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Dubbo普普通通9问

这是面试专题系列第四篇,Dubbo 系列。Dubbo 本身并不复杂,而且官方文档写的非常清楚详细,面试中 Dubbo 的问题一般不会很多,从分层到工作原理、负载均衡策略、容错机制、SPI 机制基本就差不多了。最后一道大题一般就是怎么设计一个 RPC 框架。但是如果你工作原理分层都搞明白了,这个问题其实也就相当于回答了,不是吗?

1. 说说 Dubbo 的分层?

从大的范围来说,Dubbo 分为三层:Business 业务逻辑层由我们自己来提供接口和实现,还有一些配置信息。RPC 层就是真正的 RPC 调用的核心层,封装整个 RPC 的调用过程、负载均衡、集群容错、代理。Remoting 则是对网络传输协议和数据转换的封装。

划分到更细的层面,就是图中的10层模式,整个分层依赖由上至下,除 Business业务逻辑之外,其他的几层都是 SPI 机制。

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2. 能说下Dubbo的工作原理吗?

  1. 服务启动的时候,provider和consumer根据配置信息,连接到注册中心register,分别向注册中心注册和订阅服务;
  2. register 根据服务订阅关系,返回 provider 信息到 consumer,同时 consumer 会把 provider 信息缓存到本地。如果信息有变更,consumer 会收到来自 register 的推送;
  3. consumer 生成代理对象,同时根据负载均衡策略,选择一台provider,同时定时向 monitor 记录接口的调用次数和时间信息;
  4. 拿到代理对象之后,consumer 通过代理对象发起接口调用;
  5. provider 收到请求后对数据进行反序列化,然后通过代理调用具体的接口实现。

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3. 为什么要通过代理对象通信?

主要是为了实现接口的透明代理,封装调用细节,让用户可以像调用本地方法一样调用远程方法,同时还可以通过代理实现一些其他的策略,比如:

  1. 调用的负载均衡策略;
  2. 调用失败、超时、降级和容错机制;
  3. 做一些过滤操作,比如加入缓存、mock 数据;
  4. 接口调用数据统计。

4. 说说服务暴露的流程?

  1. 在容器启动的时候,通过 ServiceConfig 解析标签,创建 dubbo 标签解析器来解析 dubbo 的标签。容器创建完成之后,触发 ContextRefreshEvent 事件回调开始暴露服务;
  2. 通过 ProxyFactory 获取到 invoker。invoker 包含了需要执行的方法的对象信息和具体的 URL 地址;
  3. 再通过 DubboProtocol 的实现把包装后的 invoker 转换成 exporter,然后启动服务器 server,监听端口;
  4. 最后 RegistryProtocol 保存 URL 地址和 invoker 的映射关系,同时注册到服务中心。

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5. 说说服务引用的流程?

服务暴露之后,客户端就要引用服务,然后才是调用的过程。

  1. 首先,客户端根据配置文件信息从注册中心订阅服务;
  2. 之后,DubboProtocol 根据订阅的得到 provider 地址和接口信息连接到服务端 server,开启客户端 client,然后创建 invoker;
  3. invoker 创建完成之后,通过 invoker 为服务接口生成代理对象。这个代理对象用于远程调用 provider,服务的引用就完成了。

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6. 有哪些负载均衡策略?

  1. 加权随机:假设我们有一组服务器 servers = [A, B, C],他们对应的权重为 weights = [5, 3, 2],权重总和为10。现在把这些权重值平铺在一维坐标值上,[0, 5) 区间属于服务器 A,[5, 8) 区间属于服务器 B,[8, 10) 区间属于服务器 C。接下来通过随机数生成器生成一个范围在 [0, 10) 之间的随机数,然后计算这个随机数会落到哪个区间上就可以了;
  2. 最小活跃数:每个服务提供者对应一个活跃数 active,初始情况下,所有服务提供者活跃数均为0。每收到一个请求,活跃数加1,完成请求后则将活跃数减1。在服务运行一段时间后,性能好的服务提供者处理请求的速度更快,因此活跃数下降的也越快,此时这样的服务提供者能够优先获取到新的服务请求;
  3. 一致性 hash:通过 hash 算法,把 provider 的 invoke 和随机节点生成 hash,并将这个 hash 投射到 [0, 2^32 - 1] 的圆环上。查询的时候根据 key 进行 md5 然后进行 hash。得到第一个节点的值大于等于当前 hash 的 invoker。
  4. 加权轮询:比如服务器 A、B、C 权重比为 5:2:1,那么在8次请求中,服务器 A 将收到其中的5次请求,服务器 B 会收到其中的2次请求,服务器 C 则收到其中的1次请求。

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7. 集群容错方式有哪些?

  1. Failover Cluster 失败自动切换:Dubbo 的默认容错方案,当调用失败时自动切换到其他可用的节点。具体的重试次数和间隔时间可用通过引用服务的时候配置,默认重试次数为1也就是只调用一次;
  2. Failback Cluster 快速失败:在调用失败,记录日志和调用信息,然后返回空结果给 consumer,并且通过定时任务每隔5秒对失败的调用进行重试;
  3. Failfast Cluster 失败自动恢复:只会调用一次,失败后立刻抛出异常;
  4. Failsafe Cluster 失败安全:调用出现异常,记录日志不抛出,返回空结果;
  5. Forking Cluster 并行调用多个服务提供者:通过线程池创建多个线程,并发调用多个 provider,结果保存到阻塞队列,只要有一个 provider 成功返回了结果,就会立刻返回结果;
  6. Broadcast Cluster 广播模式:逐个调用每个 provider,如果其中一台报错,在循环调用结束后,抛出异常。

8. 了解 Dubbo SPI 机制吗?

SPI 全称为 Service Provider Interface,是一种服务发现机制。本质是将接口实现类的全限定名配置在文件中,并由服务加载器读取配置文件,加载实现类,这样可以在运行时,动态为接口替换实现类。

Dubbo 也正是通过 SPI 机制实现了众多的扩展功能,而且 Dubbo 没有使用 Java 原生的 SPI 机制,而是对其·进行了增强和改进。

SPI 在 Dubbo 应用很多,包括协议扩展、集群扩展、路由扩展、序列化扩展等等。

使用方式可以在 META-INF/dubbo 目录下配置:

  • key=com.xxx.value
    

然后通过 Dubbo 的 ExtensionLoader 按照指定的 key 加载对应的实现类,这样做的好处就是可以按需加载,性能上得到优化。

9. 如果让你实现一个 RPC 框架怎么设计?

  1. 首先需要一个服务注册中心,这样 consumer 和 provider 才能去注册和订阅服务;
  2. 需要负载均衡的机制来决定 consumer 如何调用客户端,这其中还当然要包含容错和重试的机制;
  3. 需要通信协议和工具框架,比如通过 HTTP 或者 RMI 协议通信,然后再根据协议选择使用什么框架和工具来进行通信。当然,数据的传输序列化要考虑;
  4. 除了基本的要素之外,像一些监控、配置管理页面、日志是额外的优化考虑因素。

那么,本质上只要熟悉一两个 RPC 框架,就很容易想明白我们自己要怎么实现一个 RPC 框架。

文章来源:ImportNew (科技缪缪投稿)

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