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Dubbo服务目录

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引言

前面的文章中，我们分别介绍了服务暴露与服务引用的相关细节，本文中，我们来看一看上述两个过程的粘合剂服务目录的实现细节，其他 Dubbo 相关文章均收录于 <Dubbo系列文章>。

服务目录

在进行深入分析之前，我们先来了解一下服务目录是什么。服务目录中存储了一些和服务提供者有关的信息，通过服务目录，服务消费者可获取到服务提供者的信息，比如 ip、端口、服务协议等。通过这些信息，服务消费者就可通过 Netty 等客户端进行远程调用。在一个服务集群中，服务提供者数量并不是一成不变的，如果集群中新增了一台机器，相应地在服务目录中就要新增一条服务提供者记录。或者，如果服务提供者的配置修改了，服务目录中的记录也要做相应的更新。如果这样说，服务目录和注册中心的功能不就雷同了吗？确实如此，这里这么说是为了方便大家理解。实际上服务目录在获取注册中心的服务配置信息后，会为每条配置信息生成一个 Invoker 对象，并把这个 Invoker 对象存储起来，这个 Invoker 才是服务目录最终持有的对象。Invoker 有什么用呢？看名字就知道了，这是一个具有远程调用功能的对象。讲到这大家应该知道了什么是服务目录了，它可以看做是 Invoker 集合，且这个集合中的元素会随注册中心的变化而进行动态调整。

接下来我们将将分析 AbstractDirectory 和它两个子类的源码。AbstractDirectory 封装了 Invoker 列举流程，具体的列举逻辑则由子类实现，这是典型的模板模式。所以，接下来我们先来看一下 AbstractDirectory 的源码。

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public List<Invoker<T>> list(Invocation invocation) throws RpcException {
    if (destroyed) {
        throw new RpcException("Directory already destroyed...");
    }

    // 调用 doList 方法列举 Invoker，doList 是模板方法，由子类实现
    List<Invoker<T>> invokers = doList(invocation);

    // 获取路由 Router 列表
    List<Router> localRouters = this.routers;
    if (localRouters != null && !localRouters.isEmpty()) {
        for (Router router : localRouters) {
            try {
                // 获取 runtime 参数，并根据参数决定是否进行路由
                if (router.getUrl() == null || router.getUrl().getParameter(Constants.RUNTIME_KEY, false)) {
                    // 进行服务路由
                    invokers = router.route(invokers, getConsumerUrl(), invocation);
                }
            } catch (Throwable t) {
                logger.error("Failed to execute router: ...");
            }
        }
    }
    return invokers;
}

// 模板方法，由子类实现
protected abstract List<Invoker<T>> doList(Invocation invocation) throws RpcException;

上面就是 AbstractDirectory 的 list 方法源码，这个方法封装了 Invoker 的列举过程。如下：

  • 调用 doList 获取 Invoker 列表
  • 根据 Router 的 getUrl 返回值为空与否，以及 runtime 参数决定是否进行服务路由

以上步骤中，doList 是模板方法，需由子类实现。Router 的 runtime 参数这里简单说明一下，这个参数决定了是否在每次调用服务时都执行路由规则。如果 runtime 为 true，那么每次调用服务前，都需要进行服务路由。这个对性能造成影响，配置时需要注意。

关于 AbstractDirectory 就分析这么多，下面开始分析子类的源码。

StaticDirectory

StaticDirectory 即静态服务目录，顾名思义，它内部存放的 Invoker 是不会变动的。所以，理论上它和不可变 List 的功能很相似。下面我们来看一下这个类的实现。

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public class StaticDirectory<T> extends AbstractDirectory<T> {

    // Invoker 列表
    private final List<Invoker<T>> invokers;

    // 省略构造方法

    @Override
    public Class<T> getInterface() {
        // 获取接口类
        return invokers.get(0).getInterface();
    }

    // 检测服务目录是否可用
    @Override
    public boolean isAvailable() {
        if (isDestroyed()) {
            return false;
        }
        for (Invoker<T> invoker : invokers) {
            if (invoker.isAvailable()) {
                // 只要有一个 Invoker 是可用的，就认为当前目录是可用的
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

    @Override
    public void destroy() {
        if (isDestroyed()) {
            return;
        }
        // 调用父类销毁逻辑
        super.destroy();
        // 遍历 Invoker 列表，并执行相应的销毁逻辑
        for (Invoker<T> invoker : invokers) {
            invoker.destroy();
        }
        invokers.clear();
    }

    @Override
    protected List<Invoker<T>> doList(Invocation invocation) throws RpcException {
        // 列举 Inovker，也就是直接返回 invokers 成员变量
        return invokers;
    }
}

RegistryDirectory

RegistryDirectory 是一种动态服务目录，实现了 NotifyListener 接口。当注册中心服务配置发生变化后，RegistryDirectory 可收到与当前服务相关的变化。收到变更通知后，RegistryDirectory 可根据配置变更信息刷新 Invoker 列表。RegistryDirectory 中有几个比较重要的逻辑，第一是 Invoker 的列举逻辑，第二是接收服务配置变更的逻辑，第三是 Invoker 列表的刷新逻辑。

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public List<Invoker<T>> doList(Invocation invocation) {
    if (forbidden) {
        // 服务提供者关闭或禁用了服务，此时抛出 No provider 异常
        throw new RpcException(RpcException.FORBIDDEN_EXCEPTION,
            "No provider available from registry ...");
    }
    List<Invoker<T>> invokers = null;
    // 获取 Invoker 本地缓存
    Map<String, List<Invoker<T>>> localMethodInvokerMap = this.methodInvokerMap;
    if (localMethodInvokerMap != null && localMethodInvokerMap.size() > 0) {
        // 获取方法名和参数列表
        String methodName = RpcUtils.getMethodName(invocation);
        Object[] args = RpcUtils.getArguments(invocation);
        // 检测参数列表的第一个参数是否为 String 或 enum 类型
        if (args != null && args.length > 0 && args[0] != null
                && (args[0] instanceof String || args[0].getClass().isEnum())) {
            // 通过 方法名 + 第一个参数名称 查询 Invoker 列表，具体的使用场景暂时没想到
            invokers = localMethodInvokerMap.get(methodName + "." + args[0]);
        }
        if (invokers == null) {
            // 通过方法名获取 Invoker 列表
            invokers = localMethodInvokerMap.get(methodName);
        }
        if (invokers == null) {
            // 通过星号 * 获取 Invoker 列表
            invokers = localMethodInvokerMap.get(Constants.ANY_VALUE);
        }

        // 冗余逻辑，pull request #2861 移除了下面的 if 分支代码
        if (invokers == null) {
            Iterator<List<Invoker<T>>> iterator = localMethodInvokerMap.values().iterator();
            if (iterator.hasNext()) {
                invokers = iterator.next();
            }
        }
    }

    // 返回 Invoker 列表
    return invokers == null ? new ArrayList<Invoker<T>>(0) : invokers;
}

以上代码进行多次尝试，以期从 localMethodInvokerMap 中获取到 Invoker 列表。一般情况下，普通的调用可通过方法名获取到对应的 Invoker 列表，泛化调用可通过 ***** 获取到 Invoker 列表。localMethodInvokerMap 源自 RegistryDirectory 类的成员变量 methodInvokerMap。doList 方法可以看做是对 methodInvokerMap 变量的读操作，至于对 methodInvokerMap 变量的写操作，下面进行分析。

RegistryDirectory 是一个动态服务目录，会随注册中心配置的变化进行动态调整。因此 RegistryDirectory 实现了 NotifyListener 接口，通过这个接口获取注册中心变更通知。下面我们来看一下具体的逻辑。

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public synchronized void notify(List<URL> urls) {
    // 定义三个集合，分别用于存放服务提供者 url，路由 url，配置器 url
    List<URL> invokerUrls = new ArrayList<URL>();
    List<URL> routerUrls = new ArrayList<URL>();
    List<URL> configuratorUrls = new ArrayList<URL>();
    for (URL url : urls) {
        String protocol = url.getProtocol();
        // 获取 category 参数
        String category = url.getParameter(Constants.CATEGORY_KEY, Constants.DEFAULT_CATEGORY);
        // 根据 category 参数将 url 分别放到不同的列表中
        if (Constants.ROUTERS_CATEGORY.equals(category)
                || Constants.ROUTE_PROTOCOL.equals(protocol)) {
            // 添加路由器 url
            routerUrls.add(url);
        } else if (Constants.CONFIGURATORS_CATEGORY.equals(category)
                || Constants.OVERRIDE_PROTOCOL.equals(protocol)) {
            // 添加配置器 url
            configuratorUrls.add(url);
        } else if (Constants.PROVIDERS_CATEGORY.equals(category)) {
            // 添加服务提供者 url
            invokerUrls.add(url);
        } else {
            // 忽略不支持的 category
            logger.warn("Unsupported category ...");
        }
    }
    if (configuratorUrls != null && !configuratorUrls.isEmpty()) {
        // 将 url 转成 Configurator
        this.configurators = toConfigurators(configuratorUrls);
    }
    if (routerUrls != null && !routerUrls.isEmpty()) {
        // 将 url 转成 Router
        List<Router> routers = toRouters(routerUrls);
        if (routers != null) {
            setRouters(routers);
        }
    }
    List<Configurator> localConfigurators = this.configurators;
    this.overrideDirectoryUrl = directoryUrl;
    if (localConfigurators != null && !localConfigurators.isEmpty()) {
        for (Configurator configurator : localConfigurators) {
            // 配置 overrideDirectoryUrl
            this.overrideDirectoryUrl = configurator.configure(overrideDirectoryUrl);
        }
    }

    // 刷新 Invoker 列表
    refreshInvoker(invokerUrls);
}

如上，notify 方法首先是根据 url 的 category 参数对 url 进行分门别类存储，然后通过 toRouters 和 toConfigurators 将 url 列表转成 Router 和 Configurator 列表。最后调用 refreshInvoker 方法刷新 Invoker 列表。这里的 toRouters 和 toConfigurators 方法逻辑不复杂，大家自行分析。接下来，我们把重点放在 refreshInvoker 方法上。

refreshInvoker 方法是保证 RegistryDirectory 随注册中心变化而变化的关键所在。

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private void refreshInvoker(List<URL> invokerUrls) {
    // invokerUrls 仅有一个元素，且 url 协议头为 empty，此时表示禁用所有服务
    if (invokerUrls != null && invokerUrls.size() == 1 && invokerUrls.get(0) != null
            && Constants.EMPTY_PROTOCOL.equals(invokerUrls.get(0).getProtocol())) {
        // 设置 forbidden 为 true
        this.forbidden = true;
        this.methodInvokerMap = null;
        // 销毁所有 Invoker
        destroyAllInvokers();
    } else {
        this.forbidden = false;
        Map<String, Invoker<T>> oldUrlInvokerMap = this.urlInvokerMap;
        if (invokerUrls.isEmpty() && this.cachedInvokerUrls != null) {
            // 添加缓存 url 到 invokerUrls 中
            invokerUrls.addAll(this.cachedInvokerUrls);
        } else {
            this.cachedInvokerUrls = new HashSet<URL>();
            // 缓存 invokerUrls
            this.cachedInvokerUrls.addAll(invokerUrls);
        }
        if (invokerUrls.isEmpty()) {
            return;
        }
        // 将 url 转成 Invoker
        Map<String, Invoker<T>> newUrlInvokerMap = toInvokers(invokerUrls);
        // 将 newUrlInvokerMap 转成方法名到 Invoker 列表的映射
        Map<String, List<Invoker<T>>> newMethodInvokerMap = toMethodInvokers(newUrlInvokerMap);
        // 转换出错，直接打印异常，并返回
        if (newUrlInvokerMap == null || newUrlInvokerMap.size() == 0) {
            logger.error(new IllegalStateException("urls to invokers error ..."));
            return;
        }
        // 合并多个组的 Invoker
        this.methodInvokerMap = multiGroup ? toMergeMethodInvokerMap(newMethodInvokerMap) : newMethodInvokerMap;
        this.urlInvokerMap = newUrlInvokerMap;
        try {
            // 销毁无用 Invoker
            destroyUnusedInvokers(oldUrlInvokerMap, newUrlInvokerMap);
        } catch (Exception e) {
            logger.warn("destroyUnusedInvokers error. ", e);
        }
    }
}

refreshInvoker 方法首先会根据入参 invokerUrls 的数量和协议头判断是否禁用所有的服务，如果禁用，则将 forbidden 设为 true，并销毁所有的 Invoker。若不禁用，则将 url 转成 Invoker，得到 <url, Invoker> 的映射关系。然后进一步进行转换，得到 <methodName, Invoker 列表> 映射关系。之后进行多组 Invoker 合并操作，并将合并结果赋值给 methodInvokerMap。methodInvokerMap 变量在 doList 方法中会被用到，doList 会对该变量进行读操作，在这里是写操作。当新的 Invoker 列表生成后，还要一个重要的工作要做，就是销毁无用的 Invoker，避免服务消费者调用已下线的服务的服务。

Invoker 列表的刷新逻辑这里进行简单总结。如下：

  1. 检测入参是否仅包含一个 url，且 url 协议头为 empty
  2. 若第一步检测结果为 true，表示禁用所有服务，此时销毁所有的 Invoker
  3. 若第一步检测结果为 false，此时将入参转为 Invoker 列表
  4. 对将上一步逻辑生成的结果进行进一步处理，得到方法名到 Invoker 的映射关系表
  5. 合并多组 Invoker
  6. 销毁无用 Invoker

参考内容

[1]《深入理解Apache Dubbo与实战》
[2] dubbo 官方文档

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  • 本文作者： 贝克街的流浪猫
  • 本文链接： https://www.beikejiedeliulangmao.top/middleware/dubbo/service-directory/
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