Dubbo原理解析-Dubbo内核实现之基于SPI思想Dubbo内核实现

[摘要：SPI接心界说 界说了@SPI注解 public @interface SPI { Stringvalue() default ; //指定默许的扩大面 } 只要正在接心挨了@SPI注解的接心类才会往查找扩大面完成 会顺次从那几个文件中读与扩大面 META-IN]

SPI接口定义

定义了@SPI注解

public @interface SPI {

Stringvalue() default ""; //指定默认的扩展点

}

只有在接口打了@SPI注解的接口类才会去查找扩展点实现

会依次从这几个文件中读取扩展点

META-INF/dubbo/internal/ //dubbo内部实现的各种扩展都放在了这个目录了

META-INF/dubbo/

META-INF/services/

我们以Protocol接口为例， 接口上打上SPI注解，默认扩展点名字为dubbo

@SPI("dubbo")

public interface Protocol{

}

dubbo中内置实现了各种协议如：DubboProtocol InjvmProtocolHessianProtocol WebServiceProtocol等等





Dubbo默认rpc模块默认protocol实现DubboProtocol，key为dubbo

下面我们来细讲ExtensionLoader类

1. ExtensionLoader.getExtensionLoader(Protocol.class)

每个定义的spi的接口都会构建一个ExtensionLoader实例，存储在

ConcurrentMap<Class<?>,ExtensionLoader<?>> EXTENSION_LOADERS 这个map对象中

2. loadExtensionClasses 读取扩展点中的实现类

a) 先读取SPI注解的value值，有值作为默认扩展实现的key

b) 依次读取路径的文件

META-INF/dubbo/internal/com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol

META-INF/dubbo/com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol

META-INF/services/ com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol

3. loadFile逐行读取com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol文件中的内容，每行内容以key/value形式存储的。

a) 判断类实现（如：DubboProtocol）上有米有打上@Adaptive注解，如果打上了注解，将此类作为Protocol协议的设配类缓存起来，读取下一行；否则适配类通过javasisit修改字节码生成，关于设配类功能作用后续介绍
如果类实现没有打上@Adaptive， 判断实现类是否存在入参为接口的构造器（就是DubbboProtocol类是否还有入参为Protocol的构造器），有的话作为包装类缓存到此ExtensionLoader的Set<Class<?>>集合中，这个其实是个装饰模式

b) 如果类实现没有打上@Adaptive， 判断实现类是否存在入参为接口的构造器（就是DubbboProtocol类是否还有入参为Protocol的构造器），有的话作为包装类缓存到此ExtensionLoader的Set<Class<?>>集合中，这个其实是个装饰模式



c) 如果即不是设配对象也不是wrapped的对象，那就是扩展点的具体实现对象

查找实现类上有没有打上@Activate注解，有缓存到变量cachedActivates的map中
将实现类缓存到cachedClasses中，以便于使用时获取

4. 获取或者创建设配对象getAdaptiveExtension

a)如果cachedAdaptiveClass有值，说明有且仅有一个实现类打了@Adaptive, 实例化这个对象返回

b) 如果cachedAdaptiveClass为空， 创建设配类字节码。

为什么要创建设配类，一个接口多种实现，SPI机制也是如此，这是策略模式，但是我们在代码执行过程中选择哪种具体的策略呢。Dubbo采用统一数据模式com.alibaba.dubbo.common.URL(它是dubbo定义的数据模型不是jdk的类)，它会穿插于系统的整个执行过程，URL中定义的协议类型字段protocol，会根据具体业务设置不同的协议。url.getProtocol()值可以是dubbo也是可以webservice， 可以是zookeeper也可以是redis。

设配类的作用是根据url.getProtocol()的值extName，去ExtensionLoader. getExtension( extName)选取具体的扩展点实现。

所以能够利用javasist生成设配类的条件

1）接口方法中必须至少有一个方法打上了@Adaptive注解

2）打上了@Adaptive注解的方法参数必须有URL类型参数或者有参数中存在getURL()方法

下面给出createAdaptiveExtensionClassCode()方法生成javasist用来生成Protocol适配类后的代码

import com.alibaba.dubbo.common.extension;

public class Protocol$Adpative implements com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol {

//没有打上@Adaptive的方法如果被调到抛异常

public void destroy() {

throw new UnsupportedOperationException(

"methodpublic abstract void com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol.destroy() of interfacecom.alibaba.dubbo.rpc.Protocol is not adaptive method!")

}

//没有打上@Adaptive的方法如果被调到抛异常

public int getDefaultPort() {

throw newUnsupportedOperationException(

"method public abstractint com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol.getDefaultPort() of interfacecom.alibaba.dubbo.rpc.Protocol is not adaptive method!");

}

//接口中export方法打上@Adaptive注册

publiccom.alibaba.dubbo.rpc.Exporter export(

com.alibaba.dubbo.rpc.Invokerarg0) throws com.alibaba.dubbo.rpc.Invoker{

if (arg0 == null)

throw newIllegalArgumentException("com.alibaba.dubbo.rpc.Invokerargument == null");

//参数类中要有URL属性

if(arg0.getUrl() == null)

throw newIllegalArgumentException( "com.alibaba.dubbo.rpc.Invokerargument getUrl() == null");

//从入参获取统一数据模型URL

com.alibaba.dubbo.common.URL url = arg0.getUrl();

String extName =(url.getProtocol() == null ? "dubbo" : url.getProtocol());

//从统一数据模型URL获取协议，协议名就是spi扩展点实现类的key

if (extName == null) throw new IllegalStateException( "Fail to getextension(com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol) name from url(" + url.toString() + ") usekeys([protocol])");

//利用dubbo服务查找机制根据名称找到具体的扩展点实现

com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol extension =(com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol)ExtensionLoader.getExtensionLoader(com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol.class).getExtension(extName);

//调具体扩展点的方法

return extension.export(arg0);

}

//接口中refer方法打上@Adaptive注册

publiccom.alibaba.dubbo.rpc.Invoker refer(java.lang.Class arg0,

com.alibaba.dubbo.common.URLarg1) throws java.lang.Class {

//统一数据模型URL不能为空

if (arg1 == null)

throw newIllegalArgumentException("url == null");

com.alibaba.dubbo.common.URL url =arg1;

//从统一数据模型URL获取协议，协议名就是spi扩展点实现类的key

String extName = (url.getProtocol() == null ?"dubbo" : url.getProtocol());

if (extName == null)

thrownewIllegalStateException("Failtogetextension(com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol)name from url("+ url.toString() + ") use keys([protocol])");

//利用dubbo服务查找机制根据名称找到具体的扩展点实现

com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol extension =(com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol) ExtensionLoader.getExtensionLoader(com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol.class)

.getExtension(extName);

//调具体扩展点的方法

return extension.refer(arg0, arg1);

}

}

5. 通过createAdaptiveExtensionClassCode()生成如上的java源码代码，要被java虚拟机加载执行必须得编译成字节码，dubbo提供两种方式去执行代码的编译1）利用JDK工具类编译2）利用javassit根据源代码生成字节码。



如上图：

1）生成Adaptive代码code

2）利用dubbo的spi扩展机制获取compiler的设配类

3）编译生成的adaptive代码

在此顺便介绍下 @Adaptive注解打在实现类上跟打在接口方法上的区别

1）如果有打在接口方法上，调ExtensionLoader.getAdaptiveExtension()获取设配类，会先通过前面的过程生成java的源代码，在通过编译器编译成class加载。但是Compiler的实现策略选择也是通过ExtensionLoader.getAdaptiveExtension()，如果也通过编译器编译成class文件那岂不是要死循环下去了吗？
ExtensionLoader.getAdaptiveExtension()，对于有实现类上去打了注解@Adaptive的dubbo spi扩展机制，它获取设配类不在通过前面过程生成设配类java源代码，而是在读取扩展文件的时候遇到实现类打了注解@Adaptive就把这个类作为设配类缓存在ExtensionLoader中，调用是直接返回

6. 自动Wrap上扩展点的Wrap类

这是一种装饰模式的实现，在jdk的输入输出流实现中有很多这种设计，在于增强扩展点功能。这里我们拿对于Protocol接口的扩展点实现作为实例讲解。



如图Protocol继承关系ProtocolFilterWrapper, ProtocolListenerWrapper这个两个类是装饰对象用来增强其他扩展点实现的功能。ProtocolFilterWrapper功能主要是在refer 引用远程服务的中透明的设置一系列的过滤器链用来记录日志，处理超时，权限控制等等功能；ProtocolListenerWrapper在provider的exporter,unporter服务和consumer 的refer服务，destory调用时添加监听器，dubbo提供了扩展但是没有默认实现哪些监听器。

Dubbo是如何自动的给扩展点wrap上装饰对象的呢？

1）在ExtensionLoader.loadFile加载扩展点配置文件的时候

对扩展点类有接口类型为参数的构造器就是包转对象，缓存到集合中去

2）在调ExtensionLoader的createExtension(name)根据扩展点key创建扩展的时候， 先实例化扩展点的实现， 在判断时候有此扩展时候有包装类缓存，有的话利用包转器增强这个扩展点实现的功能。如下图是实现流程



7. IOC大家所熟知的ioc是spring的三大基础功能之一， dubbo的ExtensionLoader在加载扩展实现的时候内部实现了个简单的ioc机制来实现对扩展实现所依赖的参数的注入， dubbo对扩展实现中公有的set方法且入参个数为一个的方法，尝试从对象工厂ObjectFactory获取值注入到扩展点实现中去。



上图代码应该不能理解，下面我们来看看ObjectFactory是如何根据类型和名字来获取对象的，ObjectFactory也是基于dubbo的spi扩展机制的



它跟Compiler接口一样设配类注解@Adaptive是打在类AdaptiveExtensionFactory上的不是通过javassist编译生成的。

AdaptiveExtensionFactory持有所有ExtensionFactory对象的集合，dubbo内部默认实现的对象工厂是SpiExtensionFactory和SpringExtensionFactory，他们经过TreeMap排好序的查找顺序是优先先从SpiExtensionFactory获取，如果返回空在从SpringExtensionFactory获取。

1） SpiExtensionFactory工厂获取要被注入的对象，就是要获取dubbo spi扩展的实现，所以传入的参数类型必须是接口类型并且接口上打上了@SPI注解，返回的是一个设配类对象。



2） SpringExtensionFactory，Dubbo利用spring的扩展机制跟spring做了很好的融合。在发布或者去引用一个服务的时候，会把spring的容器添加到SpringExtensionFactory工厂集合中去， 当SpiExtensionFactory没有获取到对象的时候会遍历SpringExtensionFactory中的spring容器来获取要注入的对象



8. 下面 给出整体活动图