Dubbo协议及序列化

Dubbo是 Alibaba 开源的分布式服务框架远程调用框架，在网络间传输数据，就需要通信协议和序列化。

一通信协议

Dubbo支持dubbo、rmi、hessian、http、webservice、thrift、redis等多种协议，但是Dubbo官网是推荐我们使用Dubbo协议的，默认也是用的dubbo协议。

先介绍几种常见的协议：

1. dubbo协议
缺省协议，使用基于mina1.1.7+hessian3.2.1的tbremoting交互。
连接个数：单连接
连接方式：长连接
传输协议：TCP
传输方式：NIO异步传输
序列化：Hessian二进制序列化
适用范围：传入传出参数数据包较小（建议小于100K），消费者比提供者个数多，单一消费者无法压满提供者，尽量不要用dubbo协议传输大文件或超大字符串。
适用场景：常规远程服务方法调用

1、dubbo默认采用dubbo协议，dubbo协议采用单一长连接和NIO异步通讯，适合于小数据量大并发的服务调用，以及服务消费者机器数远大于服务提供者机器数的情况
2、他不适合传送大数据量的服务，比如传文件，传视频等，除非请求量很低。
配置如下：

<dubbo:protocol name="dubbo" port="20880" />
<dubbo:protocol name=“dubbo” port=“9090” server=“netty” client=“netty” codec=“dubbo”
serialization=“hessian2” charset=“UTF-8” threadpool=“fixed” threads=“100” queues=“0” iothreads=“9”
buffer=“8192” accepts=“1000” payload=“8388608” />
3、Dubbo协议缺省每服务每提供者每消费者使用单一长连接，如果数据量较大，可以使用多个连接。

<dubbo:protocol name="dubbo" connections="2" />
4、为防止被大量连接撑挂，可在服务提供方限制大接收连接数，以实现服务提供方自我保护

<dubbo:protocol name="dubbo" accepts="1000" />

2. rmi协议
Java标准的远程调用协议。
连接个数：多连接
连接方式：短连接
传输协议：TCP
传输方式：同步传输
序列化：Java标准二进制序列化
适用范围：传入传出参数数据包大小混合，消费者与提供者个数差不多，可传文件。
适用场景：常规远程服务方法调用，与原生RMI服务互操作

RMI协议采用JDK标准的java.rmi.*实现，采用阻塞式短连接和JDK标准序列化方式。

3. hessian协议
基于Hessian的远程调用协议。
连接个数：多连接
连接方式：短连接
传输协议：HTTP
传输方式：同步传输
序列化：表单序列化
适用范围：传入传出参数数据包大小混合，提供者比消费者个数多，可用浏览器查看，可用表单或URL传入参数，暂不支持传文件。
适用场景：需同时给应用程序和浏览器JS使用的服务。

1、Hessian协议用于集成Hessian的服务，Hessian底层采用Http通讯，采用Servlet暴露服务，Dubbo缺省内嵌Jetty作为服务器实现。
2、Hessian是Caucho开源的一个RPC框架：http://hessian.caucho.com，其通讯效率高于WebService和Java自带的序列化。

4. http协议
基于http表单的远程调用协议。参见：[HTTP协议使用说明]
连接个数：多连接
连接方式：短连接
传输协议：HTTP
传输方式：同步传输
序列化：表单序列化
适用范围：传入传出参数数据包大小混合，提供者比消费者个数多，可用浏览器查看，可用表单或URL传入参数，暂不支持传文件。
适用场景：需同时给应用程序和浏览器JS使用的服务。

5. webservice协议

基于WebService的远程调用协议。
连接个数：多连接
连接方式：短连接
传输协议：HTTP
传输方式：同步传输
序列化：SOAP文本序列化
适用场景：系统集成，跨语言调用

二序列化

序列化是将一个对象变成一个二进制流就是序列化，反序列化是将二进制流转换成对象。

为什么要序列化？

1. 减小内存空间和网络传输的带宽

2. 分布式的可扩展性

3. 通用性，接口可共用。

Dubbo序列化支持java、compactedjava、nativejava、fastjson、dubbo、fst、hessian2、kryo，其中默认hessian2。其中java、compactedjava、nativejava属于原生java的序列化。

dubbo序列化：阿里尚未开发成熟的高效java序列化实现，阿里不建议在生产环境使用它。

hessian2序列化：hessian是一种跨语言的高效二进制序列化方式。但这里实际不是原生的hessian2序列化，而是阿里修改过的，它是dubbo RPC默认启用的序列化方式。
json序列化：目前有两种实现，一种是采用的阿里的fastjson库，另一种是采用dubbo中自己实现的简单json库，但其实现都不是特别成熟，而且json这种文本序列化性能一般不如上面两种二进制序列化。
java序列化：主要是采用JDK自带的Java序列化实现，性能很不理想。

dubbo序列化主要由Serialization(序列化策略)、DataInput(反序列化，二进制->对象)、DataOutput（序列化，对象->二进制流）来进行数据的序列化与反序列化。其关系类图为：

看一下Serialization的接口：

 1 /**
 2  * Serialization. (SPI, Singleton, ThreadSafe)
 3  */
 4 @SPI("hessian2")
 5 public interface Serialization {
 6 
 7     /**
 8      * get content type id
 9      *
10      * @return content type id
11      */
12     byte getContentTypeId();
13 
14     /**
15      * get content type
16      *
17      * @return content type
18      */
19     String getContentType();
20 
21     /**
22      * create serializer
23      *
24      * @param url
25      * @param output
26      * @return serializer
27      * @throws IOException
28      */
29     @Adaptive
30     ObjectOutput serialize(URL url, OutputStream output) throws IOException;
31 
32     /**
33      * create deserializer
34      *
35      * @param url
36      * @param input
37      * @return deserializer
38      * @throws IOException
39      */
40     @Adaptive
41     ObjectInput deserialize(URL url, InputStream input) throws IOException;
42 
43 }

从上面类图可以看出各个Serialization实现类调用了各自的output和input，我们看一下默认的hessian2的实现。

 1 public class Hessian2Serialization implements Serialization {
 2 
 3     public static final byte ID = 2;
 4 
 5     public byte getContentTypeId() {
 6         return ID;
 7     }
 8 
 9     public String getContentType() {
10         return "x-application/hessian2";
11     }
12 
13     public ObjectOutput serialize(URL url, OutputStream out) throws IOException {
14         return new Hessian2ObjectOutput(out);
15     }
16 
17     public ObjectInput deserialize(URL url, InputStream is) throws IOException {
18         return new Hessian2ObjectInput(is);
19     }
20 
21 }

output实现类：

 1 public class Hessian2ObjectOutput implements ObjectOutput {
 2     private final Hessian2Output mH2o;
 3 
 4     public Hessian2ObjectOutput(OutputStream os) {
 5         mH2o = new Hessian2Output(os);
 6         mH2o.setSerializerFactory(Hessian2SerializerFactory.SERIALIZER_FACTORY);
 7     }
 8 
 9     public void writeBool(boolean v) throws IOException {
10         mH2o.writeBoolean(v);
11     }
12 
13     public void writeByte(byte v) throws IOException {
14         mH2o.writeInt(v);
15     }
16 
17     public void writeShort(short v) throws IOException {
18         mH2o.writeInt(v);
19     }
20 
21     public void writeInt(int v) throws IOException {
22         mH2o.writeInt(v);
23     }
24 
25     public void writeLong(long v) throws IOException {
26         mH2o.writeLong(v);
27     }
28 
29     public void writeFloat(float v) throws IOException {
30         mH2o.writeDouble(v);
31     }
32 
33     public void writeDouble(double v) throws IOException {
34         mH2o.writeDouble(v);
35     }
36 
37     public void writeBytes(byte[] b) throws IOException {
38         mH2o.writeBytes(b);
39     }
40 
41     public void writeBytes(byte[] b, int off, int len) throws IOException {
42         mH2o.writeBytes(b, off, len);
43     }
44 
45     public void writeUTF(String v) throws IOException {
46         mH2o.writeString(v);
47     }
48 
49     public void writeObject(Object obj) throws IOException {
50         mH2o.writeObject(obj);
51     }
52 
53     public void flushBuffer() throws IOException {
54         mH2o.flushBuffer();
55     }
56 }

input实现类：

 1 public class Hessian2ObjectInput implements ObjectInput {
 2     private final Hessian2Input mH2i;
 3 
 4     public Hessian2ObjectInput(InputStream is) {
 5         mH2i = new Hessian2Input(is);
 6         mH2i.setSerializerFactory(Hessian2SerializerFactory.SERIALIZER_FACTORY);
 7     }
 8 
 9     public boolean readBool() throws IOException {
10         return mH2i.readBoolean();
11     }
12 
13     public byte readByte() throws IOException {
14         return (byte) mH2i.readInt();
15     }
16 
17     public short readShort() throws IOException {
18         return (short) mH2i.readInt();
19     }
20 
21     public int readInt() throws IOException {
22         return mH2i.readInt();
23     }
24 
25     public long readLong() throws IOException {
26         return mH2i.readLong();
27     }
28 
29     public float readFloat() throws IOException {
30         return (float) mH2i.readDouble();
31     }
32 
33     public double readDouble() throws IOException {
34         return mH2i.readDouble();
35     }
36 
37     public byte[] readBytes() throws IOException {
38         return mH2i.readBytes();
39     }
40 
41     public String readUTF() throws IOException {
42         return mH2i.readString();
43     }
44 
45     public Object readObject() throws IOException {
46         return mH2i.readObject();
47     }
48 
49     @SuppressWarnings("unchecked")
50     public <T> T readObject(Class<T> cls) throws IOException,
51             ClassNotFoundException {
52         return (T) mH2i.readObject(cls);
53     }
54 
55     public <T> T readObject(Class<T> cls, Type type) throws IOException, ClassNotFoundException {
56         return readObject(cls);
57     }
58 
59 }

其他的实现类也是类似。

如果想要改变序列化方式，可以更改配置，xml配置可以使用<dubbo:protocol serialization="fastjson" />，springboot配置可以使用dubbo.protocol.serialization=fastjson。

hessian 是一个比较老的序列化实现了，而且它是跨语言的，所以不是单独针对java进行优化的。而dubbo RPC实际上完全是一种Java to Java的远程调用，其实没有必要采用跨语言的序列化方式（当然肯定也不排斥跨语言的序列化）。

现在有一些新的序列化：

专门针对Java语言的：Kryo，FST等等
跨语言的：Protostuff，ProtoBuf，Thrift，Avro，MsgPack等等
这些序列化方式的性能多数都显著优于 hessian2 （甚至包括尚未成熟的dubbo序列化）。所以我们可以
为 dubbo 引入 Kryo 和 FST 这两种高效 Java 来优化 dubbo 的序列化。

Dubbo协议及序列化

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