化的优势和劣势。

它可以从配置文件中指定，也可以在管理后台进行配置修改。

事实上，它支持 服务端服务/方法级别、客户端服务/方法级别 的负载均衡配置。

8. Dubbo有哪几种负载均衡策略，默认是哪种？

Dubbo提供了4种负载均衡实现：

  1. RandomLoadBalance:随机负载均衡。随机的选择一个。是Dubbo的默认负载均衡策略。
  2. RoundRobinLoadBalance:轮询负载均衡。轮询选择一个。
  3. LeastActiveLoadBalance:最少活跃调用数，相同活跃数的随机。活跃数指调用前后计数差。使慢的 Provider 收到更少请求，因为越慢的 Provider 的调用前后计数差会越大。
  4. ConsistentHashLoadBalance:一致性哈希负载均衡。相同参数的请求总是落在同一台机器上。

9. Dubbo服务之间的调用是阻塞的吗？

默认是同步等待结果阻塞的，支持异步调用。

Dubbo是基于 NIO 的非阻塞实现并行调用，客户端不需要启动多线程即可完成并行调用多个远程服务，相对多线程开销较小，异步调用会返回一个 Future 对象。

10. DubboMonitor 实现原理？

Consumer 端在发起调用之前会先走 filter 链；provider 端在接收到请求时也是先走 filter 链，然后才进行真正的业务逻辑处理。默认情况下，在 consumer 和 provider 的 filter 链中都会有 Monitorfilter。

  1. MonitorFilter 向 DubboMonitor 发送数据
  2. DubboMonitor 将数据进行聚合后（默认聚合 1min 中的统计数据）暂存到ConcurrentMap<Statistics, AtomicReference> statisticsMap，然后使用一个含有 3 个线程（线程名字：DubboMonitorSendTimer）的线程池每隔 1min 钟，调用 SimpleMonitorService 遍历发送 statisticsMap 中的统计数据，每发送完毕一个，就重置当前的 Statistics 的 AtomicReference
  3. SimpleMonitorService 将这些聚合数据塞入 BlockingQueue queue 中（队列大写为 100000）
  4. SimpleMonitorService 使用一个后台线程（线程名为：DubboMonitorAsyncWriteLogThread）将 queue 中的数据写入文件（该线程以死循环的形式来写）
  5. SimpleMonitorService 还会使用一个含有 1 个线程（线程名字：DubboMonitorTimer）的线程池每隔 5min 钟，将文件中的统计数据画成图表

11. Dubbo有哪些注册中心？

  • Multicast 注册中心：Multicast 注册中心不需要任何中心节点，只要广播地址，就能进行服务注册和发现,基于网络中组播传输实现。
  • Zookeeper 注册中心：基于分布式协调系统 Zookeeper 实现，采用 Zookeeper 的 watch 机制实现数据变更。
  • Redis 注册中心：基于 Redis 实现，采用 key/map 存储，key 存储服务名和类型，map 中 key 存储服务 url，value 服务过期时间。基于 Redis 的发布/订阅模式通知数据变更。
  • Simple 注册中心。
  • 推荐使用 Zookeeper 作为注册中心

12. Dubbo的集群容错方案有哪些？

  • Failover Cluster：失败自动切换，当出现失败，重试其它服务器。通常用于读操作，但重试会带来更长延迟。
  • Failfast Cluster：快速失败，只发起一次调用，失败立即报错。通常用于非幂等性的写操作，比如新增记录。
  • Failsafe Cluster：失败安全，出现异常时，直接忽略。通常用于写入审计日志等操作。
  • Failback Cluster：失败自动恢复，后台记录失败请求，定时重发。通常用于消息通知操作。
  • Forking Cluster：并行调用多个服务器，只要一个成功即返回。通常用于实时性要求较高的读操作，但需要浪费更多服务资源。可通过 forks=”2″ 来设置最大并行数。
  • Broadcast Cluster：广播调用所有提供者，逐个调用，任意一台报错则报错 。通常用于通知所有提供者更新缓存或日志等本地资源信息。

13. Dubbo超时设置有哪些方式？

Dubbo超时设置有两种方式：

  • 服务提供者端设置超时时间，在Dubbo的用户文档中，推荐如果能在服务端多配置就尽量多配置，因为服务提供者比消费者更清楚自己提供的服务特性。
  • 服务消费者端设置超时时间，如果在消费者端设置了超时时间，以消费者端为主，即优先级更高。因为服务调用方设置超时时间控制性更灵活。如果消费方超时，服务端线程不会定制，会产生警告。

14. Dubbo用到哪些设计模式？

1、工厂模式

Provider 在 export 服务时，会调用 ServiceConfig 的 export 方法。ServiceConfig中有个字段：

private static final Protocol protocol =
ExtensionLoader.getExtensionLoader(Protocol.class).getAdaptiveExtensi
on();
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Dubbo里有很多这种代码。这也是一种工厂模式，只是实现类的获取采用了 JDKSPI 的机制。这么实现的优点是可扩展性强，想要扩展实现，只需要在 classpath下增加个文件就可以了，代码零侵入。另外，像上面的 Adaptive 实现，可以做到调用时动态决定调用哪个实现，但是由于这种实现采用了动态代理，会造成代码调试比较麻烦，需要分析出实际调用的实现类。

2、装饰器模式

Dubbo在启动和调用阶段都大量使用了装饰器模式。以 Provider 提供的调用链为例，具体的调用链代码是在 ProtocolFilterWrapper 的 buildInvokerChain 完成的，具体是将注解中含有 group=provider 的 Filter 实现，按照 order 排序，最后的调用顺序是：

EchoFilter -> ClassLoaderFilter -> GenericFilter -> ContextFilter ->
ExecuteLimitFilter -> TraceFilter -> TimeoutFilter -> MonitorFilter ->
ExceptionFilter
复制代码

更确切地说，这里是装饰器和责任链模式的混合使用。例如，EchoFilter 的作用是判断是否是回声测试请求，是的话直接返回内容，这是一种责任链的体现。而像ClassLoaderFilter 则只是在主功能上添加了功能，更改当前线程的 ClassLoader，这是典型的装饰器模式。

3、观察者模式

Dubbo的 Provider 启动时，需要与注册中心交互，先注册自己的服务，再订阅自己的服务，订阅时，采用了观察者模式，开启一个 listener。注册中心会每 5 秒定时检查是否有服务更新，如果有更新，向该服务的提供者发送一个 notify 消息，provider 接受到 notify 消息后，运行 NotifyListener 的 notify 方法，执行监听器方法。

4、动态代理模式

Dubbo扩展 JDK SPI 的类 ExtensionLoader 的 Adaptive 实现是典型的动态代理实现。Dubbo需要灵活地控制实现类，即在调用阶段动态地根据参数决定调用哪个实现类，所以采用先生成代理类的方法，能够做到灵活的调用。生成代理类的代码是 ExtensionLoader 的 createAdaptiveExtensionClassCode 方法。代理类主要逻辑是，获取 URL 参数中指定参数的值作为获取实现类的 key。