Dubbo框架内核原理
从整体上来看看Dubbo的分层架构设计，架构分层是一个比较经典的模式，比如网络中的7层协议，每层执行固定的功能，上层依赖下层提供的功能，下层的改变对上层不可见等，并且每层都是一个可被替换的组件。
Dubbo整体架构图
图例说明：
- 图中左边淡蓝背景的为服务消费方使用的接口，右边淡绿色背景的为服务提供方使用的接口，位于中轴线上的为双方都用到的接口。
- 图中从下至上分为十层，各层均为单向依赖，右边的黑色箭头代表层之间的依赖关系，每一层都可以剥离上层被复用，其中，Service 和 Config 层为 API，其它各层均为 SPI。
- 图中绿色小块的为扩展接口，蓝色小块为实现类，图中只显示用于关联各层的实现类。
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图中蓝色虚线为初始化过程，即启动时组装链，红色实线为方法调用过程，即运行时调时链，紫色三角箭头为继承，可以把子类看作父类的同一个节点，线上的文字为调用的方法。
- Service和Config层 为API接口层，是为了让Dubbo使用方方便地发布服务和引用服务；对于服务提供方来说需要实现服务接口，然后使用ServiceConfig API 来发布该服务；对于服务消费方来说需要使用ReferenceConfig 对服务接口进行代理。Dubbo服务发布与引用方可以直接初始化配置类，也可以通过Spring配置自动生成配置类。 其他各层均为SPI（Service Provider Interface，服务提供者接口）层，SPI意味着下面各层都是组件化的，是可以被替换的，这也是Dubbo设计比较好的一点。Dubbo增强了JDK中提供的标准SPI功能，在Dubbo中除了Service和Config层，其他各层都是通过实现扩展点接口来提供服务的；Dubbo增强的SPI增加了对扩展点IoC和AOP的支持，一个扩展点可以直接使用setter（）方法注入其他扩展点，并且不会一次性实例化扩展点的所有实现类，这就避免了当扩展点实现类初始化很耗时，但当前还没用上它的功能时仍进行加载实例化这种浪费资源的情况；增强的SPI是在具体用某一个实现类的时候才对具体实现类进行实例化。后续会具体讲解Dubbo增强的SPI的实现原理。
- Proxy服务代理层 该层主要是对服务消费端使用的接口进行代理，把本地调用透明地转换为远程调用；另外对服务提供方的服务实现类进行代理，把服务实现类转换为Wrapper类，这是为了减少反射的调用，后面会具体讲解。Proxy层的SPI扩展接口为ProxyFactory，Dubbo提供的实现类主要有JavassistProxyFactory（默认使用）和JdkProxyFactory，用户可以实现ProxyFactory SPI接口，自定义代理服务层的实现。
- Registry 服务注册中心层 服务提供者启动时会把服务注册到服务注册中心，消费者启动时会去服务注册中心获取服务提供者的地址列表，Registry层主要功能是封装服务地址的注册与发现逻辑，扩展接口Registry 对应的扩展实现为ZookeeperRegistry、RedisRegistry、MulticastRegistry、DubboRegistry等。扩展接口RegistryFactory 对应的扩展接口实现为DubboRegistryFactory、DubboRegistryFactory、RedisRegistryFactory、ZookeeperRegistryFactory。另外，该层扩展接口Directory实现类有RegistryDirectory、StaticDirectory，用来透明地把Invoker列表转换为一个Invoker；用户可以实现该层的一系列扩展接口，自定义该层的服务实现。
- Cluster 路由层 封装多个服务提供者的路由规则、负载均衡、集群容错的实现，并桥接服务注册中心；扩展接口Cluster 对应的实现类有FailoverCluster（失败重试）、FailbackCluster（失败自动恢复）、FailfastCluster（快速失败）、FailsafeCluster （失败安全）、ForkingCluster（并行调用）等；负载均衡扩展接口LoadBalance 对应的实现类为RandomLoadBalance（随机）、RoundRobinLoadBalance（轮询）、LeastActiveLoadBalance（最小活跃数）、ConsistentHashLoadBalance（一致性Hash）等。用户可以实现该层的一系列扩展接口，自定义集群容错和负载均衡策略。
- Monitor 监控层 用来统计RPC 调用次数和调用耗时时间，扩展接口为MonitorFactory，对应的实现类为DubboMonitorFactroy。用户可以实现该层的MonitorFactory扩展接口，实现自定义监控统计策略。
- Protocol 远程调用层 封装RPC 调用逻辑，扩展接口为Protocol，对应实现有RegistryProtocol、DubboProtocol、InjvmProtocol等。
- Exchange 信息交换层 封装请求响应模式，同步转异步，扩展接口为Exchanger，对应的扩展实现有HeaderExchanger等。
- Transport 网络传输层 Mina和Netty抽象为统一接口。扩展接口为Channel，对应的实现有NettyChannel（默认）、MinaChannel等；扩展接口Transporter对应的实现类有GrizzlyTransporter、MinaTransporter、NettyTransporter（默认实现）；扩展接口Codec2对应的实现类有DubboCodec、ThriftCodec等。
- Serialize 数据序列化层 提供可以复用的一些工具，扩展接口为Serialization，对应的扩展实现有DubboSerialization、FastJsonSerialization、Hessian2Serialization、JavaSerialization等，扩展接口ThreadPool对应的扩展实现有FixedThreadPool、CachedThreadPool、LimitedThreadPool等。
远程调用概述
服务提供者暴露服务概述
首先，ServiceConfig 类引用对外提供服务的实现类ref（如GreetingServiceImpl），然后通过ProxyFactory 接口的扩展实现类的getInvoker（）方法使用ref 生成一个AbstractProxyInvoker 实例，到这一步就完成了具体服务到Invoker 的转化。接下来就是Invoker转换到Exporter的过程。Dubbo协议的Invoker转为Exporter发生在DubboProtocol类的export （）方法中，Dubbo处理服务暴露的关键就在Invoker转换到Exporter的过程中，在这个过程中会先启动Netty Server监听服务连接，然后将服务注册到服务注册中心。
- Ref -> Invoker ： ServiceConfig 类引用对外提供服务的实现类ref（如GreetingServiceImpl), 然后通过ProxyFactory#getInvoker方法使用ref 生成一个 AbstractProxyInvoker 实例，到这一步就完成了具体服务到Invoker 的转化。。
- Invoker -> Exporter : Dubbo协议的Invoker转为Exporter发生在Protocol#export 方法中，Dubbo处理服务暴露的关键就在Invoker转换到Exporter的过程中，在这个过程中会先启动Netty Server监听服务连接，然后将服务注册到服务注册中心。
服务消费者消费服务概述
首先ReferenceConfig类的init（）方法调用Protocol扩展接口实现类的refer（）方法生成Invoker 实例，这是服务消费的关键。接下来把Invoker 转换为客户端需要的接口。 Dubbo协议的Invoker转换为客户端需要的接口，发生在ProxyFactory接口的扩展实现类的getProxy（）方法中，它主要是使用代理对服务接口的调用转换为对Invoker的调用。
- ReferenceConfig 首先ReferenceConfig#init 方法调用Protocol#refer方法生成Invoker 实例，这是服务消费的关键。接下来把Invoker 转换为客户端需要的接口（如GreetingService）。
- Dubbo协议的Invoker转换为客户端需要的接口，发生在ProxyFactory接口的扩展实现类的getProxy方法中，它主要是使用代理对服务接口的调用转换为对Invoker的调用。
图例说明：
- 图中左边淡蓝背景的为服务消费方使用的接口，右边淡绿色背景的为服务提供方使用的接口，位于中轴线上的为双方都用到的接口。
- 图中从下至上分为十层，各层均为单向依赖，右边的黑色箭头代表层之间的依赖关系，每一层都可以剥离上层被复用，其中，Service 和 Config 层为 API，其它各层均为 SPI。
- 图中绿色小块的为扩展接口，蓝色小块为实现类，图中只显示用于关联各层的实现类。
- 图中蓝色虚线为初始化过程，即启动时组装链，红色实线为方法调用过程，即运行时调时链，紫色三角箭头为继承，可以把子类看作父类的同一个节点，线上的文字为调用的方法。
总体上将整个架构分成三大层，分别是Business层、RPC层、Remoting层。其中：
Business层是应用层的接口和实现类，完成应用层的业务逻辑。对于消费端应用层则是利用config配置层的功能在实现类中调用Proxy层实现的代理类（即为远程服务的引用）；对于服务端应用层则是实现业务逻辑然后通过Proxy层的Invoker封装之后，利用config配置层的功能将服务暴露给消费端使用。
如图描述Dubbo实现的RPC整体分10层：service、config、proxy、registry、cluster、monitor、protocol、exchange、transport、serialize。
各层说明
-
Service接口服务层：该层与业务逻辑相关，根据 provider 和 consumer 的业务设计对应的接口和实现。
- config 配置层：对外配置接口，以
ServiceConfig,ReferenceConfig为中心，可以直接初始化配置类，也可以通过 spring 解析配置生成配置类 - proxy 服务代理层：服务接口透明代理，生成服务的客户端 Stub 和服务器端 Skeleton, 以
ServiceProxy为中心，扩展接口为ProxyFactory - registry 注册中心层：封装服务地址的注册与发现，以服务 URL 为中心，扩展接口为
RegistryFactory,Registry,RegistryService - cluster 路由层：封装多个提供者的路由及负载均衡，并桥接注册中心，以
Invoker为中心，扩展接口为Cluster,Directory,Router,LoadBalance - monitor 监控层：RPC 调用次数和调用时间监控，以
Statistics为中心，扩展接口为MonitorFactory,Monitor,MonitorService - protocol 远程调用层：封装 RPC 调用，以
Invocation,Result为中心，扩展接口为Protocol,Invoker,Exporter - exchange 信息交换层：封装请求响应模式，同步转异步，以
Request,Response为中心，扩展接口为Exchanger,ExchangeChannel,ExchangeClient,ExchangeServer - transport 网络传输层：抽象 mina 和 netty 为统一接口，以
Message为中心，扩展接口为Channel,Transporter,Client,Server,Codec - serialize 数据序列化层：可复用的一些工具，扩展接口为
Serialization,ObjectInput,ObjectOutput,ThreadPool
关系说明
- 在 RPC 中，Protocol 是核心层，也就是只要有 Protocol + Invoker + Exporter 就可以完成非透明的 RPC 调用，然后在 Invoker 的主过程上 Filter 拦截点。
- 图中的 Consumer 和 Provider 是抽象概念，只是想让看图者更直观的了解哪些类分属于客户端与服务器端，不用 Client 和 Server 的原因是 Dubbo 在很多场景下都使用 Provider, Consumer, Registry, Monitor 划分逻辑拓扑节点，保持统一概念。
- 而 Cluster 是外围概念，所以 Cluster 的目的是将多个 Invoker 伪装成一个 Invoker，这样其它人只要关注 Protocol 层 Invoker 即可，加上 Cluster 或者去掉 Cluster 对其它层都不会造成影响，因为只有一个提供者时，是不需要 Cluster 的。
- Proxy 层封装了所有接口的透明化代理，而在其它层都以 Invoker 为中心，只有到了暴露给用户使用时，才用 Proxy 将 Invoker 转成接口，或将接口实现转成 Invoker，也就是去掉 Proxy 层 RPC 是可以 Run 的，只是不那么透明，不那么看起来像调本地服务一样调远程服务。
- 而 Remoting 实现是 Dubbo 协议的实现，如果你选择 RMI 协议，整个 Remoting 都不会用上，Remoting 内部再划为 Transport 传输层和 Exchange 信息交换层，Transport 层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，而 Exchange 层是在传输层之上封装了 Request-Response 语义。
- Registry 和 Monitor 实际上不算一层，而是一个独立的节点，只是为了全局概览，用层的方式画在一起。
模块分包
模块说明：
- dubbo-common 公共逻辑模块：包括 Util 类和通用模型。
- dubbo-remoting 远程通讯模块：相当于 Dubbo 协议的实现，如果 RPC 用 RMI协议则不需要使用此包。
- dubbo-rpc 远程调用模块：抽象各种协议，以及动态代理，只包含一对一的调用，不关心集群的管理。
- dubbo-cluster 集群模块：将多个服务提供方伪装为一个提供方，包括：负载均衡, 容错，路由等，集群的地址列表可以是静态配置的，也可以是由注册中心下发。
- dubbo-registry 注册中心模块：基于注册中心下发地址的集群方式，以及对各种注册中心的抽象。
- dubbo-monitor 监控模块：统计服务调用次数，调用时间的，调用链跟踪的服务。
- dubbo-config 配置模块：是 Dubbo 对外的 API，用户通过 Config 使用Dubbo，隐藏 Dubbo 所有细节。
- dubbo-container 容器模块：是一个 Standlone 的容器，以简单的 Main 加载 Spring 启动，因为服务通常不需要 Tomcat/JBoss 等 Web 容器的特性，没必要用 Web 容器去加载服务。
整体上按照分层结构进行分包，与分层的不同点在于：
- container 为服务容器，用于部署运行服务，没有在层中画出。
- protocol 层和 proxy 层都放在 rpc 模块中，这两层是 rpc 的核心，在不需要集群也就是只有一个提供者时，可以只使用这两层完成 rpc 调用。
- transport 层和 exchange 层都放在 remoting 模块中，为 rpc 调用的通讯基础。
- serialize 层放在 common 模块中，以便更大程度复用。
依赖关系
图例说明：
- 图中小方块 Protocol, Cluster, Proxy, Service, Container, Registry, Monitor 代表层或模块，蓝色的表示与业务有交互，绿色的表示只对 Dubbo 内部交互。
- 图中背景方块 Consumer, Provider, Registry, Monitor 代表部署逻辑拓扑节点。
- 图中蓝色虚线为初始化时调用，红色虚线为运行时异步调用，红色实线为运行时同步调用。
- 图中只包含 RPC 的层，不包含 Remoting 的层，Remoting 整体都隐含在 Protocol 中。
调用链
展开总设计图的红色调用链，如下：
暴露服务时序
展开总设计图左边服务提供方暴露服务的蓝色初始化链，时序图如下：
引用服务时序
展开总设计图右边服务消费方引用服务的绿色初始化链，时序图如下：
领域模型
在 Dubbo 的核心领域模型中：
- Protocol 是服务域，它是 Invoker 暴露和引用的主功能入口，它负责 Invoker 的生命周期管理。
- Invoker 是实体域，它是 Dubbo 的核心模型，其它模型都向它靠扰，或转换成它，它代表一个可执行体，可向它发起 invoke 调用，它有可能是一个本地的实现，也可能是一个远程的实现，也可能一个集群实现。
- Invocation 是会话域，它持有调用过程中的变量，比如方法名，参数等。
基本设计原则
- 采用 Microkernel + Plugin 模式，Microkernel 只负责组装 Plugin，Dubbo 自身的功能也是通过扩展点实现的，也就是 Dubbo 的所有功能点都可被用户自定义扩展所替换。
- 采用 URL 作为配置信息的统一格式，所有扩展点都通过传递 URL 携带配置信息。
看Dubbo源码
主要有以下模块
dubbo registry
dubbo cluster
dubbo config
dubbo rpc
dubbo remoting
dubbo container
dubbo monitor
dubbo registry 注册中心模块
官方文档的解释：基于注册中心下发地址的集群方式，以及对各种注册中心的抽象。
这个模块就是封装了dubbo所支持的注册中心的实现。
dubbo-cluster 集群模块
官方文档的解释：将多个服务提供方伪装为一个提供方，包括：负载均衡, 容错，路由等，集群的地址列表可以是静态配置的，也可以是由注册中心下发。
dubbo-common 公共逻辑模块
官方文档的解释：包括 Util 类和通用模型。
dubbo-config 配置模块
官方文档的解释：是 Dubbo 对外的 API，用户通过 Config 使用Dubbo，隐藏 Dubbo 所有细节。
用户都是使用配置来使用dubbo，dubbo也提供了四种配置方式，包括XML配置、属性配置、API配置、注解配置，配置模块就是实现了这四种配置的功能。
dubbo-rpc 远程调用模块
官方文档的解释：抽象各种协议，以及动态代理，只包含一对一的调用，不关心集群的管理。
dubbo-remoting 远程通信模块
官方文档的解释：相当于 Dubbo 协议的实现，如果 RPC 用 RMI协议则不需要使用此包。
dubbo-container 容器模块
官方文档的解释：是一个 Standlone 的容器，以简单的 Main 加载 Spring 启动，因为服务通常不需要 Tomcat/JBoss 等 Web 容器的特性，没必要用 Web 容器去加载服务。
dubbo-monito 监控模块
官方文档的解释：统计服务调用次数，调用时间的，调用链跟踪的服务。
dubbo-bootstrap 清理模块
这个模块只有一个类，是作为dubbo的引导类，并且在停止期间进行清理资源。
dubbo-filter 过滤器模块
这个模块提供了内置的一些过滤器。
dubbo-plugin 插件模块
该模块提供了内置的插件。
dubbo-serialization 序列化模块
该模块中封装了各类序列化框架的支持实现。
