在Dubbo的官网上,Dubbo描述自己是一个高性能的RPC框架。今天我想聊聊Dubbo的另一个很棒的特性, 就是它的可扩展性。 如同罗马不是一天建成的,任何系统都一定是从小系统不断发展成为大系统的,想要从一开始就把系统设计的足够完善是不可能的,相反的,我们应该关注当下的需求,然后再不断地对系统进行迭代。在代码层面,要求我们适当的对关注点进行抽象和隔离,在软件不断添加功能和特性时,依然能保持良好的结构和可维护性,同时允许第三方开发者对其功能进行扩展。在某些时候,软件设计者对扩展性的追求甚至超过了性能。
在谈到软件设计时,可扩展性一直被谈起,那到底什么才是可扩展性,什么样的框架才算有良好的可扩展性呢?它必须要做到以下两点:
通常可扩展的实现有下面几种:
既然Dubbo的扩展机制是基于Java原生的SPI机制,那么我们就先来了解下Java SPI吧。了解了Java的SPI,也就是对Dubbo的扩展机制有一个基本的了解。如果对Java SPI比较了解的同学,可以跳过。
Java SPI(Service Provider Interface)是JDK内置的一种动态加载扩展点的实现。在ClassPath的 META-INF/services
目录下放置一个与接口同名的文本文件,文件的内容为接口的实现类,多个实现类用换行符分隔。JDK中使用 java.util.ServiceLoader
来加载具体的实现。 让我们通过一个简单的例子,来看看Java SPI是如何工作的。
1.定义一个接口IRepository用于实现数据储存
public interface IRepository { void save(String data); }
2.提供IRepository的实现 IRepository有两个实现。MysqlRepository和MongoRepository。
public class MysqlRepository implements IRepository { public void save(String data) { System.out.println("Save " + data + " to Mysql"); } }
public class MongoRepository implements IRepository { public void save(String data) { System.out.println("Save " + data + " to Mongo"); } }
3.添加配置文件 在 META-INF/services
目录添加一个文件,文件名和接口全名称相同,所以文件是 META-INF/services/com.demo.IRepository
。文件内容为:
com.demo.MongoRepository com.demo.MysqlRepository
4.通过ServiceLoader加载IRepository实现
ServiceLoader<IRepository> serviceLoader = ServiceLoader.load(IRepository.class); Iterator<IRepository> it = serviceLoader.iterator(); while (it != null && it.hasNext()){ IRepository demoService = it.next(); System.out.println("class:" + demoService.getClass().getName()); demoService.save("tom"); } 复制代码
在上面的例子中,我们定义了一个扩展点和它的两个实现。在ClassPath中添加了扩展的配置文件,最后使用ServiceLoader来加载所有的扩展点。 最终的输出结果为:
class:testDubbo.MongoRepository Save tom to Mongo class:testDubbo.MysqlRepository Save tom to Mysql 复制代码
Java SPI的使用很简单。也做到了基本的加载扩展点的功能。但Java SPI有以下的不足:
所以Java SPI应付一些简单的场景是可以的,但对于Dubbo,它的功能还是比较弱的。Dubbo对原生SPI机制进行了一些扩展。接下来,我们就更深入地了解下Dubbo的SPI机制。
在深入学习Dubbo的扩展机制之前,我们先明确Dubbo SPI中的一些基本概念。在接下来的内容中,我们会多次用到这些术语。
5.1 扩展点(Extension Point)
是一个Java的接口。
5.2 扩展(Extension)
扩展点的实现类。
5.3 扩展实例(Extension Instance)
扩展点实现类的实例。
5.4 扩展自适应实例(Extension Adaptive Instance)
第一次接触这个概念时,可能不太好理解(我第一次也是这样的...)。如果称它为扩展代理类,可能更好理解些。扩展的自适应实例其实就是一个Extension的代理,它实现了扩展点接口。在调用扩展点的接口方法时,会根据实际的参数来决定要使用哪个扩展。比如一个IRepository的扩展点,有一个save方法。有两个实现MysqlRepository和MongoRepository。IRepository的自适应实例在调用接口方法的时候,会根据save方法中的参数,来决定要调用哪个IRepository的实现。如果方法参数中有repository=mysql,那么就调用MysqlRepository的save方法。如果repository=mongo,就调用MongoRepository的save方法。和面向对象的延迟绑定很类似。为什么Dubbo会引入扩展自适应实例的概念呢?
5.5 @SPI
@SPI
注解作用于扩展点的接口上,表明该接口是一个扩展点。可以被Dubbo的 ExtentionLoader
加载。如果没有此ExtensionLoader调用会异常。
5.6 @Adaptive
@Adaptive
注解用在扩展接口的方法上。表示该方法是一个自适应方法。Dubbo在为扩展点生成自适应实例时,如果方法有@Adaptive注解,会为该方法生成对应的代码。方法内部会根据方法的参数,来决定使用哪个扩展。 @Adaptive注解用在类上代表实现一个装饰类,类似于设计模式中的装饰模式,它主要作用是返回指定类,目前在整个系统中AdaptiveCompiler、AdaptiveExtensionFactory这两个类拥有该注解。
5.7 ExtentionLoader
类似于Java SPI的ServiceLoader,负责扩展的加载和生命周期维护。
5.8 扩展别名
和Java SPI不同,Dubbo中的扩展都有一个别名,用于在应用中引用它们。比如
random=com.alibaba.dubbo.rpc.cluster.loadbalance.RandomLoadBalance roundrobin=com.alibaba.dubbo.rpc.cluster.loadbalance.RoundRobinLoadBalance 复制代码
5.9 一些路径
和Java SPI从/META-INF/services目录加载扩展配置类似,Dubbo也会从以下路径去加载扩展配置文件:
META-INF/dubbo/internal META-INF/dubbo META-INF/services
在了解了Dubbo的一些基本概念后,让我们一起来看一个Dubbo中实际的扩展点,对这些概念有一个更直观的认识。
我们选择的是Dubbo中的LoadBalance扩展点。Dubbo中的一个服务,通常有多个Provider,consumer调用服务时,需要在多个Provider中选择一个。这就是一个LoadBalance。我们一起来看看在Dubbo中,LoadBalance是如何成为一个扩展点的。
6.1 LoadBalance接口
@SPI(RandomLoadBalance.NAME) public interface LoadBalance { @Adaptive("loadbalance") <T> Invoker<T> select(List<Invoker<T>> invokers, URL url, Invocation invocation) throws RpcException; } 复制代码
LoadBalance接口只有一个select方法。select方法从多个invoker中选择其中一个。上面代码中和Dubbo SPI相关的元素有:
@SPI( RandomLoadBalance.NAME
) @SPI作用于LoadBalance接口,表示接口LoadBalance是一个扩展点。如果没有@SPI注解,试图去加载扩展时,会抛出异常。@SPI注解有一个参数,该参数表示该扩展点的默认实现的别名。如果没有显示的指定扩展,就使用默认实现。 RandomLoadBalance.NAME
是一个常量,值是"random",是一个随机负载均衡的实现。 random的定义在配置文件 META-INF/dubbo/internal/com.alibaba.dubbo.rpc.cluster.LoadBalance
中:
random=com.alibaba.dubbo.rpc.cluster.loadbalance.RandomLoadBalance roundrobin=com.alibaba.dubbo.rpc.cluster.loadbalance.RoundRobinLoadBalance leastactive=com.alibaba.dubbo.rpc.cluster.loadbalance.LeastActiveLoadBalance consistenthash=com.alibaba.dubbo.rpc.cluster.loadbalance.ConsistentHashLoadBalance 复制代码
可以看到文件中定义了4个LoadBalance的扩展实现。由于负载均衡的实现不是本次的内容,这里就不过多说明。只用知道Dubbo提供了4种负载均衡的实现,我们可以通过xml文件,properties文件,JVM参数显式的指定一个实现。如果没有,默认使用随机。