这是why的第 55 篇原创文章
大家好,我是 why,欢迎来到我连续周更优质原创文章的第 55 篇。
老规矩,先来一个简短的荒腔走板,给冰冷的技术文注入一丝色彩。
魔幻的 2020 年的上半年过去了,很多人都在朋友圈和上半年说再见,我也不例外。
上面这张照片,就是我在朋友圈发的一张图片。
这张照片是我在公司去年年会的时候拍的,出处来自电影《飞驰人生》。
电影里面有人问张弛:你五年连续获得冠军的必胜绝招是什么?
张驰满怀深情的回答:必胜绝招只有两个字—奉献。就是把你的全部,奉献给你所热爱的一切。
什么是热爱?
可以用电影里面的一句台词来回答:
“巴音布鲁克,1462道弯,109公里,耍小聪明,赢得了100米,赢不了100公里。我每天在脑海里开20遍,5年,3万6千遍,我能记住每一个弯道。”
张弛在电影里面是一个卑微的角色,他卖炒饭、卖唱、偷车架、端着饭碗喝红酒......做了很多很多卑微的事情。
但是,他的心里一直记得巴音布鲁克,一直记得那 1462 个弯道。即使卑微到尘土,他最终还是拼了命的回到了赛道。
这就是热爱。
热爱,从来不是一件简单的事情。
这句话也让我想起了路遥先生在《早晨从中午开始》中的一句话:
只有初恋般的热情和宗教般的意志,人才有可能成就某种事业。
这也是热爱,对毕生所最追求之热爱。
我是一个普普通通的程序猿,但是我喜欢这个行业;我是一个平凡无奇的打工仔,但是我热爱我的生活。
你呢?你热爱着什么?又付出了多少?
2020 年的上半年,我每一天都在努力。
2020 年的下半年,愿你我共同成长。
好了,说回文章。
前段时间有个读者问我,他说他们的 RPC 框架用的是 Dubbo,当对接一个新服务的接口时就需要开通对应的网络关系。
比如我是 A 服务,第一次对接 B 服务的 Dubbo 接口,那么我需要开通 A 服务到 B 服务的对应的 Dubbo 端口的网络访问权限。
但是有的时候总是有人忘记开通网络权限,导致业务展开的时候服务调用报错。已经吃过几次这样的亏了。
目前他们想到的解决方案是 A 服务启动后就调用 B 服务提供的一个专门用于测试能否调通的接口。如果不通,配合监控手段,这样就能主动发现问题了。
这是一个兜底方案,防止开发人员忘记或者不知道需要开通网络权限的情况。
这个解决方案的问题是每个服务都需要专门写一个接口,以供其他服务来调用。
每一个服务都要写,对系统的侵入性太大了。
有没有什么好的解决方案呢?
大家想想呢,这种问题其实还是挺普遍的。有点类似于心跳功能,虽然只需要跳一次。
Dubbo 服务启动成功后,你怎么主动判断需要用到的接口,都是可以访问到的?
了解到这问题后,我就回复了两段内容。
第一段是:Dubbo 启动时检查了解一下?回声测试了解一下?
第二段是:这样做除了每个服务都需要专门写一个接口外,还需要考虑一个情况。B 服务集群部署,比如有三个节点,负载均衡之后只会选择一个其中一个。如果恰好这个服务是开通了网络关系,但是另外两个都忘记了呢?怎么做?
文本就主要围绕这两个问题展开,重点是对回声测试的实现原理的剖析,看完之后你会由衷的感叹一句:这代码,使用了障眼法呀,是真的“骚”啊。
需要说明一下的是,本文中涉及到的源码均为目前最新的 Dubbo 2.7.7 版本。
在说回声测试之前,我得先简单的提一下 Dubbo 的启动时检查。
上面提到的这个问题,Dubbo 肯定也是考虑到了的,启动的时候就应该去检查依赖的服务是否可用。
我们看一下官网上怎么说的:
http://dubbo.apache.org/zh-cn/docs/user/demos/preflight-check.html
意思就是这个 check 你可以用但是有的场景下它支持的不是太好。
我一般是不用,会设置为 false。
那么这个参数怎么配置,可以在哪配置呢?
还是去看官网啊,写的很清楚的:
这是一种解决方案,但不是本文重点,所以这一节只是做介绍,实现原理不进行展开,有兴趣的朋友可以自己去翻翻源码。
就算你们的 PRC 框架用的是 Dubbo,可能你根本就不知道回声测试这回事。
很正常,关于这部分的介绍官网上都写的极简,所有加一块,就只有这些内容:
http://dubbo.apache.org/zh-cn/docs/user/demos/echo-service.html
虽然你没有关心过回声测试,但是你的每一个 Dubbo 接口都支持回声测试。
这点我们从官网上的描述也可以看出来的:
所有服务自动实现 EchoService 接口,只需将任意服务引用强制转型为 EchoService,即可使用。
润物无声,牛不牛皮,惊不惊讶?
先整一个简单、直观的示例。
下面是一个 Dubbo 的接口(provider 端)和其实现类:
在 consumer 端进行调用,并输出调用结果如下:
第 26 行调用 sayHello 方法没啥说的,常规操作。
妙就妙在 28 和 29 行。
把 demoService 强转成了 EchoService,然后这个方法还有一个 $echo 方法。
这个方法的入参和出参都是 Object 类型:
在上面的案例中,输入“echo,why技术”,返回也是“echo,why技术”。
所以,EchoService 接口的 $echo 官方叫法是:回声测试。
很形象,是不是?
用法是非常简单了。总体来看就是如果你只需要看看 Dubbo 服务能否调通,但你又不想用启动时检查的方式,你也不需要为每个服务都专门提供一个诸如 sayHello 这样的接口。
调用方只需要把其中的一个服务引用强转为 EchoService 就可以了。
EchoService 就是一个接口:
框架已经给我们提供了这样的功能,接下来,带大家看看它的实现原理。
用法是很简单的,就是把 demoService 这个服务引用强转为 EchoService:
EchoService demoService = (EchoService) this .demoService;
String echo = (String) demoService.$echo("echo,why技术");
只看上面这两行代码,其实大家应该就可以猜出一个大概。
首先第一行是一个类型强转,那么说明 demoService 这个代理类,不仅实现了 DemoService 接口,还在某个不为人知的地方实现了 EchoService 这个接口。
就类似于这样式儿的:
public class 代理类 implements DemoService, EchoService
因为只有这样强转的时候才不会报错。
然后第二行调用了 $echo 方法,一定是某个地方实现了这个接口,实现方式里面保持出参和入参一致。
所以我们提出两点猜测:
DemoService 这个服务引用是由框架帮我们实现了 EchoService 接口。
同时框架帮我们实现了 $echo 方法,方法的逻辑是保证其出参和入参一致。
接着我们就去验证一下。
先看截图:
demoService 这个服务引用是一个动态代理的类。
可以清楚的看到,它其实是有三个方法的:
EchoService 的 $echo 方法。这个方法就是我们要找的方法。
DemoService 的 sayHello 方法。这个方法是我们提供的方法。
Destroyable 的 $destory 方法。这个方法可以先不关心,最后我会简单的说一下。
所以,接下来,我们只需要找到生成动态代理类的地方,把 Dubbo 给我们生成的动态代理类打印出来,看一下就知道了是怎么回事了。
那么,我们在哪里创建的代理对象呢?
代码的入口为:
org .apache .dubbo .rpc .ProxyFactory #getProxy ( org .apache .dubbo .rpc .Invoker < T >)
可以看到,这是一个 SPI 接口:
其默认实现是 javassist 的方式。
这个 SPI 接口的实现类有下面这三个:
stub 是做本地存根用的,不是本文重点,大家了解一下就行,其对应的官网介绍如下:
http://dubbo.apache.org/zh-cn/docs/user/demos/local-stub.html
jdk 和 javassist 是代理工厂的具体实现。
那为什么没有用 CGLIB 呢?
别问,问就是:别慌,等下再说。
到这里,面试题也就随之而来了:
请问 Dubbo 提供了哪些动态代理的实现方式?其默认实现是什么呢?
记住啦,只有 jdk 和 javassist 的实现方法,没有 CGLIB。其默认实现是 javassist。
所以,接下来我们主要看看 javassist 的实现过程:
在下面方法的第 79 行打上断点:
org .apache .dubbo .rpc .proxy .AbstractProxyFactory #getProxy ( org .apache .dubbo .rpc .Invoker < T >, boolean )
标号为 ① 的地方是获取 interfaces 配置,本文中示例为 null,所以不会走进该 if 分支中。
标号为 ② 的地方是判断是否需要泛化调用,默认是 false。
标号为 ③ 的地方才是我们需要关注的地方。
哟,这不是巧了吗,这不是?
这里有我们自己的接口 DemoService,还有我们要找的接口 EchoService。
接下来 79 行会去调用 82 行的抽象方法 getProxy:
而这个方法,前面我们说了,有两个实现类。我们主要看默认实现 javassist。
最终会走到这个方法来:
org .apache .dubbo .common .bytecode .Proxy #getProxy ( java .lang .ClassLoader , java .lang .Class <?>...)
这个方法的代码特别长,而且很难读懂。所以我就不带着大家一行行的解读了。
先看个大概:
主要是要理解 136 行的 ccp 和 ccm 是干啥的。这是这个方法最重要的东西。
ccp 用于为服务接口生成代理类,我们示例中的 DemoService 接口的动态代理对象,就是由 ccp 生成的。
ccm 用于为 org.apache.dubbo.common.bytecode.Proxy 抽象类生成子类,主要是实现 Proxy 类的 newInstance 抽象方法。
我常常说源码之下无秘密,这两个类是由源码生成的源码,不能直观的看到。
接下来,配合 idea 的 Evaluate Expression 计算表达式窗口教大家一个骚操作。
在 Debug 模式下,按快捷键 Alt + F8 就可以打开Evaluate Expression计算表达式窗口。
先看 ccp, 通过 debugWriterFile 命令就能把生成的代理类写到本地(注意是首字母小写的 proxy0) :
同理,ccm 也可以这样取出来,这里我们换一个目录 (注意是首字母大写的 Proxy0) ::
然后我们把生成在本地的代理类打开看一下,D 盘这个 Proxy0.class 就是 ccm 生成的,很简单,大家看一下就行:
玄机就藏在 13 行这个 proxy0 里面,而这个 proxy0,就是 ccp 生成的动态代理对象,也就是我们放在 E 盘的 proxy0:
从 15 行可以看出,这个代理类不仅实现了我们的 DemoService 接口,还悄悄帮我们实现了 EchoService 接口。
所以我们之前的第一个猜测是正确的。DemoService 这个服务引用是由框架帮我们实现了 EchoService 接口。
这样,强制类型转换的时候就不会有问题了。
那么这个接口的方法 $echo 是怎么实现的呢?
你只有一个动态代理也没有用啊,没有地方去实现这个方法,真正调用的时候也会出错的呀。
这个时候就要祭出 Dubbo 的 Filter 链了:
在 EchoFilter 这个拦截器里面,判断了如果调用方法是 $echo,有且仅有一个参数,就直接把参数返回。
走到这个 EchoFilter 拦截器了,就说明服务是可用的了,探测任务已经完成,也就不需要继续往下走了。
在这个过程中,这个 EchoFilter 拦截器相当于是方法的具体实现了。
动态代理的类里面有这个方法,但实际上这个方法没有具体实现。
这是障眼法啊,这操作够骚啊。
所以,我们前面的这个猜测 是不正确 的:框架帮我们实现了 $echo 方法,方法的逻辑是保证其出参和入参一致。
框架并没有帮我们实现 $echo 方法 ,而是基于其拦截链机制,拦截到是这个方法后,就返回入参,相当于另外一种方法的实现。
有的同学就说了,我的系统里面倒是用到了动态代理,但是我也没有这种拦截链的机制啊。
朋友,思维发散点,别只盯着拦截链呀。
给大家 简单的 看一下 $destory 方法的操作方式,你就明白了。
这是 Dubbo 2.7.5 版本之后加入的停机相关的方法,也是所有代理对象都自动实现 Destroyable 接口。
给大家上一个对比图吧,左边是 Dubbo 2.7.4.1 版本生成的动态代理类,右边是 Dubbo 2.7.7 版本生成的动态代理类:
$destory 这个方法的障眼法是怎么使的呢?还是基于 Filter 吗?
你想一想,现在是要销毁这个代理了,是不是应该在方法调用的时候就立即触发了,还花这么大劲走到 Filter 里面去干啥?
给大家演示一下:
这个方法是怎么被拦截的呢?
请看,直接在 invoke 里面,方法调用的入口处就“硬编码”的拦截住了,就是这么灵性:
$destory 和 $echo 的实现差不多,只是拦截时机不同而已。
所以,其实这就是一种思想,基于动态代理我们可以搞很多事情,接口里面的方法,也不是非得实现,只要我们能拦截到这个方法就行。
关键是,你得分析清楚,在什么时机去拦截。
所以,我们能从 Dubbo 源码中学到的这个骚操作是在创建动态代理对象的时候,可以神不知鬼不觉的给代理对象加一个接口,而且不需要真正的去实现接口里面的方法,只需要拦截下来就行。
这个时候,你再回想回想 Mybatis ,是不是也是只有接口,没有实现类,也是通过动态代理的方式把接口和 SQL 关联起来的。
你就想,多联想,品一品这个味道。自己多咂摸咂摸。
$echo 既然它是基于 EchoFilter 的,而 Filter 又是一个 SPI 接口。那我们又可以搞事情了。
比如我们小小的改动一下,返回这个请求是负载到了哪个服务提供者中:
需要注意的是我们的自定义 Filter 需要在框架的 EchoFilter 之前执行。
所以,我们的 order 需要比 EchoFilter 小一点。
至于怎么配置让我们自定义的 WhyEchoFilter 生效,这里就不介绍了,大家可以去查一下。
配置好之后,跑一下测试用例,就会走到我们自定义的 WhyEchoFilter 中:
可以看到,输出的时候带出了这个请求是负载到了 20882 端口的服务提供者。
这里只是一个小例子,invoker 参数里面的信息非常的丰富,大家可以自由发挥。
不知道大家有没有发现一个问题。
一次请求只会调用到一个服务提供者(负载均衡配置的是广播模式的不在这次的考虑范围内)。
一般来说我们都有两个以上的服务提供者。
基本本文的需求,我们一次探测,应该调用到所有的服务提供者,这样才放心。
所以,核心问题是要获取到所有的服务提供者,那我们怎么实现这个需求呢?
首先肯定不能在 Filter 里面搞事情了,因为走到 Filter 的时候,已经经过负载均衡后选定了某一个服务提供者了。
我这里没有去实现这个需求,但是提供两个思路,源码里面都有,我们可以照葫芦画瓢:
第一个思路是看看 Dubbo 源码里面怎么获取到所有 invokers 的:
org.apache.dubbo.rpc.cluster.support.AbstractClusterInvoker#invoke
第二个思路是看看 Dubbo-Admin 管理台对应的源码里面是怎么获取到这个列表的:
实现起来可能会有点麻烦,但是源码都摆在上面的两个思路里面了。借鉴一下就行了。
前面还留下了一个问题:Dubbo 动态代理的实现为什么不用 CGLIB 的方式?
答案可以在我最近看的《深入理解JVM字节码》这本书里面找到。
这书的第 9 章《字节码的应用》这一节里面专门说到了字节码在 Dubbo 上的应用:
这一节也提到了文章中说到的回声测试:
在介绍字节码在 Dubbo 上的应用时,他是这样的说的:
Dubbo 的作者提到,使用 Javassit 来作为动态代理方案的主要考虑因素是性能。在他们的性能测试中,性能 Javassit>cglib>JDK。
这个地方提到了 Dubbo 的作者的说法,但是没有给出对应的依据。
于是,我去找了一下。
Dubbo 的作者是梁飞,而梁飞的几篇博客就放在官网上的:
随便打开一个,就能找到他的博客地址:
在他的博客里面很容易就找到了对应的文章:
https://www.iteye.com/blog/javatar-814426
这篇文章他分别从下面几个方面构成:
测试结果
测试结论
差异原因
最终选型
测试代码
字节码对比
可以说是有理有据,感兴趣的朋友建议去读一下,跑一跑测试用例。
我这里只截取一个结论给大家看,证明书上是没有胡说的:
这本书分别从原理和应用的角度去讲学了字节码,里面有非常多的实战内容。还是很不错的。
推荐这本书,本文我会送出五本,参与方式下一小节说。
然后推荐一下梁飞大佬的博客,很久没有更新了,但是还是有很多干货的,建议有时间的可以去翻一翻:
https://www.iteye.com/category/7506
文中提到的 《 深入理解JVM字节码 》 我也联系到了机械工业出版社的工作人员,出版社决定给我这个小小号主赞助五本书。
我当然会回馈给读者朋友们啦。
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感谢您的阅读,我坚持原创,十分欢迎并感谢您的关注。
我是 why,一个被代码耽误的文学创作者,不是大佬,但是喜欢分享,是一个又暖又有料的四川好男人。
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