1、前序

上篇文章中（《架構設計：系統間通訊（15）——服務治理與Dubbo 上篇》），我們以示例的方式講解了阿里DUBBO服務治理框架基本使用。從這節開始我們將對DUBBO的主要模組的設計原理進行講解，從而幫助讀者理解DUBBO是如何工作的。（由於這個章節的內容比較多，包括了知識準備、DUBBO框架概述、DUBBO各模組分析，所以我將把內容切割成多篇文章）

2、基礎知識準備

為了讓讀者更好理解下文講解的內容，在開始講解DUBBO框架主要模組前，我們先要介紹一些基礎知識。這些基礎知識將幫助讀者更輕鬆的看懂後面的技術分析。這些基礎知識包括了一個在DUBBO框架代理層工作的Javassist元件、一種在整個DUBBO框架各層中大量運用的建立型模式：工廠方法模式、以及幾種在DUBBO各層使用的第三方框架。

2-1、動態程式設計：Javassist

Javassist是一個開源的分析、編輯和建立Java位元組碼的類庫。是由東京工業大學的數學和計算機科學系的 Shigeru Chiba （千葉 滋）所建立的。它已加入了開放原始碼JBoss 應用伺服器專案,通過使用Javassist對位元組碼操作為JBoss實現動態”AOP”框架。（摘自百度百科）

說人話就是：在JAVA應用程式執行時，按照要求動態生成class並且完成例項化。我們都知道在JAVA語言中我們可以通過“反射”機制在JAVA應用程式執行時載入業已存在的class檔案。但前提有兩個：即這個class是已經在編譯時存在的，另外這個class在JAVA-Classloader可以識別的路徑上。

而Javassist元件給了我們一個新的選擇，在編譯期不需要有這個java檔案的存在也不需要這個java檔案編譯好一個class。而是執行時再生成class。使用的程式碼示例如下：

<code class="hljs avrasm has-numbering" style="display: block; padding: 0px; color: inherit; box-sizing: border-box; font-family: 'Source Code Pro', monospace;font-size:undefined; white-space: pre; border-radius: 0px; word-wrap: normal; background: transparent;">ClassPool pool = ClassPool<span class="hljs-preprocessor" style="color: rgb(68, 68, 68); box-sizing: border-box;">.getDefault</span>()<span class="hljs-comment" style="color: rgb(136, 0, 0); box-sizing: border-box;">;</span>

// 建立一個名叫Foo的類
CtClass cc = pool<span class="hljs-preprocessor" style="color: rgb(68, 68, 68); box-sizing: border-box;">.makeClass</span>(<span class="hljs-string" style="color: rgb(0, 136, 0); box-sizing: border-box;">"Foo"</span>)<span class="hljs-comment" style="color: rgb(136, 0, 0); box-sizing: border-box;">;</span>

// 建立一個名叫‘getInteger’的方法
CtMethod mthd = CtNewMethod<span class="hljs-preprocessor" style="color: rgb(68, 68, 68); box-sizing: border-box;">.make</span>(<span class="hljs-string" style="color: rgb(0, 136, 0); box-sizing: border-box;">"public Integer getInteger() { return null; }"</span>, cc)<span class="hljs-comment" style="color: rgb(136, 0, 0); box-sizing: border-box;">;</span>
cc<span class="hljs-preprocessor" style="color: rgb(68, 68, 68); box-sizing: border-box;">.addMethod</span>(mthd)<span class="hljs-comment" style="color: rgb(136, 0, 0); box-sizing: border-box;">;</span>

// 建立一個名叫i的屬性，它的型別是‘int’
CtField f = new CtField(CtClass<span class="hljs-preprocessor" style="color: rgb(68, 68, 68); box-sizing: border-box;">.intType</span>, <span class="hljs-string" style="color: rgb(0, 136, 0); box-sizing: border-box;">"i"</span>, cc)<span class="hljs-comment" style="color: rgb(136, 0, 0); box-sizing: border-box;">;</span>
point<span class="hljs-preprocessor" style="color: rgb(68, 68, 68); box-sizing: border-box;">.addField</span>(f)<span class="hljs-comment" style="color: rgb(136, 0, 0); box-sizing: border-box;">;</span>

// 例項化這個類
clazz = cc<span class="hljs-preprocessor" style="color: rgb(68, 68, 68); box-sizing: border-box;">.toClass</span>()<span class="hljs-comment" style="color: rgb(136, 0, 0); box-sizing: border-box;">; </span>
Object instance = class<span class="hljs-preprocessor" style="color: rgb(68, 68, 68); box-sizing: border-box;">.newInstance</span>()<span class="hljs-comment" style="color: rgb(136, 0, 0); box-sizing: border-box;">;</span></code><ul class="pre-numbering" style="box-sizing: border-box; position: absolute; width: 50px; top: 0px; left: 0px; margin: 0px; padding: 6px 0px 40px; border-right-width: 1px; border-right-style: solid; border-right-color: rgb(221, 221, 221); list-style: none; text-align: right; background-color: rgb(238, 238, 238);"><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">1</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">2</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">3</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">4</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">5</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">6</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">7</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">8</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">9</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">10</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">11</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">12</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">13</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">14</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">15</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">16</li></ul>

大家先猜猜，DUBBO用它幹什麼呢？提示：主要是DUBBO中RPC模組的“代理層”在用哦~~

2-2、設計模式：工廠方法模式

設計模式中有一種建立模型（23中設計模式，分為三大類：建立模型、結構模型和行為模型）， 在這種建立模型下，我們通過A介面的工廠AFactory介面，建立任何一種特定環境下的A介面實現。

例如我們可以定義一個Router（路由服務），並且通過Router的RouterFactory抽象工廠，來統一任何一種路由的具體實現（無論是編輯指令碼實現的路由、配置檔案實現的路由，還是動態條件實現的路由），對外部呼叫者來說，它看到的都是“Router”這個介面服務。以下是典型的工廠方法模式的類圖：

上圖中，Client類在DUBBO框架中，代表了框架內的其他模組。工廠方法模式的優點在於對於某種形態的業務實現來說，都會有一個特定的具體物件工廠指向它；那麼當需要新增一種新業務實現時，只需要新增這個業務介面的另外一個具體實現和指向這個實現的具體工廠：現在DUBBO支援的RPC協議層支援Dubbo、Thrift、RMI等，他們都有相應的建立工廠；如果後續DUBBO框架需要引入一種新的RPC協議層支援，只需要建立這個RPC協議的具體實現，和對應的建立工廠。已有的RPC協議支援不會受到任何影響，DUBBO框架中使用這個RPC協議模組的其他模組，由於使用的是Protocol介面，所以也不會感覺有任何的不同。

給出Client具體的使用方式（虛擬碼，我寫得比較’快’，前提是我知道您已經理解抽象工廠模式的設計核心）：

<code class="hljs cs has-numbering" style="display: block; padding: 0px; color: inherit; box-sizing: border-box; font-family: 'Source Code Pro', monospace;font-size:undefined; white-space: pre; border-radius: 0px; word-wrap: normal; background: transparent;">IProductFactory productFactory = <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">null</span>;
<span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">if</span>([conditionA]) {
    productFactory = <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">new</span> ProductAFactory();
} <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">else</span> <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">if</span>([conditionB]) {
    productFactory = <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">new</span> ProductBFactory();
}

IProduct product = productFactory.getProduct();</code><ul class="pre-numbering" style="box-sizing: border-box; position: absolute; width: 50px; top: 0px; left: 0px; margin: 0px; padding: 6px 0px 40px; border-right-width: 1px; border-right-style: solid; border-right-color: rgb(221, 221, 221); list-style: none; text-align: right; background-color: rgb(238, 238, 238);"><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">1</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">2</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">3</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">4</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">5</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">6</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">7</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">8</li></ul>

很明顯如果Client這樣使用抽象工廠建立具體的IProduct實現就會出現一個謬論：Client必須知道現在的系統環境要麼是conditionA要麼是conditionB，也必須知道IProductFactory介面有兩個實現，要麼是ProductAFactory要麼是ProductBFactory。

為了保證這些細節‘呼叫者不需要關心’，其中一種做法是將IProductFactory的實現細節隱藏到這個工廠方法模型的內部：將工廠介面抽象化，並且結合單例模式在內部完成例項化：

<code class="hljs r has-numbering" style="display: block; padding: 0px; color: inherit; box-sizing: border-box; font-family: 'Source Code Pro', monospace;font-size:undefined; white-space: pre; border-radius: 0px; word-wrap: normal; background: transparent;">public abstract class AbstractProductFactory {

    <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">...</span> <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">...</span>

    public static AbstractProductFactory getNewInstance() {
        <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">...</span> <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">...</span>
        <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">if</span>([<span class="hljs-string" style="color: rgb(0, 136, 0); box-sizing: border-box;">'如果配置條件是A'</span>]) {
            productFactory = new ProductAFactory();
        } <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">else</span> <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">if</span>(<span class="hljs-string" style="color: rgb(0, 136, 0); box-sizing: border-box;">'如果配置條件是B'</span>) {
            productFactory = new ProductBFactory();
        }

        <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">return</span> productFactory;
    }

    public abstract IProduct getProduct();
}</code><ul class="pre-numbering" style="box-sizing: border-box; position: absolute; width: 50px; top: 0px; left: 0px; margin: 0px; padding: 6px 0px 40px; border-right-width: 1px; border-right-style: solid; border-right-color: rgb(221, 221, 221); list-style: none; text-align: right; background-color: rgb(238, 238, 238);"><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">1</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">2</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">3</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">4</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">5</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">6</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">7</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">8</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">9</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">10</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">11</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">12</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">13</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">14</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">15</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">16</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">17</li></ul>

這樣依賴AbstractProductFactory是建立ProductAFactory還是建立ProductBFactory的條件邏輯就不需要模組的呼叫者知曉了，模組的呼叫者也不會知道IProduct具體有兩種業務實現。但是AbstractProductFactory還是沒有逃脫厄運：在有新的業務環境、業務實現加入模組時，技術人員還是需要改寫AbstractProductFactory中的getNewInstance實現。這裡的本質原因是，您始終都要自己寫‘new’關鍵字，既然要寫‘new’關鍵字，您就必須知道所有的細節；

那麼有沒有方法，讓AbstractProductFactory進一步拜託這個厄運呢（設計結構更加優化）？答案肯定是有的：使用Spring的動態代理技術，徹底擺脫‘new’：

<code class="hljs r has-numbering" style="display: block; padding: 0px; color: inherit; box-sizing: border-box; font-family: 'Source Code Pro', monospace;font-size:undefined; white-space: pre; border-radius: 0px; word-wrap: normal; background: transparent;">public Class Client {

    <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">...</span> <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">...</span> 

    @Autowired
    private IProductFactory productFactory;

    public void someMethod() {
        IProduct product = productFactory.getProduct();
        <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">...</span> <span class="hljs-keyword" style="color: rgb(0, 0, 136); box-sizing: border-box;">...</span>
    }
}</code><ul class="pre-numbering" style="box-sizing: border-box; position: absolute; width: 50px; top: 0px; left: 0px; margin: 0px; padding: 6px 0px 40px; border-right-width: 1px; border-right-style: solid; border-right-color: rgb(221, 221, 221); list-style: none; text-align: right; background-color: rgb(238, 238, 238);"><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">1</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">2</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">3</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">4</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">5</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">6</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">7</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">8</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">9</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">10</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">11</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">12</li></ul>

以下是spring的配置資訊

<code class="hljs applescript has-numbering" style="display: block; padding: 0px; color: inherit; box-sizing: border-box; font-family: 'Source Code Pro', monospace;font-size:undefined; white-space: pre; border-radius: 0px; word-wrap: normal; background: transparent;"><bean <span class="hljs-property" style="box-sizing: border-box;">id</span>=<span class="hljs-string" style="color: rgb(0, 136, 0); box-sizing: border-box;">"productFactory"</span> <span class="hljs-type" style="box-sizing: border-box;">class</span>=<span class="hljs-string" style="color: rgb(0, 136, 0); box-sizing: border-box;">".......ProductAFactory"</span>/></code><ul class="pre-numbering" style="box-sizing: border-box; position: absolute; width: 50px; top: 0px; left: 0px; margin: 0px; padding: 6px 0px 40px; border-right-width: 1px; border-right-style: solid; border-right-color: rgb(221, 221, 221); list-style: none; text-align: right; background-color: rgb(238, 238, 238);"><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">1</li></ul>

2-3、RPC名詞：

現在業界主流的RPC技術在前文中已經提過一次。這裡為了便於大家儘快找到節奏，再進行一次概括性的介紹（以下介紹摘自百度百科）：

• Apache Thrift：Thrift最初由facebook開發用做系統內各語言之間的RPC通訊 。08年5月進入apache孵化器 。Apache Thrift通過自身獨立的一套IDL語言支援多種語言之間的RPC方式的通訊。

• RMI：RMI是Java的一組擁護開發分散式應用程式的API。RMI使用Java語言介面定義了遠端物件，它集合了Java序列化和Java遠端方法協議(Java Remote Method Protocol)。RMI具有RPC規則中典型的功能劃分，是一種在Java語言構建的系統間進行遠端呼叫的RPC框架。

• Hessian：Hessian是一個輕量級的remoting onhttp工具，使用簡單的方法提供了RMI的功能。 相比WebService，Hessian更簡單、快捷。採用的是二進位制RPC協議，因為採用的是二進位制協議，所以它很適合於傳送二進位制資料。

RPC框架的核心/次要結構要素，在我前面的一篇博文（《架構設計：系統間通訊（10）——RPC的基本概念》）中已經詳細介紹過。

 
它們分別是：

• 服務管理層/註冊管理層（Selector/Processor）：存在於RPC服務端，由於伺服器端某一個RPC介面的實現的特性（它並不知道自己是一個將要被RPC提供給第三方系統呼叫的服務）。所以在RPC框架中應該有一種“負責執行RPC介面實現”的角色。它負責了包括：管理RPC介面的註冊、判斷客戶端的請求許可權、控制介面實現類的執行在內的各種工作。

• 呼叫代理層（Stub/Proxy）：RPC代理存在於客戶端，因為要實現客戶端對RPC框架“透明”呼叫，那麼客戶端不可能自行去管理訊息格式、不可能自己去管理網路傳輸協議，也不可能自己去判斷呼叫過程是否有異常。這一切工作在客戶端都是交給RPC框架中的“代理”層來處理的。

• 訊息層/序列化層（Message Protocol）：RPC的訊息管理層專門對網路傳輸所承載的訊息資訊進行編號和解碼操作。目前流行的技術趨勢是不同的RPC實現，為了加強自身框架的效率都有一套（或者幾套）私有的訊息格式。就像前文介紹過的RMI的JRMP協議、Thrift的私有訊息協議等。

• 傳輸管理層（Transfer/Network Protocol）：傳輸協議層負責管理RPC框架所使用的網路協議、網路IO模型。例如Hessian的傳輸協議基於HTTP（應用層協議）；而Thrift的傳輸協議基於TCP（傳輸層協議）。傳輸層還需要統一RPC客戶端和RPC服務端所使用的網路IO模型；

• IDL語言：實際上IDL（介面定義語言）並不是RPC實現中所必須的。但是需要跨語言的RPC框架一定會有IDL部分的存在。這是因為要找到一個各種語言能夠理解的訊息結構、介面定義的描述形式。如果您的RPC實現沒有考慮跨語言性，那麼IDL部分就不是必須的。

2-4、網路框架層名詞：

• 網路IO模型：網路IO模型是計算機IO技術的一個分支（磁碟IO模型我將會在下一個系列博文：儲存系統中進行詳細說明，計劃明年上半年在這個系列博文結束後即刻推出）。目前包括的網路IO模型有：阻塞式同步IO、非阻塞式同步IO、多路複用IO和非同步IO。

• Netty和MINA：這兩款網路IO模型的封裝元件是由同一個技術人員主導完成的。其中Netty是由JBOSS提供的一個java開源框架。Netty和MINA一樣，提供非同步的、事件驅動的網路應用程式框架和工具（不且不僅僅限於此），用以快速開發高效能、高可靠性的網路伺服器和客戶端程式。

• Writing scalable server applications in the Java™ programming language has always been difficult. Before the advent of the Java New I/O API (NIO), thread management issues made it impossible for a server to scale to thousands of users. The Grizzly NIO framework has been designed to help developers to take advantage of the Java™ NIO API. Grizzly’s goal is to help developers to build scalable and robust servers using NIO as well as offering extended framework components: Web Framework (HTTP/S), WebSocket, Comet, and more!

（接下文）