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Alibaba Dubbo框架同步调用原理分析-1
阅读量:5780 次
发布时间:2019-06-18

本文共 2949 字,大约阅读时间需要 9 分钟。

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由于Dubbo底层采用Socket进行通信,自己对通信理理论也不是很清楚,所以顺便把通信的知识也学习一下。

n  通信理论

计算机与外界的信息交换称为通信。基本的通信方法有并行通信和串行通信两种。

1.一组信息(通常是字节)的各位数据被同时传送的通信方法称为并行通信。并行通信依靠并行I/O接口实现。并行通信速度快,但传输线根数多,只适用于近距离(相距数公尺)的通信。

2.一组信息的各位数据被逐位顺序传送的通信方式称为串行通信。串行通信可通过串行接口来实现。串行通信速度慢,但传输线少,适宜长距离通信。

串行通信按信息传送方向分为以下3种:

1)   单工

只能一个方向传输数据

【原创】Alibaba Dubbo框架同步调用原理分析-1 - sun - 学无止境

2)   半双工

信息能双向传输,但不能同时双向传输

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3)   全双工

能双向传输并且可以同时双向传输

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n  Socket

Socket 是一种应用接口, TCP/IP 是网络传输协议,虽然接口相同, 但是不同的协议会有不同的服务性质。创建Socket 连接时,可以指定使用的传输层协议,Socket 可以支持不同的传输层协议(TCP 或UDP ),当使用TCP 协议进行连接时,该Socket 连接就是一个TCP 连接。Soket 跟TCP/IP 并没有必然的联系。Socket 编程接口在设计的时候,就希望也能适应其他的网络协议。所以,socket 的出现只是可以更方便的使用TCP/IP 协议栈而已。

引自:

上一个通信理论其实是想说Socket(TCP)通信是全双工的方式

n  Dubbo远程同步调用原理分析

Dubbo开源文档上了解到一个调用过程如下图

另外文档里有说明:Dubbo缺省协议采用单一长连接和NIO异步通讯,适合于小数据量大并发的服务调用,以及服务消费者机器数远大于服务提供者机器数的情况。

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Dubbo缺省协议,使用基于mina1.1.7+hessian3.2.1的tbremoting交互。

  • 连接个数:单连接
  • 连接方式:长连接
  • 传输协议:TCP
  • 传输方式:NIO异步传输
  • 序列化:Hessian二进制序列化
  • 适用范围:传入传出参数数据包较小(建议小于100K),消费者比提供者个数多,单一消费者无法压满提供者,尽量不要用dubbo协议传输大文件或超大字符串。
  • 适用场景:常规远程服务方法调用
 
通常,一个典型的同步远程调用应该是这样的:
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1, 
客户端线程调用远程接口,向服务端发送请求,同时当前线程应该处于“暂停“状态,即线程不能向后执行了,必需要拿到服务端给自己的结果后才能向后执行
2, 
服务端接到客户端请求后,处理请求,将结果给客户端
3, 
客户端收到结果,然后当前线程继续往后执行
Dubbo
里使用到了
Socket
(采用
apache mina
框架做底层调用)来建立长连接,发送、接收数据,底层使用
apache mina
框架的
IoSession
进行发送消息。
查看
Dubbo
文档及源代码可知,
Dubbo
底层使用
Socket
发送消息的形式进行数据传递,结合了
mina
框架,使用
IoSession.write()
方法,这个方法调用后对于整个远程调用
(
从发出请求到接收到结果
)
来说是一个异步的,即对于当前线程来说,将请求发送出来,线程就可以往后执行了,至于服务端的结果,是服务端处理完成后,再以消息的形式发送给客户端的。于是这里出现了
2
个问题:
  • 当前线程怎么让它“暂停”,等结果回来后,再向后执行?
  • 正如前面所说,Socket通信是一个全双工的方式,如果有多个线程同时进行远程方法调用,这时建立在client server之间的socket连接上会有很多双方发送的消息传递,前后顺序也可能是乱七八糟的,server处理完结果后,将结果消息发送给clientclient收到很多消息,怎么知道哪个消息结果是原先哪个线程调用的?
分析源代码,基本原理如下:
  1. client一个线程调用远程接口,生成一个唯一的ID(比如一段随机字符串,UUID等),Dubbo是使用AtomicLong0开始累计数字的
  2. 将打包的方法调用信息(如调用的接口名称,方法名称,参数值列表等),和处理结果的回调对象callback,全部封装在一起,组成一个对象object
  3. 向专门存放调用信息的全局ConcurrentHashMap里面put(ID, object)
  4. ID和打包的方法调用信息封装成一对象connRequest,使用IoSession.write(connRequest)异步发送出去
  5. 当前线程再使用callbackget()方法试图获取远程返回的结果,在get()内部,则使用synchronized获取回调对象callback的锁, 再先检测是否已经获取到结果,如果没有,然后调用callbackwait()方法,释放callback上的锁,让当前线程处于等待状态。
  6. 服务端接收到请求并处理后,将结果(此结果中包含了前面的ID,即回传)发送给客户端,客户端socket连接上专门监听消息的线程收到消息,分析结果,取到ID,再从前面的ConcurrentHashMap里面get(ID),从而找到callback,将方法调用结果设置到callback对象里。
  7. 监听线程接着使用synchronized获取回调对象callback的锁(因为前面调用过wait(),那个线程已释放callback的锁了),再notifyAll(),唤醒前面处于等待状态的线程继续执行(callbackget()方法继续执行就能拿到调用结果了),至此,整个过程结束。
这里还需要画一个大图来描述,后面再补了
需要注意的是,这里的
callback
对象是每次调用产生一个新的,不能共享,否则会有问题;另外
ID
必需至少保证在一个
Socket
连接里面是唯一的。
现在,前面两个问题已经有答案了,
  • 当前线程怎么让它“暂停”,等结果回来后,再向后执行?
     
答:先生成一个对象obj,在一个全局map里put(ID,obj)存放起来,再用synchronized获取obj锁,再调用obj.wait()让当前线程处于等待状态,然后另一消息监听线程等到服务端结果来了后,再map.get(ID)找到obj,再用synchronized获取obj锁,再调用obj.notifyAll()唤醒前面处于等待状态的线程。
  • 正如前面所说,Socket通信是一个全双工的方式,如果有多个线程同时进行远程方法调用,这时建立在client server之间的socket连接上会有很多双方发送的消息传递,前后顺序也可能是乱七八糟的,server处理完结果后,将结果消息发送给clientclient收到很多消息,怎么知道哪个消息结果是原先哪个线程调用的?
     答:使用一个
ID
,让其唯一,然后传递给服务端,再服务端又回传回来,这样就知道结果是原先哪个线程的了。
这种做法不是第一次见了,10年在上一公司里,也是远程接口调用,不过走的消息中间件rabbitmq,同步调用的原理跟这类似,详见:

转载于:https://my.oschina.net/candiesyangyang/blog/202333

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