轉自：http://blog.csdn.net/ajian005/article/details/17931489
項目地址：http://code.alibabatech.com/wiki/display/dubbo/Home-zh
自開源後，已有不少非阿里系公司在使用Dubbo，參見：已知用戶
那麼，Dubbo是什麼？
Dubbo[
]是一個分佈式服務框架，致力於提供高性能和透明化的RPC遠程服務調用方案，以及SOA服務治理方案。
其核心部分包含:
- 遠程通訊: 提供對多種基於長連接的NIO框架抽象封裝，包括多種線程模型，序列化，以及“請求-響應”模式的信息交換方式。
- 集羣容錯: 提供基於接口方法的透明遠程過程調用，包括多協議支持，以及軟負載均衡，失敗容錯，地址路由，動態配置等集羣支持。
- 自動發現: 基於註冊中心目錄服務，使服務消費方能動態的查找服務提供方，使地址透明，使服務提供方可以平滑增加或減少機器。
Dubbo能做什麼？
- 透明化的遠程方法調用，就像調用本地方法一樣調用遠程方法，只需簡單配置，沒有任何API侵入。
- 軟負載均衡及容錯機制，可在內網替代F5等硬件負載均衡器，降低成本，減少單點。
- 服務自動註冊與發現，不再需要寫死服務提供方地址，註冊中心基於接口名查詢服務提供者的IP地址，並且能夠平滑添加或刪除服務提供者。
背景
(#)
隨着互聯網的發展，網站應用的規模不斷擴大，常規的垂直應用架構已無法應對，分佈式服務架構以及流動計算架構勢在必行，亟需一個治理系統確保架構有條不紊的演進。
- 1(1) 單一應用架構
- 當網站流量很小時，只需一個應用，將所有功能都部署在一起，以減少部署節點和成本。
- 此時，用於簡化增刪改查工作量的 數據訪問框架(ORM) 是關鍵。
- 1(2) 垂直應用架構
- 當訪問量逐漸增大，單一應用增加機器帶來的加速度越來越小，將應用拆成互不相干的幾個應用，以提升效率。
- 此時，用於加速前端頁面開發的 Web框架(MVC) 是關鍵。
- 2(1) 分佈式服務架構
- 當垂直應用越來越多，應用之間交互不可避免，將核心業務抽取出來，作爲獨立的服務，逐漸形成穩定的服務中心，使前端應用能更快速的響應多變的市場需求。
- 此時，用於提高業務複用及整合的 分佈式服務框架(RPC) 是關鍵。
- 2(2) 流動計算架構
- 當服務越來越多，容量的評估，小服務資源的浪費等問題逐漸顯現，此時需增加一個調度中心基於訪問壓力實時管理集羣容量，提高集羣利用率。
- 此時，用於提高機器利用率的 資源調度和治理中心(SOA) 是關鍵。
需求
(#)
在大規模服務化之前，應用可能只是通過RMI或Hessian等工具，簡單的暴露和引用遠程服務，通過配置服務的URL地址進行調用，通過F5等硬件進行負載均衡。
(1) 當服務越來越多時，服務URL配置管理變得非常困難，F5硬件負載均衡器的單點壓力也越來越大。
此時需要一個服務註冊中心，動態的註冊和發現服務，使服務的位置透明。
並通過在消費方獲取服務提供方地址列表，實現軟負載均衡和Failover，降低對F5硬件負載均衡器的依賴，也能減少部分成本。
(2) 當進一步發展，服務間依賴關係變得錯蹤複雜，甚至分不清哪個應用要在哪個應用之前啓動，架構師都不能完整的描述應用的架構關係。
這時，需要自動畫出應用間的依賴關係圖，以幫助架構師理清理關係。
(3) 接着，服務的調用量越來越大，服務的容量問題就暴露出來，這個服務需要多少機器支撐？什麼時候該加機器？
爲了解決這些問題，第一步，要將服務現在每天的調用量，響應時間，都統計出來，作爲容量規劃的參考指標。
其次，要可以動態調整權重，在線上，將某臺機器的權重一直加大，並在加大的過程中記錄響應時間的變化，直到響應時間到達閥值，記錄此時的訪問量，再以此訪問量乘以機器數反推總容量。
以上是Dubbo最基本的幾個需求，更多服務治理問題參見：
http://code.alibabatech.com/blog/experience_1402/service-governance-process.html
架構
(#)
節點角色說明：
- Provider: 暴露服務的服務提供方。
- Consumer: 調用遠程服務的服務消費方。
- Registry: 服務註冊與發現的註冊中心。
- Monitor: 統計服務的調用次調和調用時間的監控中心。
- Container: 服務運行容器。
調用關係說明：
- 0. 服務容器負責啓動，加載，運行服務提供者。
- 1. 服務提供者在啓動時，向註冊中心註冊自己提供的服務。
- 2. 服務消費者在啓動時，向註冊中心訂閱自己所需的服務。
- 3. 註冊中心返回服務提供者地址列表給消費者，如果有變更，註冊中心將基於長連接推送變更數據給消費者。
- 4. 服務消費者，從提供者地址列表中，基於軟負載均衡算法，選一臺提供者進行調用，如果調用失敗，再選另一臺調用。
- 5. 服務消費者和提供者，在內存中累計調用次數和調用時間，定時每分鐘發送一次統計數據到監控中心。
(1) 連通性：
- 註冊中心負責服務地址的註冊與查找，相當於目錄服務，服務提供者和消費者只在啓動時與註冊中心交互，註冊中心不轉發請求，壓力較小
- 監控中心負責統計各服務調用次數，調用時間等，統計先在內存彙總後每分鐘一次發送到監控中心服務器，並以報表展示
- 服務提供者向註冊中心註冊其提供的服務，並彙報調用時間到監控中心，此時間不包含網絡開銷
- 服務消費者向註冊中心獲取服務提供者地址列表，並根據負載算法直接調用提供者，同時彙報調用時間到監控中心，此時間包含網絡開銷
- 註冊中心，服務提供者，服務消費者三者之間均爲長連接，監控中心除外
- 註冊中心通過長連接感知服務提供者的存在，服務提供者宕機，註冊中心將立即推送事件通知消費者
- 註冊中心和監控中心全部宕機，不影響已運行的提供者和消費者，消費者在本地緩存了提供者列表
- 註冊中心和監控中心都是可選的，服務消費者可以直連服務提供者
(2) 健狀性：
- 監控中心宕掉不影響使用，只是丟失部分採樣數據
- 數據庫宕掉後，註冊中心仍能通過緩存提供服務列表查詢，但不能註冊新服務
- 註冊中心對等集羣，任意一臺宕掉後，將自動切換到另一臺
- 註冊中心全部宕掉後，服務提供者和服務消費者仍能通過本地緩存通訊
- 服務提供者無狀態，任意一臺宕掉後，不影響使用
- 服務提供者全部宕掉後，服務消費者應用將無法使用，並無限次重連等待服務提供者恢復
(3) 伸縮性：
- 註冊中心爲對等集羣，可動態增加機器部署實例，所有客戶端將自動發現新的註冊中心
- 服務提供者無狀態，可動態增加機器部署實例，註冊中心將推送新的服務提供者信息給消費者
(4) 升級性：
- 當服務集羣規模進一步擴大，帶動IT治理結構進一步升級，需要實現動態部署，進行流動計算，現有分佈式服務架構不會帶來阻力：
Deployer: 自動部署服務的本地代理。Repository: 倉庫用於存儲服務應用發佈包。Scheduler: 調度中心基於訪問壓力自動增減服務提供者。Admin: 統一管理控制檯。
Dubbo架構流程圖：
整體設計
如果你覺得圖過於複雜，請查看：>>框架圖繪製步驟動畫
圖例說明：
- 圖中左邊淡藍背景的爲服務消費方使用的接口，右邊淡綠色背景的爲服務提供方使用的接口， 位於中軸線上的爲雙方都用到的接口。
- 圖中從下至上分爲十層，各層均爲單向依賴，右邊的黑色箭頭代表層之間的依賴關係，每一層都可以剝離上層被複用，其中，Service和Config層爲API，其它各層均爲SPI。
- 圖中綠色小塊的爲擴展接口，藍色小塊爲實現類，圖中只顯示用於關聯各層的實現類。
- 圖中藍色虛線爲初始化過程，即啓動時組裝鏈，紅色實線爲方法調用過程，即運行時調時鏈，紫色三角箭頭爲繼承，可以把子類看作父類的同一個節點，線上的文字爲調用的方法。
各層說明：
- config，配置層，對外配置接口，以ServiceConfig, ReferenceConfig爲中心，可以直接new配置類，也可以通過spring解析配置生成配置類
- proxy，服務代理層，服務接口透明代理，生成服務的客戶端Stub和服務器端Skeleton，以ServiceProxy爲中心，擴展接口爲ProxyFactory
- registry，註冊中心層，封裝服務地址的註冊與發現，以服務URL爲中心，擴展接口爲RegistryFactory, Registry, RegistryService
- cluster，路由層，封裝多個提供者的路由及負載均衡，並橋接註冊中心，以Invoker爲中心，擴展接口爲Cluster, Directory, Router, LoadBalance
- monitor，監控層，RPC調用次數和調用時間監控，以Statistics爲中心，擴展接口爲MonitorFactory, Monitor, MonitorService
- protocol，遠程調用層，封將RPC調用，以Invocation, Result爲中心，擴展接口爲Protocol, Invoker, Exporter
- exchange，信息交換層，封裝請求響應模式，同步轉異步，以Request, Response爲中心，擴展接口爲Exchanger, ExchangeChannel, ExchangeClient, ExchangeServer
- transport，網絡傳輸層，抽象mina和netty爲統一接口，以Message爲中心，擴展接口爲Channel, Transporter, Client, Server, Codec
- serialize，數據序列化層，可複用的一些工具，擴展接口爲Serialization, ObjectInput, ObjectOutput, ThreadPool
關係說明：
- 在RPC中，Protocol是核心層，也就是只要有Protocol + Invoker + Exporter就可以完成非透明的RPC調用，然後在Invoker的主過程上Filter攔截點。
- 圖中的Consumer和Provider是抽象概念，只是想讓看圖者更直觀的瞭解哪些類分屬於客戶端與服務器端，不用Client和Server的原因是Dubbo在很多場景下都使用Provider, Consumer, Registry, Monitor劃分邏輯拓普節點，保持統一概念。
- 而Cluster是外圍概念，所以Cluster的目的是將多個Invoker僞裝成一個Invoker，這樣其它人只要關注Protocol層Invoker即可，加上Cluster或者去掉Cluster對其它層都不會造成影響，因爲只有一個提供者時，是不需要Cluster的。
- Proxy層封裝了所有接口的透明化代理，而在其它層都以Invoker爲中心，只有到了暴露給用戶使用時，才用Proxy將Invoker轉成接口，或將接口實現轉成Invoker，也就是去掉Proxy層RPC是可以Run的，只是不那麼透明，不那麼看起來像調本地服務一樣調遠程服務。
- 而Remoting實現是Dubbo協議的實現，如果你選擇RMI協議，整個Remoting都不會用上，Remoting內部再劃爲Transport傳輸層和Exchange信息交換層，Transport層只負責單向消息傳輸，是對Mina,Netty,Grizzly的抽象，它也可以擴展UDP傳輸，而Exchange層是在傳輸層之上封裝了Request-Response語義。
- Registry和Monitor實際上不算一層，而是一個獨立的節點，只是爲了全局概覽，用層的方式畫在一起。
模塊分包
模塊說明：
- dubbo-common 公共邏輯模塊，包括Util類和通用模型。
- dubbo-remoting 遠程通訊模塊，相當於Dubbo協議的實現，如果RPC用RMI協議則不需要使用此包。
- dubbo-rpc 遠程調用模塊，抽象各種協議，以及動態代理，只包含一對一的調用，不關心集羣的管理。
- dubbo-cluster 集羣模塊，將多個服務提供方僞裝爲一個提供方，包括：負載均衡, 容錯，路由等，集羣的地址列表可以是靜態配置的，也可以是由註冊中心下發。
- dubbo-registry 註冊中心模塊，基於註冊中心下發地址的集羣方式，以及對各種註冊中心的抽象。
- dubbo-monitor 監控模塊，統計服務調用次數，調用時間的，調用鏈跟蹤的服務。
- dubbo-config 配置模塊，是Dubbo對外的API，用戶通過Config使用Dubbo，隱藏Dubbo所有細節。
- dubbo-container 容器模塊，是一個Standlone的容器，以簡單的Main加載Spring啓動，因爲服務通常不需要Tomcat/JBoss等Web容器的特性，沒必要用Web容器去加載服務。
整體上按照分層結構進行分包，與分層的不同點在於：
- container爲服務容器，用於部署運行服務，沒有在層中畫出。
- protocol層和proxy層都放在rpc模塊中，這兩層是rpc的核心，在不需要集羣時(只有一個提供者)，可以只使用這兩層完成rpc調用。
- transport層和exchange層都放在remoting模塊中，爲rpc調用的通訊基礎。
- serialize層放在common模塊中，以便更大程度複用。
依賴關係
圖例說明：
- 圖中小方塊Protocol, Cluster, Proxy, Service, Container, Registry, Monitor代表層或模塊，藍色的表示與業務有交互，綠色的表示只對Dubbo內部交互。
- 圖中背景方塊Consumer, Provider, Registry, Monitor代表部署邏輯拓普節點。
- 圖中藍色虛線爲初始化時調用，紅色虛線爲運行時異步調用，紅色實線爲運行時同步調用。
- 圖中只包含RPC的層，不包含Remoting的層，Remoting整體都隱含在Protocol中。
調用鏈
展開總設計圖的紅色調用鏈，如下：
暴露服務時序
展開總設計圖左邊服務提供方暴露服務的藍色初始化鏈，時序圖如下：
引用服務時序
展開總設計圖右邊服務消費方引用服務的藍色初始化鏈，時序圖如下：
領域模型
在Dubbo的核心領域模型中：
- Protocol是服務域，它是Invoker暴露和引用的主功能入口，它負責Invoker的生命週期管理。
- Invoker是實體域，它是Dubbo的核心模型，其它模型都向它靠擾，或轉換成它，它代表一個可執行體，可向它發起invoke調用，它有可能是一個本地的實現，也可能是一個遠程的實現，也可能一個集羣實現。
- Invocation是會話域，它持有調用過程中的變量，比如方法名，參數等。
基本原則
- 採用Microkernel + Plugin模式，Microkernel只負責組將Plugin，Dubbo自身的功能也是通過擴展點實現的，也就是Dubbo的所有功能點都可被用戶自定義擴展所替換。
- 採用URL作爲配置信息的統一格式，所有擴展點都通過傳遞URL攜帶配置信息。
更多設計原則參見：《框架設計原則》