在分布式系統(tǒng)和微服務架構(gòu)中，系統(tǒng)的能力來自服務與服務之間的交互和集成。為了實現(xiàn)這些過程，就需要服務提供者對外暴露可以訪問的入口，而服務消費者就基于這些入口對服務提供者發(fā)起遠程調(diào)用。

我們來舉一個例子，如果我們想要發(fā)布一個 DemoService，那么可以使用這樣的代碼。

DemoService service = new…;
RpcServer server = new…;
server.export(DemoService.class, demo, options);

而對 DemoService 服務進行導入的實現(xiàn)過程，可以采用如下所示的代碼風格。

RpcClient client =
DemoService service = client.refer(DemoService.class);
service.call(“how are you?”);

顯然，就這兩段代碼而言，看上去很簡單。但事實上，想要實現(xiàn)這樣的效果，開發(fā)人員要做的事情非常多。今天，我們就將從這個簡單的示例出發(fā)，探討背后的服務發(fā)布和引用流程。

服務發(fā)布和引用

在當前主流的分布式服務框架中，無論是 Dubbo 還是 Spring Cloud，都提供了類似前面介紹的服務發(fā)布和引用功能。通過對這些框架的實現(xiàn)機制進行抽象和提煉，我們實際上可以梳理出一套統(tǒng)一的設計和開發(fā)流程。接下來，讓我們先來看服務的發(fā)布流程。

服務發(fā)布

先拋開具體的技術(shù)和框架，我們可以簡單抽象出如圖所示的服務發(fā)布整體流程。

圖片

上圖中包含了服務發(fā)布過程中的各個核心組件，包括發(fā)布啟動器、動態(tài)代理、發(fā)布管理器、協(xié)議服務器和注冊中心。我們先來一一展開這些核心組件。

• 發(fā)布啟動器

發(fā)布啟動器（Launcher）的核心作用有兩點，一個是確定服務的發(fā)布形式，一個是啟動服務發(fā)布過程。在目前主流的開發(fā)框架中，配置化、注解和 API 調(diào)用是最常見的三種發(fā)布形式。

圖片

以上三種方式各有利弊，在日常開發(fā)過程中，配置和注解比較常用，而 API 調(diào)用則主要完成服務與服務之間的集成。

講完發(fā)布形式，我們來討論如何啟動服務發(fā)布過程。

圖片

可以看到，我們能夠使用 Spring 容器來完成基于配置化和注解形式下的服務啟動過程。而對于 API 調(diào)用而言，由于不一定會借助容器，所以可以直接使用 main 函數(shù)來實現(xiàn)這一目標。

• 動態(tài)代理

動態(tài)代理是遠程過程調(diào)用中非常核心的一個技術(shù)組件，在服務發(fā)布和服務引用過程中都會用到，其主要作用就是為了簡化服務發(fā)布和引用的開發(fā)難度，以及確保能夠?qū)φ麄€過程進行擴展和定制。我們在后面介紹到服務引用時還會看到動態(tài)代理。

• 發(fā)布管理器

服務發(fā)布過程需要使用專門的組件來進行統(tǒng)一管理，這個組件就是發(fā)布管理器。該組件需要判斷本次發(fā)布是否成功，然后在服務發(fā)布成功之后，把服務的地址信息注冊到注冊中心。而這里的服務地址信息則來自協(xié)議服務器。

• 協(xié)議服務器

在服務發(fā)布過程中，在物理上真正建立網(wǎng)絡連接，并綁定或釋放網(wǎng)絡端口的組件是協(xié)議服務器。協(xié)議服務器還會對網(wǎng)絡連接進行心跳檢測，以及在連接失敗之后進行重連操作。

圖片

用于發(fā)布服務的常見協(xié)議包括 HTTP、RMI、Hessian 等。我們也可以自己定義這樣的協(xié)議，例如 Dubbo 框架就實現(xiàn)了一套定制化的 Dubbo 協(xié)議。

• 注冊中心

注冊中心的作用是存儲和管理服務定義的各類元數(shù)據(jù)，并能感知到這些元數(shù)據(jù)的變化。注冊中心的核心機制就是服務注冊和發(fā)現(xiàn)，業(yè)界也存在一批主流的注冊中心實現(xiàn)工具。

圖片

上述的服務發(fā)布流程有一定的共性，可以通過轉(zhuǎn)化映射到某個具體的框架上。事實上，基于 Dubbo 的服務發(fā)布流程與上述過程非常類似。我們在后面的內(nèi)容中會做進一步的分析。

服務引用

相較服務發(fā)布，服務的引用是一個導入（Import）的過程，整體流程如下圖所示。

圖片

從圖中，我們可以看到服務引用流程與服務發(fā)布流程呈對稱結(jié)構(gòu)，所包含的組件有：

• 調(diào)用啟動器

調(diào)用啟動器和發(fā)布啟動器是對應的，這里不再重復介紹。

• 動態(tài)代理

在服務引用過程中，動態(tài)代理的作用就是確保遠程調(diào)用過程的透明化，即開發(fā)人員可以使用本地對象來完成對遠程對象的處理。

圖片

• 調(diào)用管理器

和發(fā)布管理器相比，調(diào)用管理器的核心功能是提供了一種緩存機制，從而確保服務調(diào)用者可以根據(jù)保存在本地的遠程服務地址信息來發(fā)起調(diào)用。

• 協(xié)議客戶端

和協(xié)議服務器相對應，協(xié)議客戶端會創(chuàng)建與服務端的網(wǎng)絡連接，發(fā)起請求并獲取結(jié)果。

• 注冊中心

注冊中心在這里的作用是提供查詢服務定義元數(shù)據(jù)的入口。

上述的服務引用流程同樣有一定的共性，可以通過轉(zhuǎn)化映射到某個具體的框架上。事實上，基于 Dubbo 的服務引用流程與上述過程也比較類似。

相比于服務發(fā)布，服務引用的實現(xiàn)過程通常會更加復雜一點。這點在 Dubbo 框架中體現(xiàn)的就比較明顯。接下來，我們就以 Dubbo 框架為例，分析它的服務發(fā)布和引用流程。

Dubbo 中的服務發(fā)布和引用

Dubbo 中的服務發(fā)布

Dubbo 中的服務發(fā)布基本上遵循了我們前面所抽象的服務發(fā)布流程，但也添加了一些優(yōu)化措施。體現(xiàn)在兩方面，一方面是發(fā)布的時效性，另一方面是發(fā)布的作用范圍。

我們先來討論 Dubbo 暴露服務的兩種時效，一種是延遲暴露，一種是正常暴露。

圖片

你可能會問，Dubbo 為什么要考慮發(fā)布時效這個問題呢？主要是為了提供平滑發(fā)布機制。如果 Dubbo 服務本身還沒有完全啟動成功，那這時候?qū)ν獗┞斗帐菦]有意義的，我們可以通過使用 delay 參數(shù)來設置延遲時間，從而確保服務在發(fā)布的時間點上就是可用的。

另一方面，Dubbo 中提供了四種發(fā)布作用范圍的選項。

圖片

可以看到，如果我們把 scope 配置為 none，則意味著不會發(fā)布這個 Dubbo 服務；如果配置成 local，則說明該服務只會在當前 JVM 中進行暴露，從而可以提高服務調(diào)用的效率；如果配置 scope 為 remote，那么該服務就會進行遠程暴露；而如果不配置為以上任何一種情況，那么 Dubbo 既會暴露本地服務又會暴露遠程服務。

Dubbo 中的服務引用

正如前面所提到的，與服務發(fā)布相比，Dubbo 等分布式服務框架中的服務引用整體過程會更加復雜一點。原因在于，在服務引用過程中，因為所調(diào)用的服務一般都會部署成集群模式，勢必會涉及負載均衡。而如果調(diào)用超時或失敗，還會采用集群容錯機制。

接下來，我們來看 Dubbo 中如何實現(xiàn)服務引用。我們在 ReferenceConfig 的 init 方法中找到了如下所示的 createProxy 方法。這個 createProxy 方法是理解 Dubbo 服務引用的關(guān)鍵入口，我們梳理了它的代碼結(jié)構(gòu)。

private T createProxy(Map<String, String> map) {
       if (isJvmRefer) {
              //生成本地引用 URL，使用 injvm 協(xié)議進行本地調(diào)用
       } else {
              //URL 不為空，執(zhí)行點對點調(diào)用
       } else {
              //加載注冊中心 URL
       }
       if (urls.size() == 1) {
              //單個服務提供者，直接調(diào)用
       } else {
              //多個服務提供者，則構(gòu)建集群
             if (registryURL != null) {
                    // 如果注冊中心鏈接不為空，則將通過注冊中心執(zhí)行集群調(diào)用            } else {
                    //反之，直接執(zhí)行集群調(diào)用
              }
        }
        // 生成服務代理類
        return (T) proxyFactory.getProxy(invoker);
}

在上述流程中，我們明確了 Dubbo 中服務引用的幾種不同場景，這些場景對調(diào)用管理器的功能做了擴展，但整體流程是一致的。

總結(jié)

在遠程過程調(diào)用的實現(xiàn)思路上，主要包括服務發(fā)布和服務引用兩大維度。今天我們圍繞遠程服務的發(fā)布和引用流程展開了詳細的討論，這部分內(nèi)容是我們構(gòu)建分布式系統(tǒng)的基本前提。同時，基于這套服務發(fā)布和引用流程，我們對 Dubbo 這款主流的分布式服務框架如何進行遠程/本地服務暴露、如何實現(xiàn)對遠程服務的調(diào)用過程也進行了分析。

圖片