作者：黄金
一、架构演变
单应用架构 ----> 垂直架构 ----> 分布式架构 ----> 微服务架构 ----> 云原生架构
二、Dubbo总体架构
1、角色职能
• Container：服务容器 （tomcat、jetty、weblogic）
• Provider：服务提供者
• Consumer：服务消费者
• Registry：注册中心（ zookeeper、Nacos 、Apollo）
• Minitor：监控中心
2、调用流程
（1）服务容器负责启动，加载，运行服务提供者。
（2）服务提供者在启动时，向注册中心注册自己提供的服务。
（3）服务消费者在启动时，向注册中心订阅自己所需的服务。
（4）注册中心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。
（5）服务消费者，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。
（6）服务消费者和提供者，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。
三、Dubbo分层架构
• 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
四、Dubbo六大核心能力
1、面向接口代理的高性能RPC调用
提供高性能的基于代理的远程调用能力，服务以接口为粒度，为开发者屏蔽远程调用底层细节。
2、服务自动注册和发现
支持多种注册中心服务，服务实例上下线实时感知。
3、负载均衡和智能容错
内置多种负载均衡策略，智能感知下游节点健康状况，显著减少调用延迟，提高系统吞吐量。
4、高度可扩展能力
遵循微内核+插件的设计原则，所有核心能力如Protocol、Transport、Serialization被设计为扩展点，平等对待内置实现和第三方实现
5、运行期流量调度
内置条件、脚本等路由策略，通过配置不同的路由规则，轻松实现灰度发布，同机房优先等功能。
6、可视化的服务治理与运维
提供丰富服务治理、运维工具：随时查询服务元数据、服务健康状态及调用统计，实时下发路由策略、调整配置参数。
五、RPC通信协议
分布式框架的核心是RPC框架，RPC框架的核心是RPC协议。RPC是指服务之间远程调用协议，也就是指明了服务之间接口调用，进行序列化和网络传输的约定。
Dubbo提供了 Triple(Dubbo3)、Dubbo2 协议， 第三方协议进行了集成，包括 gRPC、Thrift、JsonRPC、Hessian2、REST 等。其中RPC协议包含：服务提供者的IP地址、协议指定开放端口、运行服务、协议报文编码、序列化方式
六、负载均衡和集群容错
1、负载均衡
Dubbo 提供的是客户端负载均衡，即由 Consumer 通过负载均衡算法得出需要将请求提交到哪个 Provider 实例。在集群负载均衡时，Dubbo 提供了多种均衡策略，缺省为 random 随机调用。
| 算法 |
特性 |
备注 |
| RandomLoadBalance |
加权随机 |
默认算法，默认权重相同 |
| RoundRobinLoadBalance |
加权轮询 |
借鉴于 Nginx 的平滑加权轮询算法，默认权重相同 |
| LeastActiveLoadBalance |
最少活跃优先 + 加权随机 |
背后是能者多劳的思想 |
| ShortestResponseLoadBalance |
最短响应优先 + 加权随机 |
更加关注响应速度 |
| ConsistentHashLoadBalance |
一致性 Hash |
确定的入参，确定的提供者，适用于有状态请求 |
2、集群容错
在集群调用失败时，Dubbo 提供了多种容错方案，缺省为 failover 重试
| 容错机制 |
特性 |
| Failover |
失败自动切换 |
| Failfast |
快速失败 |
| Failsafe |
失败安全 |
| Failback |
失败自动恢复 |
| Forking |
并行调用多个服务器 |
| Broadcast |
广播调用所有提供者 |
七、设计思想
1、领域模型
• Protocol 服务域：Invoker 暴露和引用的主功能入口，它负责 Invoker 的生命周期管理
• Invoker 实体域：Dubbo 的核心模型，其它模型都向它靠拢，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 会话域：持有调用过程中的变量，比如方法名，参数等
2、基本设计原则
• 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
• URL：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
八、总结
至此，Dubbo总体架构与核心模块介绍完成，文中如有不当或者错误观点，欢迎大家评论区指出。感兴趣的同学，可以关注后续“Dubbo架构设计与源码解析”系列的文章。
