一、Dubbo简介

Dubbo是一款典型的高扩展、高性能、高可用的RPC微服务框架，用于解决微服务架构下的服务治理与通信问题。其核心模块包含【RPC通信】和【服务治理】，其中服务治理又分为服务注册与发现、服务容错、负载均衡、流量调度等。今天将重点介绍Dubbo的服务注册与发现。

(资料图片)

二、SPI机制

在介绍服务注册发现之前，先简单介绍一下贯穿整个Dubbo源码，也是Dubbo实现自适应扩展的核心--SPI机制，下图为Dubbo SPI实现的简单类图。





•1、Dubbo SPI原理：通过读取相应的配置文件找到具体实现类，然后通过以下两种方式实例化对象：（1）通过自适应的动态字节码编译技术，生成相应的动态代理类，（2）利用反射机制实现实例化。相较于Java SPI，Dubbo SPI实现了内部的IoC和Aop

•2、Dubbo SPI 优点：（1）高扩展：用户可以根据实际业务需求扩展相应的实现模块，包含字节码编译技术、rpc协议、通信方式、注册方式等，（2）解耦：通过封装SPI调用机制，架构上实现了上层应用与底层逻辑之间的解耦，为高扩展提供了支撑条件

•3、Dubbo SPI 常用样例（以getExtension和getAdaptiveExtension为例）

配置文件内容test1=com.dubbo.demo.service.TestServiceimpltest2=com.dubbo.demo.service.TestServiceImpl2一、通过getExtension方法生成实例    ExtensionLoader extensionLoader = ExtensionLoader.getExtensionLoader(TestService.class);    TestService t1 = extensionLoader.getExtension("test1");    TestService t2 = extensionLoader.getExtension("test2");   二、通过getAdaptiveExtension生成实例（方法中需要@Adaptive注解，参数会对URL校验）    TestService testService = ExtensionLoader.getExtensionLoader(TestService.class).getAdaptiveExtension();    URL url = new URL("test", "localhost", 8080, new String[]{"test.service", "test1"});    testService.sayHello("bbb", url);

调用getAdaptiveExtension方法最终会生成相应的代理类，最终生成的代理类会根据URL参数里面的protocol决定（以内部Protocol为例）







三、服务注册

1、服务注册流程





2、服务注册类图详解





3、服务注册步骤

（1）步骤一：初始化配置（类图：抽象Config与初始化配置）

首先需要实例化ServiceConfig实例，声明“注册接口、接口实例、注册中心配置”，其中“ServiceBean”是实现Spring与Dubbo整合的桥梁。然后会由DubboBootstrap调用initialize方法实现configManager和Environment的初始化，其中就包括将ServiceConfig中的配置转换成内部封装的协议（ApplicationModel、ProviderModel等）

private static void startWithExport() throws InterruptedException {    //初始化配置    ServiceConfig service = new ServiceConfig<>();    service.setInterface(DemoService.class);    service.setRef(new DemoServiceImpl());    service.setApplication(new ApplicationConfig("dubbo-demo-api-provider"));    service.setRegistry(new RegistryConfig("zookeeper://127.0.0.1:2181"));    //服务注册入口    service.export();}

public synchronized void export() {    if (bootstrap == null) {        bootstrap = DubboBootstrap.getInstance();        // compatible with api call.        if (null != this.getRegistry()) {            bootstrap.registries(this.getRegistries());        }        //初始化配置()        bootstrap.initialize();    }    ......            if (shouldDelay()) {        DELAY_EXPORT_EXECUTOR.schedule(this::doExport, getDelay(), TimeUnit.MILLISECONDS);    } else {        //服务注册        doExport();    }    exported(); }

（2）步骤二：组装URL

根据初始化配置组转注册接口服务的URL。其中URL也是Dubbo内部通过@Adaptive注解实现SPI的核心，通过修改URL的头部协议（如：register、dubbo、injvm等），在调用

private static final Protocol PROTOCOL = ExtensionLoader.getExtensionLoader(Protocol.class).getAdaptiveExtension();PROTOCOL.export(wrapperInvoker)

该方法的时候，会根据不同的协议切换不通的实现类，实现了Dubbo技术架构与业务逻辑的解耦。

private void doExportUrls() {    //组装后的URL格式样例    //registry://127.0.0.1:2181/org.apache.dubbo.registry.RegistryService?application=dubbo-demo-api-provider&dubbo=2.0.2&pid=26212®istry=zookeeper×tamp=1663049763199    List registryURLs = ConfigValidationUtils.loadRegistries(this, true);    int protocolConfigNum = protocols.size();    for (ProtocolConfig protocolConfig : protocols) {        //组装pathKey : org.apache.dubbo.demo.DemoService        String pathKey = URL.buildKey(getContextPath(protocolConfig)                .map(p -> p + "/" + path)                .orElse(path), group, version);        //保存接口服务        repository.registerService(pathKey, interfaceClass);        //服务注册        doExportUrlsFor1Protocol(protocolConfig, registryURLs, protocolConfigNum);    }}

（3）步骤三：Invoker封装（类图：Ref -> Invoker）

通过内置的动态字节码编译（默认javassist）生成Invoker代理类，然后通过反射机制生成Wrapper实例。其中Invoker是Dubbo的核心模型，Invoker是Dubbo中的实体域，也就是真实存在的。其他模型都向它靠拢或转换成它

private void doExportUrlsFor1Protocol(ProtocolConfig protocolConfig, List registryURLs, int protocolConfigNum) {    ......    //组装新的URL    //dubbo://2.0.0.1:20880/org.apache.dubbo.demo.DemoService?anyhost=true&application=dubbo-demo-api-provider&bind.ip=2.0.0.1&bind.port=20880&default=true&deprecated=false&dubbo=2.0.2&dynamic=true&generic=false&interface=org.apache.dubbo.demo.DemoService&methods=sayHello,sayHelloAsync&pid=46528&release=&service.name=ServiceBean:/org.apache.dubbo.demo.DemoService&side=provider×tamp=1663051456562    URL url = new URL(name, host, port, getContextPath(protocolConfig).map(p -> p + "/" + path).orElse(path), map);    ......    //Invoker封装    Invoker invoker = PROXY_FACTORY.getInvoker(ref, (Class) interfaceClass,             registryURL.addParameterAndEncoded(EXPORT_KEY, url.toFullString()));    //wrapper    DelegateProviderMetaDataInvoker wrapperInvoker = new DelegateProviderMetaDataInvoker(invoker, this);    //服务注册(此时URL头部协议变成了register，实际会调用RegistryProtocol)    Exporter exporter = PROTOCOL.export(wrapperInvoker);    exporters.add(exporter);}# PROXY_FACTORYpublic  Invoker getInvoker(T proxy, Class type, URL url) {    // 动态代理类生成，反射生成实例    final Wrapper wrapper = Wrapper.getWrapper(proxy.getClass().getName().indexOf("$") < 0 ? proxy.getClass() : type);    return new AbstractProxyInvoker(proxy, type, url) {        @Override        protected Object doInvoke(T proxy, String methodName,                                  Class[] parameterTypes,                                  Object[] arguments) throws Throwable {            return wrapper.invokeMethod(proxy, methodName, parameterTypes, arguments);        }    };}

（4）步骤四：Exporter封装（类图：Invoker-> Exporter）

此时会依次调用RegistryProtocol 、DubboProtocol 将Invoker封装成Exporter，并将封装后的Exporter存储到本地map中（类似于spring bean）。然后会调用底层通信服务（默认netty）进行端口监听，此时会通过责任链模式封装Exchanger与Transporter，用于处理网络传输消息的编码/解码。

# RegistryProtocol : exportpublic  Exporter export(final Invoker originInvoker) throws RpcException {    ......    //此时URL头部协议已变成dubbo    //dubbo://2.0.0.1:20880/org.apache.dubbo.demo.DemoService?anyhost=true&application=dubbo-demo-api-provider&bind.ip=2.0.0.1&bind.port=20880&default=true&deprecated=false&dubbo=2.0.2&dynamic=true&generic=false&interface=org.apache.dubbo.demo.DemoService&methods=sayHello,sayHelloAsync&pid=56036&release=&service.name=ServiceBean:/org.apache.dubbo.demo.DemoService&side=provider×tamp=1663052353098    providerUrl = overrideUrlWithConfig(providerUrl, overrideSubscribeListener);    // export invoker    final ExporterChangeableWrapper exporter = doLocalExport(originInvoker, providerUrl);    // 此时Registry实例默认是ZookeeperRegistry    final Registry registry = getRegistry(originInvoker);    final URL registeredProviderUrl = getUrlToRegistry(providerUrl, registryUrl);        // decide if we need to delay publish    boolean register = providerUrl.getParameter(REGISTER_KEY, true);    if (register) {        //底层调用ZK，创建node节点        registry.register(registeredProviderUrl);    }    ....}# RegistryProtocol : doLocalExportprivate  ExporterChangeableWrapper doLocalExport(final Invoker originInvoker, URL providerUrl) {    String key = getCacheKey(originInvoker);    return (ExporterChangeableWrapper) bounds.computeIfAbsent(key, s -> {        Invoker invokerDelegate = new InvokerDelegate<>(originInvoker, providerUrl);        //此时会调用DubboProtocol进行exporter封装        return new ExporterChangeableWrapper<>((Exporter) protocol.export(invokerDelegate), originInvoker);    });}

# DubboProtocol : exportpublic  Exporter export(Invoker invoker) throws RpcException {     ......    // export service.    String key = serviceKey(url);    //exporter封装    DubboExporter exporter = new DubboExporter(invoker, key, exporterMap);    exporterMap.put(key, exporter);    ......    //开启服务监听    openServer(url);    optimizeSerialization(url);        return exporter;}

（5）步骤五：注册服务节点

封装Exporter并开启服务端口监听后，会调用注册中心（默认Zookeeper）注册服务节点信息

# RegistryProtocol : exportpublic  Exporter export(final Invoker originInvoker) throws RpcException {    ......    //此时URL头部协议已变成dubbo    //dubbo://2.0.0.1:20880/org.apache.dubbo.demo.DemoService?anyhost=true&application=dubbo-demo-api-provider&bind.ip=2.0.0.1&bind.port=20880&default=true&deprecated=false&dubbo=2.0.2&dynamic=true&generic=false&interface=org.apache.dubbo.demo.DemoService&methods=sayHello,sayHelloAsync&pid=56036&release=&service.name=ServiceBean:/org.apache.dubbo.demo.DemoService&side=provider×tamp=1663052353098    providerUrl = overrideUrlWithConfig(providerUrl, overrideSubscribeListener);    // export invoker    final ExporterChangeableWrapper exporter = doLocalExport(originInvoker, providerUrl);    // 此时Registry实例默认是ZookeeperRegistry    final Registry registry = getRegistry(originInvoker);    final URL registeredProviderUrl = getUrlToRegistry(providerUrl, registryUrl);        // decide if we need to delay publish    boolean register = providerUrl.getParameter(REGISTER_KEY, true);    if (register) {        //底层调用ZK，创建node节点        registry.register(registeredProviderUrl);    }    ....}

四、总结

至此，Dubbo服务注册的整体流程已大致结束，文中如有不当或者错误观点，欢迎大家评论区指出。感兴趣的同学，可以关注后续“Dubbo架构设计与源码解析”系列的文章。