dubbo的原理以及面试题分析

1.什么是dubbo?

Dubbo就是SOA服务治理方案的核心框架。用于分布式调用，其重点在于分布式的治理。

Dubbo是Alibaba开源的分布式服务框架，它最大的特点是按照分层的方式来架构，使用这种方式可以使各个层之间解耦合（或者最大限度地松耦合），比如表现层和业务层就需要解耦合。

从面向服务的角度来看，Dubbo采用的是一种非常简单的模型，要么是提供方提供服务，要么是消费方消费服务，所以基于这一点可以抽象出服务提供方（Provider）和服务消费方（Consumer）两个角色。

除了以上两个角色，它还有注册中心和监控中心。它可以通过注册中心对服务进行注册和订阅；可以通过监控中心对服务进行监控，这样的话，就可以知道哪些服务使用率高、哪些服务使用率低。对使用率高的服务增加机器，对使用率低的服务减少机器，达到合理分配资源的目的。

2.Dubbo核心功能

1、Remoting：远程通讯，提供对多种NIO框架抽象封装，包括“同步转异步”和“请求-响应”模式的信息交换方式。
2、Cluster：服务框架，提供基于接口方法的透明远程过程调用，包括多协议支持，以及软负载均衡，失败容错，地址路由，动态配置等集群支持。
3、Registry：服务注册，基于注册中心目录服务，使服务消费方能动态的查找服务提供方，使地址透明，使服务提供方可以平滑增加或减少机器。

3.Dubbo组件角色

1. Provider: 暴露服务的服务提供方。
2. Consumer: 调用远程服务的服务消费方。
3. Registry: 服务注册与发现的注册中心。
4. Monitor: 统计服务的调用次调和调用时间的监控中心。
5. Container: 服务运行容器，常见的容器有Spring容器。

调用关系说明：

服务容器负责启动，加载，运行服务提供者。
服务提供者在启动时，向注册中心注册自己提供的服务。
服务消费者在启动时，向注册中心订阅自己所需的服务。
注册中心返回服务提供者地址列表给消费者，如果有变更，注册中心将基于长连接推送变更数据给消费者。
服务消费者，从提供者地址列表中，基于软负载均衡算法，选一台提供者进行调用，如果调用失败，再选另一台调用。
服务消费者和提供者，在内存中累计调用次数和调用时间，定时每分钟发送一次统计数据到监控中心Monitor。

4.Dubbo总体架构

上面介绍给出的都是抽象层面的组件关系，可以说是纵向的以服务模型的组件分析，其实Dubbo最大的特点是按照分层的方式来架构，使用这种方式可以使各个层之间解耦合（或者最大限度地松耦合）。所以，我们横向以分层的方式来看下Dubbo的架构，如图所示：

Dubbo框架设计一共划分了10个层，而最上面的Service层是留给实际想要使用Dubbo开发分布式服务的开发者实现业务逻辑的接口层。图中左边淡蓝背景的为服务消费方使用的接口，右边淡绿色背景的为服务提供方使用的接口， 位于中轴线上的为双方都用到的接口。

下面，结合Dubbo官方文档，我们分别理解一下框架分层架构中，各个层次的设计要点：

服务接口层（Service）：
与实际业务逻辑相关的，根据服务提供方和服务消费方的 业务设计对应的接口和实现。
***配置层（Config）***：
对外配置接口，以ServiceConfig和ReferenceConfig为中心，可以直接new配置类，也可以通过Spring解析配置生成配置类。
服务代理层（Proxy）：
服务接口透明代理，生成服务的客户端Stub和服务器端Skeleton，以ServiceProxy为中心，扩展接口为ProxyFactory。
服务注册层（Registry）：
封装服务地址的注册与发现，以服务URL为中心，扩展接口为RegistryFactory、Registry和RegistryService。可能没有服务注册中心，此时服务提供方直接暴露服务。
集群层（Cluster）：
封装多个提供者的路由及负载均衡，并桥接注册中心，以Invoker为中心，扩展接口为Cluster、Directory、Router和LoadBalance。将多个服务提供方组合为一个服务提供方，实现对服务消费方来透明，只需要与一个服务提供方进行交互。
监控层（Monitor）：
RPC调用次数和调用时间监控，以Statistics为中心，扩展接口为MonitorFactory、Monitor和MonitorService。
远程调用层（Protocol）：
封将RPC调用，以Invocation和Result为中心，扩展接口为Protocol、Invoker和Exporter。Protocol是服务域，它是Invoker暴露和引用的主功能入口，它负责Invoker的生命周期管理。Invoker是实体域，它是Dubbo的核心模型，其它模型都向它靠扰，或转换成它，它代表一个可执行体，可向它发起invoke调用，它有可能是一个本地的实现，也可能是一个远程的实现，也可能一个集群实现。
信息交换层（Exchange）：
封装请求响应模式，同步转异步，以Request和Response为中心，扩展接口为Exchanger、ExchangeChannel、ExchangeClient和ExchangeServer。
网络传输层（Transport）：
抽象mina和netty为统一接口，以Message为中心，扩展接口为Channel、Transporter、Client、Server和Codec。
数据序列化层（Serialize）：
可复用的一些工具，扩展接口为Serialization、 ObjectInput、ObjectOutput和ThreadPool。
从上图可以看出，Dubbo对于服务提供方和服务消费方，从框架的10层中分别提供了各自需要关心和扩展的接口，构建整个服务生态系统（服务提供方和服务消费方本身就是一个以服务为中心的）。

5.根据官方提供的，对于上述各层之间关系的描述，如下所示：

1、在RPC中，Protocol是核心层，也就是只要有Protocol + Invoker + Exporter就可以完成非透明的RPC调用，然后在Invoker的主过程上Filter拦截点。

2、图中的Consumer和Provider是抽象概念，只是想让看图者更直观的了解哪些分类属于客户端与服务器端，不用Client和Server的原因是Dubbo在很多场景下都使用Provider、Consumer、Registry、Monitor划分逻辑拓普节点，保持概念统一。

3、而Cluster是外围概念，所以Cluster的目的是将多个Invoker伪装成一个Invoker，这样其它人只要关注Protocol层Invoker即可，加上Cluster或者去掉Cluster对其它层都不会造成影响，因为只有一个提供者时，是不需要Cluster的。

4、Proxy层封装了所有接口的透明化代理，而在其它层都以Invoker为中心，只有到了暴露给用户使用时，才用Proxy将Invoker转成接口，或将接口实现转成Invoker，也就是去掉Proxy层RPC是可以Run的，只是不那么透明，不那么看起来像调本地服务一样调远程服务。

5、而Remoting实现是Dubbo协议的实现，如果你选择RMI协议，整个Remoting都不会用上，Remoting内部再划为Transport传输层和Exchange信息交换层，Transport层只负责单向消息传输，是对Mina、Netty、Grizzly的抽象，它也可以扩展UDP传输，而Exchange层是在传输层之上封装了Request-Response语义。

6、Registry和Monitor实际上不算一层，而是一个独立的节点，只是为了全局概览，用层的方式画在一起。

6.服务调用流程

7.连接方式

1、直连：

不通过注册中心，直接由消费者访问提供者。
2、集群：

提供者把服务注册到注册中心，然后消费者询问注册中心，请求对应的服务需要请求哪个提供者，注册中心返回结果，消费者根据结果向提供者请求服务。
3、超时和重连机制：

（1）dubbo超时，不会返回结果，直接报异常
（2）配置超时重试次数、超时时间：
<!-- 服务调用超时设置为5秒,超时不重试--> <dubbo:service interface="com.provider.service.DemoService" ref="demoService" retries="0" timeout="5000"/>
（3）dubbo在调用服务不成功时，默认会重试2次。
Dubbo的路由机制，会把超时的请求路由到其他机器上，而不是本机尝试，所以 dubbo的重试机器也能一定程度的保证服务的质量。但是如果不合理的配置重试次数，当失败时会进行重试多次，这样在某个时间点出现性能问题，调用方再连续重复调用，系统请求变为正常值的retries倍，系统压力会大增，容易引起服务雪崩，需要根据业务情况规划好如何进行异常处理，何时进行重试。
group及version

8.group及version

1、group：用于对服务进行隔离，这里可以实现灰度功能的作用。
2、version：当一个接口的实现，出现不兼容升级时，可以用版本号过渡，版本号不同的服务相互间不引用
*

9.面试题剖析

9.1dubbo工作原理

第一层：service层，接口层，给服务提供者和消费者来实现的
第二层：config层，配置层，主要是对dubbo进行各种配置的
第三层：proxy层，服务代理层，透明生成客户端的stub和服务单的skeleton
第四层：registry层，服务注册层，负责服务的注册与发现
第五层：cluster层，集群层，封装多个服务提供者的路由以及负载均衡，将多个实例组合成一个服务
第六层：monitor层，监控层，对rpc接口的调用次数和调用时间进行监控
第七层：protocol层，远程调用层，封装rpc调用
第八层：exchange层，信息交换层，封装请求响应模式，同步转异步
第九层：transport层，网络传输层，抽象mina和netty为统一接口
第十层：serialize层，数据序列化层

工作流程：

1）第一步，provider向注册中心去注册
2）第二步，consumer从注册中心订阅服务，注册中心会通知consumer注册好的服务
3）第三步，consumer调用provider
4）第四步，consumer和provider都异步的通知监控中心

9.2注册中心挂了可以继续通信吗？

可以，因为刚开始初始化的时候，消费者会将提供者的地址等信息拉取到本地缓存，所以注册中心挂了可以继续通信。

9.3Dubbo的执行流程：

项目一启动，加载配置文件的时候，就会初始化，服务的提供方ServiceProvider就会向注册中心注册自己提供的服务，当消费者在启动时，就会向注册中心订阅自己所需要的服务，如果服务提供方有数据变更等，注册中心将基于长连接的形式推送变更数据给消费者。
默认使用Dubbo协议：
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，尽量不要使用dubbo协议传输大文件或超大字符串
使用场景：常规远程服务方法调用
从上面的适用范围总结，dubbo适合小数据量大并发的服务调用，以及消费者机器远大于生产者机器数的情况，不适合传输大数据量的服务比如文件、视频等，除非请求量很低。

9.4Dubbo的安全性如何得到保障：
a.在有注册中心的情况下,可以通过dubbbo admin中的路由规则，来指定固定ip的消费方来访问
b.在直连的情况下，通过在服务的提供方中设置密码(令牌)token，消费方需要在消费时也输入这 个密码，才能够正确使用。
Dubbo添加服务ip白名单，防止不法调用

9.5Duubo中如何保证分布式事务？
一般情况下，我们尽量将需要事务的方法放在一个service中，从而避开分步式事务。
Dubbo底层是基于socket： Socket通信是一个全双工的方式，如果有多个线程同时进行远程方法调用，这时建立在client server之间的socket连接上会有很多双方发送的消息传递，前后顺序也可能是乱七八糟的，server处理完结果后，将结果消息发送给client，client收到很多消息，怎么知道哪个消息结果是原先哪个线程调用的？
答：使用一个ID，让其唯一，然后传递给服务端，再服务端又回传回来，这样就知道结果是原先哪个线程的了。

9.6Dubbo的心跳机制：
目的：
维持provider和consumer之间的长连接
实现：
dubbo心跳时间heartbeat默认是1s，超过heartbeat时间没有收到消息，就发送心跳消 息(provider，consumer一样),如果连着3次(heartbeatTimeout为heartbeat*3)没有收到心跳响应，provider会关闭channel，而consumer会进行重连;不论是provider还是consumer的心跳检测都是通过启动定时任务的方式实现；

Dubbo的zookeeper做注册中心，如果注册中心全部挂掉，发布者和订阅者还能通信吗？
可以通信的，启动dubbo时，消费者会从zk拉取注册的生产者的地址接口等数据，缓存在本地。每次调用时，按照本地存储的地址进行调用；
注册中心对等集群，任意一台宕机后，将会切换到另一台；注册中心全部宕机后，服务的提供者和消费者仍能通过本地缓存通讯。服务提供者无状态，任一台 宕机后，不影响使用；服务提供者全部宕机，服务消费者会无法使用，并无限次重连等待服务者恢复；
挂掉是不要紧的，但前提是你没有增加新的服务，如果你要调用新的服务，则是不能办到的。

9.7为什么要用Dubbo？
因为是阿里开源项目，国内很多互联网公司都在用，已经经过很多线上考验。内部使用了 Netty、Zookeeper，保证了高性能高可用性。

使用 Dubbo 可以将核心业务抽取出来，作为独立的服务，逐渐形成稳定的服务中心，可用于提高业务复用灵活扩展，使前端应用能更快速的响应多变的市场需求。

下面这张图解释，最重要的一点是，分布式架构可以承受更大规模的并发流量。

以下是 Dubbo 的服务治理图。

9.8dubbo都支持什么协议，推荐用哪种？

dubbo://（推荐）

rmi://

hessian://

http://

webservice://

thrift://

memcached://

redis://

rest://

9.9Dubbo需要 Web 容器吗？

不需要，如果硬要用 Web 容器，只会增加复杂性，也浪费资源。

9.10Dubbo内置了哪几种服务容器？

Spring Container

Jetty Container

Log4j Container

Dubbo 的服务容器只是一个简单的 Main 方法，并加载一个简单的 Spring 容器，用于暴露服务。

9.11Dubbo默认使用什么注册中心，还有别的选择吗？

推荐使用 Zookeeper 作为注册中心，还有 Redis、Multicast、Simple 注册中心，但不推荐。

9.12Dubbo有哪几种配置方式？

1）Spring 配置方式
2）Java API 配置方式

9.13在 Provider 上可以配置的 Consumer 端的属性有哪些？

1）timeout：方法调用超时
2）retries：失败重试次数，默认重试 2 次
3）loadbalance：负载均衡算法，默认随机
4）actives 消费者端，最大并发调用限制

9.14Dubbo启动时如果依赖的服务不可用会怎样？

Dubbo 缺省会在启动时检查依赖的服务是否可用，不可用时会抛出异常，阻止 Spring 初始化完成，默认 check=“true”，可以通过 check=“false” 关闭检查。

9.15Dubbo推荐使用什么序列化框架，你知道的还有哪些？

推荐使用Hessian序列化，还有Duddo、FastJson、Java自带序列化。

9.16Dubbo默认使用的是什么通信框架，还有别的选择吗？

Dubbo 默认使用 Netty 框架，也是推荐的选择，另外内容还集成有Mina、Grizzly。

9.17当一个服务接口有多种实现时怎么做？

当一个接口有多种实现时，可以用 group 属性来分组，服务提供方和消费方都指定同一个 group 即可。

9.18服务上线怎么兼容旧版本？

可以用版本号（version）过渡，多个不同版本的服务注册到注册中心，版本号不同的服务相互间不引用。这个和服务分组的概念有一点类似。

9.19Dubbo可以对结果进行缓存吗？

可以，Dubbo 提供了声明式缓存，用于加速热门数据的访问速度，以减少用户加缓存的工作量。