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Dubbo——HTTP 協議 + JSON-RPC

Protocol 還有壹個實現分支是 AbstractProxyProtocol,如下圖所示:

從圖中我們可以看到:gRPC、HTTP、WebService、Hessian、Thrift 等協議對應的 Protocol 實現,都是繼承自 AbstractProxyProtocol 抽象類。

目前互聯網的技術棧百花齊放,很多公司會使用 Node.js、Python、Rails、Go 等語言來開發 壹些 Web 端應用,同時又有很多服務會使用 Java 技術棧實現,這就出現了大量的跨語言調用的需求。Dubbo 作為壹個 RPC 框架,自然也希望能實現這種跨語言的調用,目前 Dubbo 中使用“HTTP 協議 + JSON-RPC”的方式來達到這壹目的,其中 HTTP 協議和 JSON 都是天然跨語言的標準,在各種語言中都有成熟的類庫。

下面就重點來分析 Dubbo 對 HTTP 協議的支持。首先,會介紹 JSON-RPC 的基礎,並通過壹個示例,快速入門,然後介紹 Dubbo 中 HttpProtocol 的具體實現,也就是如何將 HTTP 協議與 JSON-RPC 結合使用,實現跨語言調用的效果。

Dubbo 中支持的 HTTP 協議實際上使用的是 JSON-RPC 協議。

JSON-RPC 是基於 JSON 的跨語言遠程調用協議。Dubbo 中的 dubbo-rpc-xml、dubbo-rpc-webservice 等模塊支持的 XML-RPC、WebService 等協議與 JSON-RPC 壹樣,都是基於文本的協議,只不過 JSON 的格式比 XML、WebService 等格式更加簡潔、緊湊。與 Dubbo 協議、Hessian 協議等二進制協議相比,JSON-RPC 更便於調試和實現,可見 JSON-RPC 協議還是壹款非常優秀的遠程調用協議。

在 Java 體系中,有很多成熟的 JSON-RPC 框架,例如 jsonrpc4j、jpoxy 等,其中,jsonrpc4j 本身體積小巧,使用方便,既可以獨立使用,也可以與 Spring 無縫集合,非常適合基於 Spring 的項目。

下面先來看看 JSON-RPC 協議中請求的基本格式:

JSON-RPC請求中各個字段的含義如下:

在 JSON-RPC 的服務端收到調用請求之後,會查找到相應的方法並進行調用,然後將方法的返回值整理成如下格式,返回給客戶端:

JSON-RPC響應中各個字段的含義如下:

Dubbo 使用 jsonrpc4j 庫來實現 JSON-RPC 協議,下面使用 jsonrpc4j 編寫壹個簡單的 JSON-RPC 服務端示例程序和客戶端示例程序,並通過這兩個示例程序說明 jsonrpc4j 最基本的使用方式。

首先,需要創建服務端和客戶端都需要的 domain 類以及服務接口。先來創建壹個 User 類,作為最基礎的數據對象:

接下來創建壹個 UserService 接口作為服務接口,其中定義了 5 個方法,分別用來創建 User、查詢 User 以及相關信息、刪除 User:

UserServiceImpl 是 UserService 接口的實現類,其中使用壹個 ArrayList 集合管理 User 對象,具體實現如下:

整個用戶管理業務的核心大致如此。下面我們來看服務端如何將 UserService 與 JSON-RPC 關聯起來。

首先,創建 RpcServlet 類,它是 HttpServlet 的子類,並覆蓋了 HttpServlet 的 service() 方法。我們知道,HttpServlet 在收到 GET 和 POST 請求的時候,最終會調用其 service() 方法進行處理;HttpServlet 還會將 HTTP 請求和響應封裝成 HttpServletRequest 和 HttpServletResponse 傳入 service() 方法之中。這裏的 RpcServlet 實現之中會創建壹個 JsonRpcServer,並在 service() 方法中將 HTTP 請求委托給 JsonRpcServer 進行處理:

最後,創建壹個 JsonRpcServer 作為服務端的入口類,在其 main() 方法中會啟動 Jetty 作為 Web 容器,具體實現如下:

這裏使用到的 web.xml 配置文件如下:

完成服務端的編寫之後,下面再繼續編寫 JSON-RPC 的客戶端。在 JsonRpcClient 中會創建 JsonRpcHttpClient,並通過 JsonRpcHttpClient 請求服務端:

在 AbstractProxyProtocol 的 export() 方法中,首先會根據 URL 檢查 exporterMap 緩存,如果查詢失敗,則會調用 ProxyFactory.getProxy() 方法將 Invoker 封裝成業務接口的代理類,然後通過子類實現的 doExport() 方法啟動底層的 ProxyProtocolServer,並初始化 serverMap 集合。具體實現如下:

在 HttpProtocol 的 doExport() 方法中,與前面介紹的 DubboProtocol 的實現類似,也要啟動壹個 RemotingServer。為了適配各種 HTTP 服務器,例如,Tomcat、Jetty 等,Dubbo 在 Transporter 層抽象出了壹個 HttpServer 的接口。

dubbo-remoting-http 模塊的入口是 HttpBinder 接口,它被 @SPI 註解修飾,是壹個擴展接口,有三個擴展實現,默認使用的是 JettyHttpBinder 實現,如下圖所示:

HttpBinder 接口中的 bind() 方法被 @Adaptive 註解修飾,會根據 URL 的 server 參數選擇相應的 HttpBinder 擴展實現,不同 HttpBinder 實現返回相應的 HttpServer 實現。HttpServer 的繼承關系如下圖所示:

這裏以 JettyHttpServer 為例簡單介紹 HttpServer 的實現,在 JettyHttpServer 中會初始化 Jetty Server,其中會配置 Jetty Server 使用到的線程池以及處理請求 Handler:

可以看到 JettyHttpServer 收到的全部請求將委托給 DispatcherServlet 這個 HttpServlet 實現,而 DispatcherServlet 的 service() 方法會把請求委托給對應接端口的 HttpHandler 處理:

了解了 Dubbo 對 HttpServer 的抽象以及 JettyHttpServer 的核心之後,回到 HttpProtocol 中的 doExport() 方法繼續分析。

在 HttpProtocol.doExport() 方法中會通過 HttpBinder 創建前面介紹的 HttpServer 對象,並記錄到 serverMap 中用來接收 HTTP 請求。這裏初始化 HttpServer 以及處理請求用到的 HttpHandler 是 HttpProtocol 中的內部類,在其他使用 HTTP 協議作為基礎的 RPC 協議實現中也有類似的 HttpHandler 實現類,如下圖所示:

在 HttpProtocol.InternalHandler 中的 handle() 實現中,會將請求委托給 skeletonMap 集合中記錄的 JsonRpcServer 對象進行處理:

skeletonMap 集合中的 JsonRpcServer 是與 HttpServer 對象壹同在 doExport() 方法中初始化的。最後,我們來看 HttpProtocol.doExport() 方法的實現:

介紹完 HttpProtocol 暴露服務的相關實現之後,下面再來看 HttpProtocol 中引用服務相關的方法實現,即 protocolBindinRefer() 方法實現。該方法首先通過 doRefer() 方法創建業務接口的代理,這裏會使用到 jsonrpc4j 庫中的 JsonProxyFactoryBean 與 Spring 進行集成,在其 afterPropertiesSet() 方法中會創建 JsonRpcHttpClient 對象:

下面來看 doRefer() 方法的具體實現:

在 AbstractProxyProtocol.protocolBindingRefer() 方法中,會通過 ProxyFactory.getInvoker() 方法將 doRefer() 方法返回的代理對象轉換成 Invoker 對象,並記錄到 Invokers 集合中,具體實現如下:

本文重點介紹了在 Dubbo 中如何通過“HTTP 協議 + JSON-RPC”的方案實現跨語言調用。首先介紹了 JSON-RPC 中請求和響應的基本格式,以及其實現庫 jsonrpc4j 的基本使用;接下來我們還詳細介紹了 Dubbo 中 AbstractProxyProtocol、HttpProtocol 等核心類,剖析了 Dubbo 中“HTTP 協議 + JSON-RPC”方案的落地實現。

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