DUBBO源码分析七---服务调用过程

"2021SC@SDUSC"

1. 简介

在前面的文章中，我们分析了 Dubbo SPI、服务导出与引入、以及集群容错方面的代码。经过前文的铺垫，本篇文章我们终于可以分析服务调用过程了。Dubbo 服务调用过程比较复杂，包含众多步骤，比如发送请求、编解码、服务降级、过滤器链处理、序列化、线程派发以及响应请求等步骤。限于篇幅原因，本篇文章无法对所有的步骤一一进行分析。本篇文章将会重点分析请求的发送与接收、编解码、线程派发以及响应的发送与接收等过程，至于服务降级、过滤器链和序列化大家自行进行分析，也可以将其当成一个黑盒，暂时忽略也没关系。介绍完本篇文章要分析的内容，接下来我们进入正题吧。

2. 源码分析

在进行源码分析之前，我们先来通过一张图了解 Dubbo 服务调用过程。

首先服务消费者通过代理对象 Proxy 发起远程调用，接着通过网络客户端 Client 将编码后的请求发送给服务提供方的网络层上，也就是 Server。Server 在收到请求后，首先要做的事情是对数据包进行解码。然后将解码后的请求发送至分发器 Dispatcher，再由分发器将请求派发到指定的线程池上，最后由线程池调用具体的服务。这就是一个远程调用请求的发送与接收过程。至于响应的发送与接收过程，这张图中没有表现出来。对于这两个过程，我们也会进行详细分析。

2.1 服务调用方式

Dubbo 支持同步和异步两种调用方式，其中异步调用还可细分为“有返回值”的异步调用和“无返回值”的异步调用。所谓“无返回值”异步调用是指服务消费方只管调用，但不关心调用结果，此时 Dubbo 会直接返回一个空的 RpcResult。若要使用异步特性，需要服务消费方手动进行配置。默认情况下，Dubbo 使用同步调用方式。

本节以及其他章节将会使用 Dubbo 官方提供的 Demo 分析整个调用过程，下面我们从 DemoService 接口的代理类开始进行分析。Dubbo 默认使用 Javassist 框架为服务接口生成动态代理类，因此我们需要先将代理类进行反编译才能看到源码。这里使用阿里开源 Java 应用诊断工具 Arthas 反编译代理类，结果如下：

public class proxy0 implements ClassGenerator.DC, EchoService, DemoService {
    // 方法数组
    public static Method[] methods;
    private InvocationHandler handler;

    public proxy0(InvocationHandler invocationHandler) {
        this.handler = invocationHandler;
    }

    public proxy0() {
    }

    public String sayHello(String string) {
        // 将参数存储到 Object 数组中
        Object[] arrobject = new Object[]{string};
        // 调用 InvocationHandler 实现类的 invoke 方法得到调用结果
        Object object = this.handler.invoke(this, methods[0], arrobject);
        // 返回调用结果
        return (String)object;
    }

    
    public Object $echo(Object object) {
        Object[] arrobject = new Object[]{object};
        Object object2 = this.handler.invoke(this, methods[1], arrobject);
        return object2;
    }
}

 

如上，代理类的逻辑比较简单。首先将运行时参数存储到数组中，然后调用 InvocationHandler 接口实现类的 invoke 方法，得到调用结果，最后将结果转型并返回给调用方。关于代理类的逻辑就说这么多，继续向下分析。

public class InvokerInvocationHandler implements InvocationHandler {

    private final Invoker invoker;

    public InvokerInvocationHandler(Invoker handler) {
        this.invoker = handler;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        String methodName = method.getName();
        Class[] parameterTypes = method.getParameterTypes();
        
        // 拦截定义在 Object 类中的方法（未被子类重写），比如 wait/notify
        if (method.getDeclaringClass() == Object.class) {
            return method.invoke(invoker, args);
        }
        
        // 如果 toString、hashCode 和 equals 等方法被子类重写了，这里也直接调用
        if ("toString".equals(methodName) && parameterTypes.length == 0) {
            return invoker.toString();
        }
        if ("hashCode".equals(methodName) && parameterTypes.length == 0) {
            return invoker.hashCode();
        }
        if ("equals".equals(methodName) && parameterTypes.length == 1) {
            return invoker.equals(args[0]);
        }
        
        // 将 method 和 args 封装到 RpcInvocation 中，并执行后续的调用
        return invoker.invoke(new RpcInvocation(method, args)).recreate();
    }
}

InvokerInvocationHandler 中的 invoker 成员变量类型为 MockClusterInvoker，MockClusterInvoker 内部封装了服务降级逻辑。下面简单看一下：

public class MockClusterInvoker implements Invoker {
    
    private final Invoker invoker;
    
    public Result invoke(Invocation invocation) throws RpcException {
        Result result = null;

        // 获取 mock 配置值
        String value = directory.getUrl().getMethodParameter(invocation.getMethodName(), Constants.MOCK_KEY, Boolean.FALSE.toString()).trim();
        if (value.length() == 0 || value.equalsIgnoreCase("false")) {
            // 无 mock 逻辑，直接调用其他 Invoker 对象的 invoke 方法，
            // 比如 FailoverClusterInvoker
            result = this.invoker.invoke(invocation);
        } else if (value.startsWith("force")) {
            // force:xxx 直接执行 mock 逻辑，不发起远程调用
            result = doMockInvoke(invocation, null);
        } else {
            // fail:xxx 表示消费方对调用服务失败后，再执行 mock 逻辑，不抛出异常
            try {
                // 调用其他 Invoker 对象的 invoke 方法
                result = this.invoker.invoke(invocation);
            } catch (RpcException e) {
                if (e.isBiz()) {
                    throw e;
                } else {
                    // 调用失败，执行 mock 逻辑
                    result = doMockInvoke(invocation, e);
                }
            }
        }
        return result;
    }
    
    // 省略其他方法
}

服务降级不是本文重点，因此这里就不分析 doMockInvoke 方法了。考虑到前文已经详细分析过 FailoverClusterInvoker，因此本节略过 FailoverClusterInvoker，直接分析 DubboInvoker。

public abstract class AbstractInvoker implements Invoker {
    
    public Result invoke(Invocation inv) throws RpcException {
        if (destroyed.get()) {
            throw new RpcException("Rpc invoker for service ...");
        }
        RpcInvocation invocation = (RpcInvocation) inv;
        // 设置 Invoker
        invocation.setInvoker(this);
        if (attachment != null && attachment.size() > 0) {
            // 设置 attachment
            invocation.addAttachmentsIfAbsent(attachment);
        }
        Map contextAttachments = RpcContext.getContext().getAttachments();
        if (contextAttachments != null && contextAttachments.size() != 0) {
            // 添加 contextAttachments 到 RpcInvocation#attachment 变量中
            invocation.addAttachments(contextAttachments);
        }
        if (getUrl().getMethodParameter(invocation.getMethodName(), Constants.ASYNC_KEY, false)) {
            // 设置异步信息到 RpcInvocation#attachment 中
            invocation.setAttachment(Constants.ASYNC_KEY, Boolean.TRUE.toString());
        }
        RpcUtils.attachInvocationIdIfAsync(getUrl(), invocation);

        try {
            // 抽象方法，由子类实现
            return doInvoke(invocation);
        } catch (InvocationTargetException e) {
            // ...
        } catch (RpcException e) {
            // ...
        } catch (Throwable e) {
            return new RpcResult(e);
        }
    }

    protected abstract Result doInvoke(Invocation invocation) throws Throwable;
    
    // 省略其他方法
}

上面的代码来自 AbstractInvoker 类，其中大部分代码用于添加信息到 RpcInvocation#attachment 变量中，添加完毕后，调用 doInvoke 执行后续的调用。doInvoke 是一个抽象方法，需要由子类实现，下面到 DubboInvoker 中看一下。

public class DubboInvoker extends AbstractInvoker {
    
    private final ExchangeClient[] clients;
    
    protected Result doInvoke(final Invocation invocation) throws Throwable {
        RpcInvocation inv = (RpcInvocation) invocation;
        final String methodName = RpcUtils.getMethodName(invocation);
        // 设置 path 和 version 到 attachment 中
        inv.setAttachment(Constants.PATH_KEY, getUrl().getPath());
        inv.setAttachment(Constants.VERSION_KEY, version);

        ExchangeClient currentClient;
        if (clients.length == 1) {
            // 从 clients 数组中获取 ExchangeClient
            currentClient = clients[0];
        } else {
            currentClient = clients[index.getAndIncrement() % clients.length];
        }
        try {
            // 获取异步配置
            boolean isAsync = RpcUtils.isAsync(getUrl(), invocation);
            // isoneway 为 true，表示“单向”通信
            boolean isoneway = RpcUtils.isoneway(getUrl(), invocation);
            int timeout = getUrl().getMethodParameter(methodName, Constants.TIMEOUT_KEY, Constants.DEFAULT_TIMEOUT);

            // 异步无返回值
            if (isOneway) {
                boolean isSent = getUrl().getMethodParameter(methodName, Constants.SENT_KEY, false);
                // 发送请求
                currentClient.send(inv, isSent);
                // 设置上下文中的 future 字段为 null
                RpcContext.getContext().setFuture(null);
                // 返回一个空的 RpcResult
                return new RpcResult();
            } 

            // 异步有返回值
            else if (isAsync) {
                // 发送请求，并得到一个 ResponseFuture 实例
                ResponseFuture future = currentClient.request(inv, timeout);
                // 设置 future 到上下文中
                RpcContext.getContext().setFuture(new FutureAdapter