dubbo框架设计介绍
简介
Dubbo是阿里巴巴公司开源的一个高性能优秀的服务框架，使得应用可通过高性能的 RPC 实现服务的输出和输入功能，可以和Spring框架无缝集成。它提供了三大核心能力：面向接口的远程方法调用，智能容错和负载均衡，以及服务自动注册和发现。相信国内用dubbo的互联网公司还是很多的，springcloud虽然是挂靠在鼎鼎大名的spring团队Pivotal 下，但是感觉国内使用的公司没有使用dubbo的多，而且现在dubbo重新启动维护，加上捐给了apache基金会，以后的发展前途也是一片敞亮，dubbo与springcloud的区别和各自的优缺点可以参看这篇Dubbo和Spring Cloud微服务架构对比，感觉分析的还是挺到位的。总的来说，可以概括为，springcloud涵盖的微服务概念和组件更广泛，是一整套的解决方案；而dubbo只是完成了微服务中某些部分核心的功能，但是两者也都是各有所长的，具体用哪个框架还是仁者见仁智者见智。
整体设计
dubbo的整体设计也是深刻贯彻了分层设计的思想，每一层各司其职。盗用官网的一张图：
分层是一个重要的概念。就像web应用开发中，ssh，ssm架构。
就是要把每一层负责的任务或者功能从整体中抽象出来，然后各自干各自的，这样自己内部的事情可以内部消化，不对外部的其他层产生影响，整个系统就会变得可维护也易理解。接着来分析这张图
官网图例说明：
- 图中左边淡蓝背景的为服务消费方使用的接口，右边淡绿色背景的为服务提供方使用的接口，位于中轴线上的为双方都用到的接口。
- 图中从下至上分为十层，各层均为单向依赖，右边的黑色箭头代表层之间的依赖关系，每一层都可以剥离上层被复用，其中，Service 和 Config 层为 API，其它各层均为 SPI。(SPI机制在Dubbo是核心，Dubbo将SPI展示的淋淋尽致)
- 图中绿色小块的为扩展接口，蓝色小块为实现类，图中只显示用于关联各层的实现类。
- 图中蓝色虚线为初始化过程，即启动时组装链，红色实线为方法调用过程，即运行时调时链，紫色三角箭头为继承，可以把子类看作父类的同一个节点，线上的文字为调用的方法。
各层说明
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service 服务层：这一层是用户自己编写的，不管是服务的接口还是服务的实现。从整体设计图可以看到，接口是提供方和消费方共同使用的，而实现则只在提供方，并不暴露给消费方。这也与我们平时的使用认知相符，服务提供方将接口单独打成一个jar包让消费方使用。
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config 配置层：对外配置接口，以 ServiceConfig, ReferenceConfig 为中心，可以直接初始化配置类，也可以通过 spring 解析配置生成配置类。dubbo-config下面包含了config-api和config-spring两个子模块，分别对应了两种配置生成方式。配置类会包含协议、url等信息，是一个比较重的对象。
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proxy 服务代理层：服务接口透明代理，生成服务的客户端 Stub 和服务器端 Skeleton, 以 ServiceProxy 为中心，扩展接口为 ProxyFactory。可以看整体设计图，Invoker其实就是负责调用服务提供方真实服务的一个代理，而Proxy则是在消费方负责调用提供方服务的一个代理。
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registry 注册中心层：封装服务地址的注册与发现，以服务 URL 为中心，扩展接口为 RegistryFactory, Registry, RegistryService。
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cluster 路由层：封装多个提供者的路由及负载均衡，并桥接注册中心，以 Invoker 为中心，扩展接口为 Cluster, Directory, Router, LoadBalance。相当于将集群封装为单个节点，这样外部就可以像单体调用一样处理，不需要考虑集群的情况(比如多个提供方的情况)
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monitor 监控层：RPC 调用次数和调用时间监控，以 Statistics 为中心，扩展接口为 MonitorFactory, Monitor, MonitorService。会有一些服务调用信息的统计。
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protocol 远程调用层：封装 RPC 调用，以 Invocation, Result 为中心，扩展接口为 Protocol, Invoker, Exporter。对协议的封装，dubbo支持多种协议，默认是dubbo协议。
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exchange 信息交换层：封装请求响应模式，同步转异步，以 Request, Response 为中心，扩展接口为 Exchanger, ExchangeChannel, ExchangeClient, ExchangeServer。
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transport 网络传输层：抽象 mina 和 netty 为统一接口，以 Message 为中心，扩展接口为 Channel, Transporter, Client, Server, Codec。
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serialize 数据序列化层：可复用的一些工具，扩展接口为 Serialization, ObjectInput, ObjectOutput, ThreadPool。dubbo的序列化也支持多种协议。
官网关系说明
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在 RPC 中，Protocol 是核心层，也就是只要有 Protocol + Invoker + Exporter 就可以完成非透明的 RPC 调用，然后在 Invoker 的主过程上 Filter 拦截点。
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图中的 Consumer 和 Provider是抽象概念，只是想让看图者更直观的了解哪些类分属于客户端与服务器端，不用 Client 和 Server 的原因是 Dubbo 在很多场景下都使用 Provider, Consumer, Registry, Monitor 划分逻辑拓普节点，保持统一概念。
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而 Cluster 是外围概念，所以 Cluster 的目的是将多个 Invoker 伪装成一个 Invoker，这样其它人只要关注 Protocol 层 Invoker 即可，加上 Cluster 或者去掉 Cluster 对其它层都不会造成影响，因为只有一个提供者时，是不需要 Cluster 的。
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Proxy 层封装了所有接口的透明化代理，而在其它层都以 Invoker 为中心，只有到了暴露给用户使用时，才用 Proxy 将 Invoker 转成接口，或将接口实现转成 Invoker，也就是去掉 Proxy 层 RPC 是可以 Run 的，只是不那么透明，不那么看起来像调本地服务一样调远程服务。
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而 Remoting 实现是 Dubbo 协议的实现，如果你选择 RMI 协议，整个 Remoting 都不会用上，Remoting 内部再划为 Transport 传输层和 Exchange 信息交换层，Transport 层只负责单向消息传输，是对 Mina, Netty, Grizzly 的抽象，它也可以扩展 UDP 传输，而 Exchange 层是在传输层之上封装了 Request-Response 语义。
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Registry 和 Monitor 实际上不算一层，而是一个独立的节点，只是为了全局概览，用层的方式画在一起。
模块说明
这里官网的模块说明 现在dubbo最新的版本是2.7.8，模块的划分更细。如下图展示各个模块作用。
依赖关系(角色划分)
节点角色说明
| 节点 | 角色说明 |
|---|---|
Provider |
暴露服务的服务提供方 |
Consumer |
调用远程服务的服务消费方 |
Registry |
服务注册与发现的注册中心 |
Monitor |
统计服务的调用次数和调用时间的监控中心 |
Container |
服务运行容器 |
调用关系说明
- 服务容器负责启动，加载，运行服务提供者
- 服务提供者在启动时，向注册中心注册自己提供的服务
- 服务消费者在启动时，向注册中心订阅自己所需的服务。
- 注册中心返回服务提供者地址列表给消费者，如果有变更，注册中心将基于长连接推送变更数据给消费者。
- 服务消费者，从提供者地址列表中，基于软负载均衡算法，选一台提供者进行调用，如果调用失败，再选另一台调用。
- 服务消费者和提供者，在内存中累计调用次数和调用时间，定时每分钟发送一次统计数据到监控中心。
缘起
dubbo解决下面几个需求
- 当服务越来越多时，服务 URL 配置管理变得非常困难，F5 硬件负载均衡器的单点压力也越来越大
- 服务间依赖关系变得错踪复杂，甚至分不清哪个应用要在哪个应用之前启动
- 服务的调用量越来越大，服务的容量问题就暴露出来 机器管理，流量的控制等