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Dubbo 常见知识点

面试题 Dubbo

1.Dubbo 是什么?RPC 又是什么?

** Dubbo 是一个分布式服务框架 **,致力于提供高性能和透明化的 RPC 远程服务调用方案,以及 SOA 服务治理方案。

** RPC(Remote Procedure Call)**—远程过程调用,它是一种通过网络从远程计算机程序上请求服务,而不需要了解底 > 层网络技术的协议。RPC 协议假定某些传输协议的存在,如 TCP 或 UDP,为通信程序之间携带信息数据。在 OSI 网络 > 通信模型中,RPC 跨越了传输层和应用层。RPC 使得开发包括网络分布式多程序在内的应用程序更加容易。RPC 采用客户机/服务器模式。请求程序就是一个客户机,而服务提供程序就是一个服务器。首先,客户机调用进程发 > 送一个有进程参数的调用信息到服务进程,然后等待应答信息。在服务器端,进程保持睡眠状态直到调用信息到达为 > 止。当一个调用信息到达,服务器获得进程参数,计算结果,发送答复信息,然后等待下一个调用信息,最后,客户 > 端调用进程接收答复信息,获得进程结果,然后调用执行继续进行。有多种 RPC 模式和执行。

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用一种通俗易懂的语言解释它,** 远程调用就是本地机器调用远程机器的一个方法,远程机器返回结果的过程 **。

** 为什么要这么做?**

主要原因是由于单台服务的性能已经无法满足了,在这个流量剧增的时代,只有 ** 多台服务器 ** 才能支撑起来现有的用户体系,

而在这种体系下,服务越来越多,逐渐演化出了现在这种微服务化的 RPC 框架。


2. Dubbo 能做什么?

Dubbo 的核心功能主要包含:

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  1. ** 远程通讯: dubbo-remoting ** 模块, 提供对多种基于长连接的 NIO 框架抽象封装,包括多种线程模型,序列化,以及“请求-响应”模式的信息交换方式。
  2. ** 集群容错 **: 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. ** 自动发现 **: 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.能说下 Dubbo 的总体的调用过程吗?

调用过程图:

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  • 1.Proxy 持有一个 Invoker 对象,** 使用 Invoker 调用 **
  • 2.之后通过 ** Cluster 进行负载容错 **,失败重试
  • 3.调用 Directory ** 获取远程服务的 Invoker ** 列表
  • 4.负载均衡
    • 用户 ** 配置了路由规则 **,则根据路由规则过滤获取到的 Invoker 列表
    • 用户没 ** 有配置路由规则或配置路由后还有很多节点 **,则使用 LoadBalance 方法做负载均衡,选用一个可以调用的 Invoker
  • 5.** 经过一个一个过滤器链 **,通常是处理上下文、限流、计数等。
  • 6.会 ** 使用 Client 做数据传输 **
  • 7.** 私有化协议的构造 **(Codec)
  • 8.进行 ** 序列化 **
  • 9.服务端收到这个 Request 请求,将其 ** 分配到 ThreadPool ** 中进行处理
  • 10.** Server 来处理这些 Request **
  • 11.根据 ** 请求查找对应的 Exporter **
  • 12.之后 ** 经过 ** 一个服务提供者端的 ** 过滤器链 **
  • 13.然后找到接口实现并 ** 真正的调用 **,将请求结果返回

4.说说 Dubbo 支持哪些协议,每种协议的应用场景和优缺点

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  • ** 1.dubbo ** 单一长连接和 NIO 异步通讯,适合大并发小数据量的服务调用,以及消费者远大于提供者。传输协议 TCP,异步,Hessian 序列化
  • ** 2.rmi ** 采用 JDK 标准的 rmi 协议实现,传输参数和返回参数对象需要实现 Serializable 接口,使用 java 标准序列化机制,使用阻塞式短连接,传输数据包大小混合,消费者和提供者个数差不多,可传文件,传输协议 TCP。多个短连接,TCP 协议传输,同步传输,适用常规的远程服务调用和 rmi 互 操作。在依赖低版本的 Common-Collections 包,java 序列化存在安全漏洞
  • ** 3.webservice ** 基于 WebService 的远程调用协议,集成 CXF 实现,提供和原生 WebService 的互操作。多个短连接,基于 HTTP 传输,同步传输,适用系统集成和跨语言调用;
  • ** 4.http ** 基于 Http 表单提交的远程调用协议,使用 Spring 的 HttpInvoke 实 现。多个短连接,传输协议 HTTP,传入参数大小混合,提供者个数多于消 费者,需要给应用程序和浏览器 JS 调用
  • ** 5.hessian ** 集成 Hessian 服务,基于 HTTP 通讯,采用 Servlet 暴露服务,Dubbo 内嵌 Jetty 作为服务器时默认实现,提供与 Hession 服务互操作。多个短连接,同步 HTTP 传输,Hessian 序列化,传入参数较大,提供者大于消费者,提供者压力较大,可传文件;
  • ** 6.memcache ** 基于 memcached 实现的 RPC 协议
  • ** 7.redis ** 基于 redis 实现的 RPC 协议

5.Dubbo 中都用到哪些设计模式?

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** 责任链模式 **: 责任链模式在 Dubbo 中发挥的作用举足轻重,就像是 Dubbo 框架的骨架。Dubbo 的调用链组织是用责任链模式串连起来的。责任链中的每个节点实现 Filter 接口,然后由 ProtocolFilterWrapper,将所有 Filter 串连起来。Dubbo 的许多功能都是通过 Filter 扩展实现的,比如监控、日志、缓存、安全、telnet 以及 RPC 本身都是。

** 观察者模式 **: Dubbo 中使用观察者模式最典型的例子是 RegistryService。消费者在初始化的时候回调用 subscribe 方法,注册一个观察者,如果观察者引用的服务地址列表发生改变,就会通过 NotifyListener 通知消费者。此外,Dubbo 的 InvokerListener、ExporterListener 也实现了观察者模式,只要实现该接口,并注册,就可以接收到 consumer 端调用 refer 和 provider 端调用 export 的通知。

** 修饰器模式 **: Dubbo 中还大量用到了修饰器模式。比如 ProtocolFilterWrapper 类是对 Protocol 类的修饰。在 export 和 refer 方法中,配合责任链模式,把 Filter 组装成责任链,实现对 Protocol 功能的修饰。其他还有 ProtocolListenerWrapper、 ListenerInvokerWrapper、InvokerWrapper 等。

** 工厂方法模式 **: CacheFactory 的实现采用的是工厂方法模式。CacheFactory 接口定义 getCache 方法,然后定义一个 AbstractCacheFactory 抽象类实现 CacheFactory,并将实际创建 cache 的 createCache 方法分离出来,并设置为抽象方法。这样具体 cache 的创建工作就留给具体的子类去完成。

** 抽象工厂模式 **: ProxyFactory 及其子类是 Dubbo 中使用抽象工厂模式的典型例子。ProxyFactory 提供两个方法,分别用来生产 Proxy 和 Invoker(这两个方法签名看起来有些矛盾,因为 getProxy 方法需要传入一个 Invoker 对象,而 getInvoker 方法需要传入一个 Proxy 对象,看起来会形成循环依赖,但其实两个方式使用的场景不一样)。AbstractProxyFactory 实现了 ProxyFactory 接口,作为具体实现类的抽象父类。然后定义了 JdkProxyFactory 和 JavassistProxyFactory 两个具体类,分别用来生产基于 jdk 代理机制和基于 javassist 代理机制的 Proxy 和 Invoker。

** 适配器模式 **: 为了让用户根据自己的需求选择日志组件,Dubbo 自定义了自己的 Logger 接口,并为常见的日志组件(包括 jcl, jdk, log4j, slf4j)提供相应的适配器。并且利用简单工厂模式提供一个 LoggerFactory,客户可以创建抽象的 Dubbo 自定义 Logger,而无需关心实际使用的日志组件类型。在 LoggerFactory 初始化时,客户通过设置系统变量的方式选择自己所用的日志组件,这样提供了很大的灵活性。

** 代理模式 **: Dubbo consumer 使用 Proxy 类创建远程服务的本地代理,本地代理实现和远程服务一样的接口,并且屏蔽了网络通信的细节,使得用户在使用本地代理的时候,感觉和使用本地服务一样。


6.如果 Dubbo 中 provider 提供的服务由多个版本怎么办?

可以直接通过 Dubbo 配置中的 version 版本来控制多个版本即可。

比如:

xml
<dubbo:service interface="com.xxxx.rent.service.IDemoService" ref="iDemoServiceFirst" version="1.0.0"/>
<dubbo:service interface="com.xxxx.rent.service.IDemoService" ref="iDemoServiceSecond" version="1.0.1"/>

老版本 version = 1.0.0, 新版本 version = 1.0.1


7.服务暴露的流程是怎么样的?

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1.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.getInvoker 方法,并利用 ** javassist 或 DdkProxyFactory 来进行动态代理 **,将服务暴露接口 ** 封装成 invoke ** r 对象,里面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 **,

4.然后 ** 启动服务器 server **,监听端口

5.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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8.服务引用的流程是怎么样的?

1.首先客户端根据 config 文件信息从注册中心 ** 订阅服务 **,首次会全量 ** 缓存到本地 **,后续的更新会监听动态更新到本地。

2.之后 DubboProtocol ** 根据 provider ** 的地址和接口信息 ** 连接到服务端 ** server,** 开启客户端 clien ** t,然后创建 invoker

3.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,至此完成了服务引用

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9.Dubbo 的注册中心有哪些?

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Zookeeper、Redis、Multicast、Simple 等都可以作为 Dubbo 的注册中心


10.聊聊 Dubbo SPI 机制?

SPI(Service Provider Interface),是一种 ** 服务发现机制 ,其实就是将结构的实现类写入配置当中,在服务加载的时候将配置文件独处,加载实现类,这样就可以在运行的时候, 动态的帮助接口替换实现类 **。

Dubbo 的 SPI 其实是对 java 的 SPI 进行了一种增强, 可以按需加载实现类之外,增加了 IOC 和 AOP 的特性,还有 ** 自适应扩展 ** 机制。

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。

Dubbo 对于文件目录的配置分为了 ** 三类 **。

1.META-INF/services/ 目录:该目录下的 SPI 配置文件是为了用来兼容 Java SPI 。

2.META-INF/dubbo/ 目录:该目录存放用户自定义的 SPI 配置文件。

xml
key=com.xxx.xxx

3.META-INF/dubbo/internal/ 目录:该目录存放 Dubbo 内部使用的 SPI 配置文件。


11.Dubbo 的 SPi 和 JAVA 的 SPI 有什么区别?

Java Spi

  • Java SPI 在查找扩展实现类的时候遍历 SPI 的配置文件并且将实现类 ** 全部实例化 **

Dubbo Spi

  • 1,对 Dubbo 进行扩展,不需要改动 Dubbo 的源码
  • 2,延迟加载,可以一次 ** 只加载自己想要加载的 ** 扩展实现。
  • 3,增加了对扩展点 IOC 和 AOP 的支持,一个扩展点可以直接 setter 注入其它扩展点。
  • 4,Dubbo 的扩展机制能很好的支持第三方 IoC 容器,默认支持 Spring Bean。

12.有哪些负载均衡策略?

** 1.加权随机 **:比如有三台服务器 [A, B, C],给他们设置权重为 [4, 5, 6],然后讲这三个数平铺在水平线上, 和为 15。

然后在 15 以内生成一个随机数,0~4 是服务器 A,4~9 是服务器 B,9~15 是服务器 C

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** 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。

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** 3.一致性 hash **:

  • 首先求出 memcached 服务器(节点)的哈希值,并将其配置到 0~2 的 32 次方的圆(continuum)上。
  • 然后采用同样的方法求出存储数据的键的哈希值,并映射到相同的圆上。
  • 然后从数据映射到的位置开始顺时针查找,将数据保存到找到的第一个服务器上。如果超过 2 的 32 次方仍然找不到服务器,就会保存到第一台 memcached 服务器上。

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** 4.加权轮询 **:比如有三台服务器 [A, B, C],给他们设置权重为 [4, 5, 6],那么假如总共有 15 次请求,那么会有 4 次落在 A 服务器,5 次落在 B 服务器,6 次落在 C 服务器。

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13.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 是只调用一次。

2.** Failback Cluster 失败自动恢复 **: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 快速失败 **: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。


14.说说 Dubbo 的分层?

分层图:

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从大的范围来说,dubbo 分为三层

  • ** business ** 业务逻辑层由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。

Service 和 Config 两层可以认为是 ** API ** 层,主要提供给 ** API 使用者 **,使用者只需要配置和完成业务代码就可以了。

后面所有的层级是 ** SPI ** 层,主 要提供给扩展者使用主要是用来做 ** Dubbo 的二次开发 ** 扩展功能。

再划分到更细的层面,就是图中的 10 层模式。


15.服务提供者能实现失效踢出是什么原理?

服务失效踢出基于 ** Zookeeper 的临时节点 ** 原理。

Zookeeper 中节点是有生命周期的,具体的生命周期取决于节点的类型,节点主要分为 ** 持久节点 **(Persistent) 和 ** 临时节点 **(Ephemeral) 。


16.为什么要通过代理对象通信??

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其实主要就是为了将调用细节封装起来,将调用远程方法变得和调用本地方法一样简单,还可以做一些其他方面的增强,比如负载均衡,容错机制,过滤操作,调用数据的统计。


17.怎么设计一个 RPC 框架?

关于这个问题,其实核心考察点就是 ** 对于 RPC 框架的理解 **,一个成熟的 RPC 框架 ** 可以完成哪些功能 **,其实当看过一两个 RPC 框架后,就可以对这个问题回答个七七八八了,来举个例子。

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1.首先得需要一个 ** 注册中心 **,去管理消费者和提供者的节点信息,这样才会有消费者和提供才可以去订阅服务,注册服务。

2.当有了注册中心后,可能会有很多个 provider 节点,那么肯定会有一个 ** 负载均衡 ** 模块来负责节点的调用,至于用户指定路由规则可以使一个额外的优化点。

3.具体的调用肯定会需要牵扯到通信协议,所以需要一个模块来对 ** 通信协议进行封装 **,网络传输还要考虑序列化。

4.当调用失败后怎么去处理?所以还需要一个 ** 容错模块 **,来负责失败情况的处理。

5.其实做完这些一个基础的模型就已经搭建好了,还可以有更多的优化点,比如一些请求 ** 数据的监控,配置信息的处理,日志信息的处理 ** 等等。

更新: 2021-05-08 22:11:47
原文: <https://www.yuque.com/fcant/notes/nye8yr&gt;

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