Dubbo spi机制_dubbo负载均衡

前言

SPI(Service Provider Interface)：服务提供接口

本文主要介绍dubbo源码中大量使用的SPI机制，至于什么是SPI，请自行查阅

dubbo SPI

dubbo中提供了一个ExtensionLoader.getLoadingStrategies()方法，但是在dubbo3.0.6版本已经废弃，取而代之的是几个区分了模块的类，ApplicationModel、FrameworkModel、ModuleModel

dubbo中的spi规则是这样的，首先在META-INF/dubbo/internal下会有很多的SPI接口类，这些接口都是标记了@SPI注解的

以其中的一个org.apache.dubbo.rpc.cluster.Cluster接口为例，其文件内容如下，以下value值都是Protocol接口的实现类

mock=org.apache.dubbo.rpc.cluster.support.wrapper.MockClusterWrapper
failover=org.apache.dubbo.rpc.cluster.support.FailoverCluster
failfast=org.apache.dubbo.rpc.cluster.support.FailfastCluster
failsafe=org.apache.dubbo.rpc.cluster.support.FailsafeCluster
failback=org.apache.dubbo.rpc.cluster.support.FailbackCluster
forking=org.apache.dubbo.rpc.cluster.support.ForkingCluster
available=org.apache.dubbo.rpc.cluster.support.AvailableCluster
mergeable=org.apache.dubbo.rpc.cluster.support.MergeableCluster
broadcast=org.apache.dubbo.rpc.cluster.support.BroadcastCluster
zone-aware=org.apache.dubbo.rpc.cluster.support.registry.ZoneAwareCluster

@SPI(Cluster.DEFAULT)
public interface Cluster { 
   

    String DEFAULT = "failover";

    /** * Merge the directory invokers to a virtual invoker. * * @param <T> * @param directory * @return cluster invoker * @throws RpcException */
    @Adaptive
    <T> Invoker<T> join(Directory<T> directory, boolean buildFilterChain) throws RpcException;

    static Cluster getCluster(ScopeModel scopeModel, String name) { 
   
        return getCluster(scopeModel, name, true);
    }

    static Cluster getCluster(ScopeModel scopeModel, String name, boolean wrap) { 
   
        if (StringUtils.isEmpty(name)) { 
   
            name = Cluster.DEFAULT;
        }
        return ScopeModelUtil.getApplicationModel(scopeModel).getExtensionLoader(Cluster.class).getExtension(name, wrap);
    }
}

基于名称的扩展点

Cluster failsafeCluster = ApplicationModel.defaultModel().getExtensionLoader(Cluster.class)
                .getExtension("failsafe");

看一下getExtension方法

public T getExtension(String name) { 
   
        T extension = getExtension(name, true);
        if (extension == null) { 
   
            throw new IllegalArgumentException("Not find extension: " + name);
        }
        return extension;
    }

调用底层getExtension时第二个参数表示是否需要包装，这里是true，何为包装呢
比如上述的一个org.apache.dubbo.rpc.cluster.support.wrapper.MockClusterWrapper，其后缀是Wrapper，官方的包装类基本都是以Wrapper结尾的，看一下实现类

public class MockClusterWrapper implements Cluster { 
   

    private final Cluster cluster;

    public MockClusterWrapper(Cluster cluster) { 
   
        this.cluster = cluster;
    }

    @Override
    public <T> Invoker<T> join(Directory<T> directory, boolean buildFilterChain) throws RpcException { 
   
        return new MockClusterInvoker<T>(directory,
                this.cluster.join(directory, buildFilterChain));
    }

    public Cluster getCluster() { 
   
        return cluster;
    }
}

它有一个构造器，接受了一个当前的接口对象Cluster，这是一种很明显的装饰器模式，当获取实现类时如果传递wrap参数是true时，会使用所有的包装类进行层层包装，用装饰器模式进行装饰

根据Cluster接口找到其中名为failsafe的实现类，这里是org.apache.dubbo.rpc.cluster.support.FailsafeCluster实现类，根据上述装饰器模式，因为这里只有一个包装类，所以这里获得的是MockClusterWrapper(FailsafeCluster)

自适应扩展点

Cluster adaptiveExtension = ApplicationModel.defaultModel().getExtensionLoader(Cluster.class)
                .getAdaptiveExtension();

什么是自适应扩展点呢，首先看一下Cluster接口，自适应接口的必须满足下述两个需求的其中之一

1. 接口有@Adaptive注解
2. 至少有一个方法是有@Adaptive注解的

场景1，接口上有@Adaptive注解，那么这里直接获取到该实现类
场景2，这种场景会比较复杂，会根据字节码重组，动态编译生成一个动态类，类似于jdk的动态代理，这里我从源码内部把生成的字节码的字符串找出来是这样的，生成到内存的是一个Cluster$Adaptive对象，可以看到其内部最终从Directory 里面getUrl之后，从url中获取了一个cluster参数，这个cluster参数可以在@Adaptive上指定，否则有默认的生成规则，当url中没有cluster参数时会使用@SPI注解中的默认值failover

基于这个自适应扩展点，那么使用这个类，如果url中的cluster不一样，那么就会使用不同的cluster实现类，实现根据url来动态的切换实现类，而获得的自适应扩展类则不需要任何变化

需要注意标记在方法上的支持自适应方法中必须要带url，或者其一个参数中通过getUrl方法可以获得到一个url，比如Directory，只有可以获取到url才能根据url进行自适应

public class Cluster$Adaptive implements org.apache.dubbo.rpc.cluster.Cluster { 
   

    public Invoker join(Directory arg0, boolean arg1) throws org.apache.dubbo.rpc.RpcException { 
   
        if (arg0 == null) throw new IllegalArgumentException("org.apache.dubbo.rpc.cluster.Directory argument == null");
        if (arg0.getUrl() == null)
            throw new IllegalArgumentException("org.apache.dubbo.rpc.cluster.Directory argument getUrl() == null");
        URL url = arg0.getUrl();
        // 获取url中cluster的参数
        String extName = url.getParameter("cluster", "failover");
        if (extName == null)
            throw new IllegalStateException("Failed to get extension (org.apache.dubbo.rpc.cluster.Cluster) name from url (" + url.toString() + ") use keys([cluster])");
        ScopeModel scopeModel = ScopeModelUtil.getOrDefault(url.getScopeModel(),Cluster.class);
        // 根据cluster的value获取
        Cluster extension =  scopeModel.getExtensionLoader(Cluster.class).getExtension(extName);
        return extension.join(arg0, arg1);
    }

    public org.apache.dubbo.rpc.cluster.Cluster getCluster(org.apache.dubbo.rpc.model.ScopeModel arg0, java.lang.String arg1) { 
   
        throw new UnsupportedOperationException("The method public static org.apache.dubbo.rpc.cluster.Cluster org.apache.dubbo.rpc.cluster.Cluster.getCluster(org.apache.dubbo.rpc.model.ScopeModel,java.lang.String) of interface org.apache.dubbo.rpc.cluster.Cluster is not adaptive method!");
    }

    public org.apache.dubbo.rpc.cluster.Cluster getCluster(org.apache.dubbo.rpc.model.ScopeModel arg0, java.lang.String arg1, boolean arg2) { 
   
        throw new UnsupportedOperationException("The method public static org.apache.dubbo.rpc.cluster.Cluster org.apache.dubbo.rpc.cluster.Cluster.getCluster(org.apache.dubbo.rpc.model.ScopeModel,java.lang.String,boolean) of interface org.apache.dubbo.rpc.cluster.Cluster is not adaptive method!");
    }
}

激活扩展点

激活扩展点的实现类上都会有@Activate注解，比如我自定义一个Filter的激活扩展点，我定义了value=mykey，表示只有当url中有mykey这样一个key才返回当前过滤器，group是分组，我设置了字符串provider和consumer，表示当我的group查询provider或者consumer时当前过滤器返回，并且在META-INF下定义好该SPI

@Activate(value = "myKey", group = { 
   CommonConstants.PROVIDER, CommonConstants.CONSUMER})
public class LogFilter implements Filter { 
   
    @Override
    public Result invoke(Invoker<?> invoker, Invocation invocation) throws RpcException { 
   

        System.out.println("拦截所有dubbo调用-------------------------");

        return invoker.invoke(invocation);
    }
}

URL url = new URL("","",8080);
url = url.addParameter("myKey","111");
List<Filter> activateList = ApplicationModel.defaultModel().getDefaultModule().getExtensionLoader(Filter.class)
                .getActivateExtension(url, "","provider");

当我使用上述方法获取扩展点时即可拿到我自己自定义的LogFilter，因为我要过滤的group=provider，并且url中带了myKey这个key，并且返回了很多其他的Filter

这个激活扩展点机制，就很适合用于各种拦截的场景，比如我要拦截所有dubbo请求的发起，或者拦截所有当前服务的dubbo服务被调用，那么只要像我上述定义的LogFilter一样，指定好group即可，因为dubbo的源码内部就是有一个根据当前是provider还是consumer来获取所有Filter，组成一个调用链路的

根据SPI扩展自己的自定义插件

基于上述自适应扩展机制，比如我想设置某个服务的负载均衡策略为每次只选择第一个，那么只要这样写
根据LoadBalance spi机制，自定义自己的LoadBalance实现

public class FirstLoadBalance implements LoadBalance { 
   
    @Override
    public <T> Invoker<T> select(List<Invoker<T>> invokers, URL url, Invocation invocation) throws RpcException { 
   
        // 测试只选择第一个
        return invokers.get(0);
    }
}

在META-INF/dubbo/internal下定义org.apache.dubbo.rpc.cluster.LoadBalance文件，内容如下

first=com.example.consumer.spi.FirstLoadBalance

指定负载均衡策略，那么这个接口就会使用我们自定义的first的负载均衡策略了

    @DubboReference(
            protocol = "dubbo",
            loadbalance = "first",
            cluster = "failover",check = false,retries = 5)
    private SayHelloService sayHelloService;