面试官从Dubbo泛化调用问到设计模式，我们聊了三十分钟
JAVA前线
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2021-04-03 22:32
JAVA前线
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1 泛化调用实例
对于JAVA服务端开发者而言在使用Dubbo时并不经常使用泛化调用，通常方法是在生产者发布服务之后，消费者可以通过引入生产者提供的client进行调用。那么泛化调用使用场景是什么呢？
第一种场景是消费者不希望引入生产者提供的client依赖，只希望关注调用哪个方法，需要传什么参数即可。第二种场景是消费者不是使用Java语言，而是使用例如Python语言，那么如何调用使用Java语言生产者提供的服务呢？这时我们可以选择泛化调用。
泛化调用使用方法并不复杂，下面我们编写一个泛化调用实例。首先生产者发布服务，这与普通服务发布没有任何区别。
package com.java.front.dubbo.demo.provider;
public interface HelloService {
public String sayHelloGeneric(Person person, String message);
}
public class HelloServiceImpl implements HelloService {
@Override
public String sayHelloGeneric(Person person, String message) throws Exception {
String result = "hello[" + person + "],message=" + message;
return result;
}
}
Person类声明：
package com.java.front.dubbo.demo.provider.model;
public class Person implements Serializable {
private String name;
}
provider.xml文件内容：
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xmlns:dubbo="http://code.alibabatech.com/schema/dubbo"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-4.3.xsd
http://code.alibabatech.com/schema/dubbo
http://code.alibabatech.com/schema/dubbo/dubbo.xsd">
<!-- 提供方应用信息，用于计算依赖关系 -->
<dubbo:application name="java-front-provider" />
<!-- 连接注册中心 -->
<dubbo:registry address="zookeeper://127.0.0.1:2181" />
<!-- 生产者9999在端口暴露服务 -->
<dubbo:protocol name="dubbo" port="9999" />
<!-- Bean -->
<bean id="helloService" class="com.java.front.dubbo.demo.provider.HelloServiceImpl" />
<!-- 暴露服务 -->
<dubbo:service interface="com.java.front.dubbo.demo.provider.HelloService" ref="helloService" />
</beans>
消费者代码有所不同：
import org.apache.dubbo.config.ApplicationConfig;
import org.apache.dubbo.config.ReferenceConfig;
import org.apache.dubbo.config.RegistryConfig;
import org.apache.dubbo.rpc.RpcContext;
import org.apache.dubbo.rpc.service.GenericService;
public class Consumer {
public static void testGeneric() {
ReferenceConfig<GenericService> reference = new ReferenceConfig<GenericService>();
reference.setApplication(new ApplicationConfig("java-front-consumer"));
reference.setRegistry(new RegistryConfig("zookeeper://127.0.0.1:2181"));
reference.setInterface("com.java.front.dubbo.demo.provider.HelloService");
reference.setGeneric(true);
GenericService genericService = reference.get();
Map<String, Object> person = new HashMap<String, Object>();
person.put("name", "微信公众号「JAVA前线」");
String message = "你好";
Object result = genericService.$invoke("sayHelloGeneric", new String[] { "com.java.front.dubbo.demo.provider.model.Person", "java.lang.String" }, new Object[] { person, message });
System.out.println(result);
}
}
2 Invoker
我们通过源码分析讲解泛化调用原理，我们首先需要了解Invoker这个Dubbo重量级概念。在生产者暴露服务流程总体分为两步，第一步是接口实现类转换为Invoker，第二步是Invoker转换为Exporter并放入ExporterMap，我们看看生产者暴露服务流程图：
生产者通过ProxyFactory.getInvoker方法创建Invoker（AbstractProxyInvoker）：
public class JdkProxyFactory extends AbstractProxyFactory {
@Override
public <T> Invoker<T> getInvoker(T proxy, Class<T> type, URL url) {
return new AbstractProxyInvoker<T>(proxy, type, url) {
@Override
protected Object doInvoke(T proxy, String methodName,
Class<?>[] parameterTypes,
Object[] arguments) throws Throwable {
// proxy为被代理对象 -> com.java.front.dubbo.demo.provider.HelloServiceImpl
Method method = proxy.getClass().getMethod(methodName, parameterTypes);
return method.invoke(proxy, arguments);
}
};
}
}
消费者引用服务流程图：
消费者Invoker通过显示实例化创建，例如本地暴露和远程暴露都是通过显示初始化的方法创建Invoker（AbstractInvoker）：
new InjvmInvoker<T>(serviceType, url, url.getServiceKey(), exporterMap)
new DubboInvoker<T>(serviceType, url, getClients(url), invokers)
再通过ProxyFactory.getProxy创建代理：
public class JdkProxyFactory extends AbstractProxyFactory {
@Override
public <T> T getProxy(Invoker<T> invoker, Class<?>[] interfaces) {
InvokerInvocationHandler invokerInvocationHandler = new InvokerInvocationHandler(invoker);
return (T) Proxy.newProxyInstance(Thread.currentThread().getContextClassLoader(), interfaces, invokerInvocationHandler);
}
}
无论是生产者还是消费者的Invoker都实现自org.apache.dubbo.rpc.Invoker:
public abstract class AbstractInvoker<T> implements Invoker<T>{
}
public abstract class AbstractProxyInvoker<T> implements Invoker<T> {
}
3 装饰器模式
为什么生产者和消费者都要转换为Invoker而不是不直接调用呢？我认为Invoker正是Dubbo设计精彩之处：真实调用都转换为Invoker，Dubbo就可以通过装饰器模式增强Invoker功能。我们看看什么是装饰器模式。
装饰器模式可以动态将责任附加到对象上，在不改变原始类接口情况下，对原始类功能进行增强，并且支持多个装饰器的嵌套使用。实现装饰器模式需要以下组件：
(1) Component（抽象构件）
核心业务抽象：可以使用接口或者抽象类
(2) ConcreteComponent（具体构件）
实现核心业务：最终执行的业务代码
(3) Decorator（抽象装饰器）
抽象装饰器类：实现Component并且组合一个Component对象
(4) ConcreteDecorator（具体装饰器）
具体装饰内容：装饰核心业务代码
我们分析一个装饰器实例。有一名足球运动员要去踢球，我们用球鞋和球袜为他装饰一下，这样可以使战力值增加。
(1) Component
/**
* 抽象构件（可以用接口替代）
*/
public abstract class Component {
/**
* 踢足球（业务核心方法）
*/
public abstract void playFootBall();
}
(2) ConcreteComponent
/**
* 具体构件
*/
public class ConcreteComponent extends Component {
@Override
public void playFootBall() {
System.out.println("球员踢球");
}
}
(3) Decorator
/**
* 抽象装饰器
*/
public abstract class Decorator extends Component {
private Component component = null;
public Decorator(Component component) {
this.component = component;
}
@Override
public void playFootBall() {
this.component.playFootBall();
}
}
(4) ConcreteDecorator
/**
* 球袜装饰器
*/
public class ConcreteDecoratorA extends Decorator {
public ConcreteDecoratorA(Component component) {
super(component);
}
/**
* 定义球袜装饰逻辑
*/
private void decorateMethod() {
System.out.println("换上球袜战力值增加");
}
/**
* 重写父类方法
*/
@Override
public void playFootBall() {
this.decorateMethod();
super.playFootBall();
}
}
/**
* 球鞋装饰器
*/
public class ConcreteDecoratorB extends Decorator {
public ConcreteDecoratorB(Component component) {
super(component);
}
/**
* 定义球鞋装饰逻辑
*/
private void decorateMethod() {
System.out.println("换上球鞋战力值增加");
}
/**
* 重写父类方法
*/
@Override
public void playFootBall() {
this.decorateMethod();
super.playFootBall();
}
}
(5) 测试代码
public class TestDecoratorDemo {
public static void main(String[] args) {
Component component = new ConcreteComponent();
component = new ConcreteDecoratorA(component);
component = new ConcreteDecoratorB(component);
component.playFootBall();
}
}
// 换上球鞋战力值增加
// 换上球袜战力值增加
// 球员踢球
4 过滤器链路
Dubbo为Invoker增强了哪些功能？过滤器链是我认为增强的最重要的功能之一，我们继续分析源码：
public class ProtocolFilterWrapper implements Protocol {
@Override
public <T> Exporter<T> export(Invoker<T> invoker) throws RpcException {
if (Constants.REGISTRY_PROTOCOL.equals(invoker.getUrl().getProtocol())) {
return protocol.export(invoker);
}
// 增加过滤器链
Invoker<T> invokerChain = buildInvokerChain(invoker, Constants.SERVICE_FILTER_KEY, Constants.PROVIDER);
return protocol.export(invokerChain);
}
@Override
public <T> Invoker<T> refer(Class<T> type, URL url) throws RpcException {
if (Constants.REGISTRY_PROTOCOL.equals(url.getProtocol())) {
return protocol.refer(type, url);
}
// 增加过滤器链
Invoker<T> invoker = protocol.refer(type, url);
Invoker<T> result = buildInvokerChain(invoker, Constants.REFERENCE_FILTER_KEY, Constants.CONSUMER);
return result;
}
}
无论是生产者还是消费者都会创建过滤器链，我们看看buildInvokerChain这个方法：
public class ProtocolFilterWrapper implements Protocol {
private final Protocol protocol;
public ProtocolFilterWrapper(Protocol protocol) {
if (protocol == null) {
throw new IllegalArgumentException("protocol == null");
}
this.protocol = protocol;
}
private static <T> Invoker<T> buildInvokerChain(final Invoker<T> invoker, String key, String group) {
Invoker<T> last = invoker;
// (1)加载所有包含Activate注解的过滤器
// (2)根据group过滤得到过滤器列表
// (3)Invoker最终被放到过滤器链尾部
List<Filter> filters = ExtensionLoader.getExtensionLoader(Filter.class).getActivateExtension(invoker.getUrl(), key, group);
if (!filters.isEmpty()) {
for (int i = filters.size() - 1; i >= 0; i--) {
final Filter filter = filters.get(i);
final Invoker<T> next = last;
// 构造一个简化Invoker
last = new Invoker<T>() {
@Override
public Class<T> getInterface() {
return invoker.getInterface();
}
@Override
public URL getUrl() {
return invoker.getUrl();
}
@Override
public boolean isAvailable() {
return invoker.isAvailable();
}
@Override
public Result invoke(Invocation invocation) throws RpcException {
// 构造过滤器链路
Result result = filter.invoke(next, invocation);
if (result instanceof AsyncRpcResult) {
AsyncRpcResult asyncResult = (AsyncRpcResult) result;
asyncResult.thenApplyWithContext(r -> filter.onResponse(r, invoker, invocation));
return asyncResult;
} else {
return filter.onResponse(result, invoker, invocation);
}
}
@Override
public void destroy() {
invoker.destroy();
}
@Override
public String toString() {
return invoker.toString();
}
};
}
}
return last;
}
}
加载所有包含Activate注解的过滤器，根据group过滤得到过滤器列表，Invoker最终被放到过滤器链尾部，生产者最终生成链路：
EchoFilter -> ClassloaderFilter -> GenericFilter -> ContextFilter -> TraceFilter -> TimeoutFilter -> MonitorFilter -> ExceptionFilter -> AbstractProxyInvoker
消费者最终生成链路：
ConsumerContextFilter -> FutureFilter -> MonitorFilter -> GenericImplFilter -> DubboInvoker
5 泛化调用原理
我们终于即将看到泛化调用核心原理，我们在生产者链路看到GenericFilter过滤器，消费者链路看到GenericImplFilter过滤器，正是这两个过滤器实现了泛化调用。
(1) GenericImplFilter
@Activate(group = Constants.CONSUMER, value = Constants.GENERIC_KEY, order = 20000)
public class GenericImplFilter implements Filter {
@Override
public Result invoke(Invoker<?> invoker, Invocation invocation) throws RpcException {
// 方法名=$invoke
// invocation.getArguments()=("sayHelloGeneric", new String[] { "com.java.front.dubbo.demo.provider.model.Person", "java.lang.String" }, new Object[] { person, "你好" });
if (invocation.getMethodName().equals(Constants.$INVOKE)
&& invocation.getArguments() != null
&& invocation.getArguments().length == 3
&& ProtocolUtils.isGeneric(generic)) {
// 第一个参数表示方法名
// 第二个参数表示参数类型
// 第三个参数表示参数值 -> [{name=微信公众号「JAVA前线」},你好]
Object[] args = (Object[]) invocation.getArguments()[2];
if (ProtocolUtils.isJavaGenericSerialization(generic)) {
for (Object arg : args) {
if (!(byte[].class == arg.getClass())) {
error(generic, byte[].class.getName(), arg.getClass().getName());
}
}
} else if (ProtocolUtils.isBeanGenericSerialization(generic)) {
for (Object arg : args) {
if (!(arg instanceof JavaBeanDescriptor)) {
error(generic, JavaBeanDescriptor.class.getName(), arg.getClass().getName());
}
}
}
// 附加参数generic值设置为true
((RpcInvocation) invocation).setAttachment(Constants.GENERIC_KEY, invoker.getUrl().getParameter(Constants.GENERIC_KEY));
}
// 继续执行过滤器链路
return invoker.invoke(invocation);
}
}
(2) GenericFilter
@Activate(group = Constants.PROVIDER, order = -20000)
public class GenericFilter implements Filter {
@Override
public Result invoke(Invoker<?> invoker, Invocation inv) throws RpcException {
// RpcInvocation[methodName=$invoke, parameterTypes=[class java.lang.String, class [Ljava.lang.String;, class [Ljava.lang.Object;], arguments=[sayHelloGeneric, [Ljava.lang.String;@14e77f6b, [Ljava.lang.Object;@51e5f393], attachments={path=com.java.front.dubbo.demo.provider.HelloService, input=451, dubbo=2.0.2, interface=com.java.front.dubbo.demo.provider.HelloService, version=0.0.0, generic=true}]
if (inv.getMethodName().equals(Constants.$INVOKE)
&& inv.getArguments() != null
&& inv.getArguments().length == 3
&& !GenericService.class.isAssignableFrom(invoker.getInterface())) {
// sayHelloGeneric
String name = ((String) inv.getArguments()[0]).trim();
// [com.java.front.dubbo.demo.provider.model.Person, java.lang.String]
String[] types = (String[]) inv.getArguments()[1];
// [{name=微信公众号「JAVA前线」}, 你好]
Object[] args = (Object[]) inv.getArguments()[2];
// RpcInvocation[methodName=sayHelloGeneric, parameterTypes=[class com.java.front.dubbo.demo.provider.model.Person, class java.lang.String], arguments=[Person(name=JAVA前线), abc], attachments={path=com.java.front.dubbo.demo.provider.HelloService, input=451, dubbo=2.0.2, interface=com.java.front.dubbo.demo.provider.HelloService, version=0.0.0, generic=true}]
RpcInvocation rpcInvocation = new RpcInvocation(method, args, inv.getAttachments());
Result result = invoker.invoke(rpcInvocation);
}
}
}
6 文章总结
本文首先介绍了如何使用泛化调用，并引出泛化调用为什么生效这个问题。第二点介绍了重量级概念Invoker，并引出为什么Dubbo要创建Invoker这个问题。第三点介绍了装饰器模式如何增强功能。最后我们通过源码分析知道了过滤器链增强了Invoker功能并且是实现泛化调用的核心，希望本文对大家有所帮助。
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