本文是自己阅读dubbo源码的时候的见解,因为sb微信觉得我跟另一个人的重复率太高(他是纯copy官方文档),所以不能搞原创,,自闭gg,要不是公众号自己复习方便,真的是不用了。。。
在 Dubbo 中,很多拓展都是通过 SPI 机制进行加载的,比如 Protocol、Cluster、LoadBalance 等。
有些拓展并不想在框架启动阶段被加载,而是希望在拓展方法被调用时,根据运行时参数进行加载。这听起来有些矛盾。拓展未被加载,那么拓展方法就无法被调用(静态方法除外)。拓展方法未被调用,拓展就无法被加载。对于这个矛盾的问题,Dubbo 通过自适应拓展机制很好的解决了。自适应拓展机制的实现逻辑比较复杂,首先 Dubbo 会为拓展接口生成具有代理功能的代码。然后通过 javassist 或 jdk 编译这段代码,得到 Class 类。最后再通过反射创建代理类。
在对自适应拓展生成过程进行深入分析之前,我们先来看一下与自适应拓展息息相关的一个注解,即 Adaptive 注解。该注解的定义如下:
@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})
public @interface Adaptive {
String[] value() default {};
}
Adaptive 可注解在类或方法上。当 Adaptive 注解在类上时,Dubbo 不会为该类生成代理类。注解在方法(接口方法)上时,Dubbo 则会为该方法生成代理逻辑。Adaptive 注解在类上的情况很少,在 Dubbo 中,仅有两个类被 Adaptive 注解了,分别是 AdaptiveCompiler 和 AdaptiveExtensionFactory。此种情况,表示拓展的加载逻辑由人工编码完成。更多时候,Adaptive 是注解在接口方法上的,表示拓展的加载逻辑需由框架自动生成。Adaptive 注解的地方不同,相应的处理逻辑也是不同的。注解在类上时,处理逻辑比较简单,本文就不分析了。注解在接口方法上时,处理逻辑较为复杂.
getAdaptiveExtension 方法是获取自适应拓展的入口方法,因此下面我们从这个方法进行分析。相关代码如下:
getAdaptiveExtension 方法首先会检查缓存,缓存未命中,则调用 createAdaptiveExtension 方法创建自适应拓展。
public T getAdaptiveExtension() {
// 在缓存中获取自适应扩展
Object instance = cachedAdaptiveInstance.get();
// 单例双锁
if (instance == null) {
if (createAdaptiveInstanceError == null) {
synchronized (cachedAdaptiveInstance) {
instance = cachedAdaptiveInstance.get();
if (instance == null) {
try {
// 创建自适应扩展
instance = createAdaptiveExtension();
// 讲自适应扩展放到缓存中
cachedAdaptiveInstance.set(instance);
} catch (Throwable t) {
createAdaptiveInstanceError = t;
throw new IllegalStateException("fail to create adaptive instance: " + t.toString(), t);
}
}
}
} else {
throw new IllegalStateException("fail to create adaptive instance: " + createAdaptiveInstanceError.toString(), createAdaptiveInstanceError);
}
}
return (T) instance;
}
下面,我们看一下 createAdaptiveExtension 方法的代码。
createAdaptiveExtension 方法的代码比较少,但却包含了三个逻辑,分别如下:
前两个逻辑比较好理解,第三个逻辑用于向自适应拓展对象中注入依赖。这个逻辑看似多余,但有存在的必要,这里简单说明一下。前面说过,Dubbo 中有两种类型的自适应拓展,一种是手工编码的,一种是自动生成的。手工编码的自适应拓展中可能存在着一些依赖,而自动生成的 Adaptive 拓展则不会依赖其他类。这里调用 injectExtension 方法的目的是为手工编码的自适应拓展注入依赖,这一点需要注意一下。
private T createAdaptiveExtension() {
try {
// 获取自适应拓展类,并通过反射实例化
return injectExtension((T) getAdaptiveExtensionClass().newInstance());
} catch (Exception e) {
throw new IllegalStateException("Can not create adaptive extension ...");
}
}
getAdaptiveExtensionClass 方法同样包含了三个逻辑,如下:
这三个逻辑看起来平淡无奇,似乎没有多讲的必要。但是这些平淡无奇的代码中隐藏了着一些细节,需要说明一下。首先从第一个逻辑说起,getExtensionClasses 这个方法用于获取某个接口的所有实现类。比如该方法可以获取 Protocol 接口的 DubboProtocol、HttpProtocol、InjvmProtocol 等实现类。在获取实现类的过程中,如果某个实现类被 Adaptive 注解修饰了,那么该类就会被赋值给 cachedAdaptiveClass 变量。此时,上面步骤中的第二步条件成立(缓存不为空),直接返回 cachedAdaptiveClass 即可。如果所有的实现类均未被 Adaptive 注解修饰,那么执行第三步逻辑,创建自适应拓展类。
private Class<?> getAdaptiveExtensionClass() {
// 加载扩展类
getExtensionClasses();
if (cachedAdaptiveClass != null) {
return cachedAdaptiveClass;
}
// 手动编写一个Service$Adaptive类并且保存起来
return cachedAdaptiveClass = createAdaptiveExtensionClass();
}
createAdaptiveExtensionClass 方法用于生成自适应拓展类,该方法首先会生成自适应拓展类的源码,然后通过 Compiler 实例(Dubbo 默认使用 javassist 作为编译器)编译源码,得到代理类 Class 实例。(具体看笔记 二(扩展)@Adaptive)
自适应拓展类代码生成
createAdaptiveExtensionClassCode的代码比较多,接下来的解析需要耐心去看
private String createAdaptiveExtensionClassCode() {
StringBuilder codeBuilder = new StringBuilder();
// 反射获取到所有的方法
Method[] methods = type.getMethods();
// ------ Adaptive 注解检测
boolean hasAdaptiveAnnotation = false;
// 遍历方法检查是否有Adaptive注解
for (Method m : methods) {
if (m.isAnnotationPresent(Adaptive.class)) {
hasAdaptiveAnnotation = true;
break;
}
}
// 若不存在Adaptive注解,则说明不应该生成Adaptive自适应类,报异常
// no need to generate adaptive class since there's no adaptive method found.
if (!hasAdaptiveAnnotation)
throw new IllegalStateException("No adaptive method on extension " + type.getName() + ", refuse to create the adaptive class!");
// ------ 首先会生成 package 语句,然后生成 import 语句,紧接着生成类名等代码。
// 生成 package 代码:package + type 所在包
codeBuilder.append("package ").append(type.getPackage().getName()).append(";");
// 生成 import 代码:import + ExtensionLoader 全限定名
codeBuilder.append("\nimport ").append(ExtensionLoader.class.getName()).append(";");
// 生成类代码:public class + type简单名称 + $Adaptive + implements + type全限定名 + {
codeBuilder.append("\npublic class ").append(type.getSimpleName()).append("$Adaptive").append(" implements ").append(type.getCanonicalName()).append(" {");
for (Method method : methods) {
Class<?> rt = method.getReturnType();
Class<?>[] pts = method.getParameterTypes(); // 获取参数类型列表
Class<?>[] ets = method.getExceptionTypes();
Adaptive adaptiveAnnotation = method.getAnnotation(Adaptive.class);
StringBuilder code = new StringBuilder(512);
// ------ 无 Adaptive 注解方法代码生成逻辑
// 如果不被Adaptive注解修饰,则调用直接报不支持操作异常(类似于AbstractQueuedSynchronizer里面的tryAcquire方法),标识不让调用
if (adaptiveAnnotation == null) {
// 生成的代码格式如下:
// throw new UnsupportedOperationException(
// "method " + 方法签名 + of interface + 全限定接口名 + is not adaptive method!”)
code.append("throw new UnsupportedOperationException(\"method ")
.append(method.toString()).append(" of interface ")
.append(type.getName()).append(" is not adaptive method!\");");
} else {
// ------ 如果被@Adaptive修饰,说明生成的代理类中需要实现这个方法
int urlTypeIndex = -1;
// dubbo主要是基于URL获取参数去生成自适应类,所以先看一下方法的参数是否有URL类
for (int i = 0; i < pts.length; ++i) {
if (pts[i].equals(URL.class)) {
urlTypeIndex = i;
break;
}
}
// ------ 获取 URL 数据
// found parameter in URL type
// 如果方法的参数中有URL类,则直接编写代码
if (urlTypeIndex != -1) {
// Null Point check
// 生成URL判空代码
// if (arg + urlTypeIndex == null)
// throw new IllegalArgumentException("url == null");
String s = String.format("\nif (arg%d == null) throw new IllegalArgumentException(\"url == null\");",
urlTypeIndex);
code.append(s);
// 为 URL 类型参数生成赋值代码,形如 URL url = arg1
s = String.format("\n%s url = arg%d;", URL.class.getName(), urlTypeIndex);
code.append(s);
}
// did not find parameter in URL type
// 如果方法的参数中找不到url类,则找参数的字段中是否有URL类
else {
String attribMethod = null;
// find URL getter method
LBL_PTS:
// 遍历方法的参数类型列表
for (int i = 0; i < pts.length; ++i) {
// 获取某一类型参数的全部方法
Method[] ms = pts[i].getMethods();
// 1. 方法名以 get 开头,或方法名大于3个字符
// 2. 方法的访问权限为 public
// 3. 非静态方法
// 4. 方法参数数量为0
// 5. 方法返回值类型为 URL
for (Method m : ms) {
String name = m.getName();
// 反射找到getter方法,并且返回参数URL类的,标识URL类的参数位置及对应的方法名
if ((name.startsWith("get") || name.length() > 3)
&& Modifier.isPublic(m.getModifiers())
&& !Modifier.isStatic(m.getModifiers())
&& m.getParameterTypes().length == 0
&& m.getReturnType() == URL.class) {
urlTypeIndex = i;
attribMethod = name;
// 结束 for (int i = 0; i < pts.length; ++i) 循环
break LBL_PTS;
}
}
}
if (attribMethod == null) {
// 如果所有参数中均不包含可返回 URL 的 getter 方法,则抛出异常
throw new IllegalStateException("fail to create adaptive class for interface " + type.getName()
+ ": not found url parameter or url attribute in parameters of method " + method.getName());
}
// Null point check
// 为可返回 URL 的参数生成判空代码,格式如下:
// if (arg + urlTypeIndex == null)
// throw new IllegalArgumentException("参数全限定名 + argument == null");
String s = String.format("\nif (arg%d == null) throw new IllegalArgumentException(\"%s argument == null\");",
urlTypeIndex, pts[urlTypeIndex].getName());
code.append(s);
// 为 getter 方法返回的 URL 生成判空代码,格式如下:
// if (argN.getter方法名() == null)
// throw new IllegalArgumentException(参数全限定名 + argument getUrl() == null);
s = String.format("\nif (arg%d.%s() == null) throw new IllegalArgumentException(\"%s argument %s() == null\");",
urlTypeIndex, attribMethod, pts[urlTypeIndex].getName(), attribMethod);
code.append(s);
// 生成赋值语句,格式如下:
// URL全限定名 url = argN.getter方法名(),比如
// com.alibaba.dubbo.common.URL url = invoker.getUrl();
s = String.format("%s url = arg%d.%s();", URL.class.getName(), urlTypeIndex, attribMethod);
code.append(s);
}
// ------获取 Adaptive 注解值
String[] value = adaptiveAnnotation.value();
// value is not set, use the value generated from class name as the key
// value 为空数组
if (value.length == 0) {
// 获取类名,并将类名转换为字符数组
char[] charArray = type.getSimpleName().toCharArray();
StringBuilder sb = new StringBuilder(128);
// 遍历字节数组
for (int i = 0; i < charArray.length; i++) {
// 检测当前字符是否为大写字母
if (Character.isUpperCase(charArray[i])) {
if (i != 0) {
// 向 sb 中添加点号
sb.append(".");
}
// 将字符变为小写,并添加到 sb 中
sb.append(Character.toLowerCase(charArray[i]));
} else {
// 添加字符到 sb 中
sb.append(charArray[i]);
}
}
value = new String[]{sb.toString()};
}
// ------此段逻辑是检测方法列表中是否存在 Invocation 类型的参数,若存在,则为其生成判空代码和其他一些代码。
boolean hasInvocation = false;
// 遍历参数类型列表
for (int i = 0; i < pts.length; ++i) {
// 判断当前参数名称是否等于 com.alibaba.dubbo.rpc.Invocation
if (pts[i].getName().equals("com.alibaba.dubbo.rpc.Invocation")) {
// Null Point check
// 为 Invocation 类型参数生成判空代码
String s = String.format("\nif (arg%d == null) throw new IllegalArgumentException(\"invocation == null\");", i);
code.append(s);
// 生成 getMethodName 方法调用代码,格式为:
// String methodName = argN.getMethodName();
s = String.format("\nString methodName = arg%d.getMethodName();", i);
code.append(s);
// 设置 hasInvocation 为 true
hasInvocation = true;
break;
}
}
// ------ 生成拓展名获取逻辑 本段逻辑用于根据 SPI 和 Adaptive 注解值生成“获取拓展名逻辑”,同时生成逻辑也受 Invocation 类型参数影响,综合因素导致本段逻辑相对复杂
// 设置默认拓展名,cachedDefaultName 源于 SPI 注解值,默认情况下,
// SPI 注解值为空串,此时 cachedDefaultName = null
String defaultExtName = cachedDefaultName;
String getNameCode = null;
// 遍历 value,这里的 value 是 Adaptive 的注解值。
// 此处循环目的是生成从 URL 中获取拓展名的代码,生成的代码会赋值给 getNameCode 变量。
// 注意这个循环的遍历顺序是由后向前遍历的。
for (int i = value.length - 1; i >= 0; --i) {
// 当 i 为最后一个元素的坐标时
if (i == value.length - 1) {
// 默认拓展名非空
if (null != defaultExtName) {
// protocol 是 url 的一部分,可通过 getProtocol 方法获取,其他的则是从 URL 参数中获取。
// 因为获取方式不同,所以这里要判断 value[i] 是否为 protocol
if (!"protocol".equals(value[i]))
// hasInvocation 用于标识方法参数列表中是否有 Invocation 类型参数
if (hasInvocation)
// 生成的代码功能等价于下面的代码:
// url.getMethodParameter(methodName, value[i], defaultExtName)
// 以 LoadBalance 接口的 select 方法为例,最终生成的代码如下:
// url.getMethodParameter(methodName, "loadbalance", "random")
getNameCode = String.format("url.getMethodParameter(methodName, \"%s\", \"%s\")", value[i], defaultExtName);
else
// 生成的代码功能等价于下面的代码:
// url.getParameter(value[i], defaultExtName)
getNameCode = String.format("url.getParameter(\"%s\", \"%s\")", value[i], defaultExtName);
else
// 生成的代码功能等价于下面的代码:
// ( url.getProtocol() == null ? defaultExtName : url.getProtocol() )
getNameCode = String.format("( url.getProtocol() == null ? \"%s\" : url.getProtocol() )", defaultExtName);
// 默认拓展名为空
} else {
if (!"protocol".equals(value[i]))
if (hasInvocation)
// 生成代码格式同上
getNameCode = String.format("url.getMethodParameter(methodName, \"%s\", \"%s\")", value[i], defaultExtName);
else
// 生成的代码功能等价于下面的代码:
// url.getParameter(value[i])
getNameCode = String.format("url.getParameter(\"%s\")", value[i]);
else
// 生成从 url 中获取协议的代码,比如 "dubbo"
getNameCode = "url.getProtocol()";
}
} else {
if (!"protocol".equals(value[i]))
if (hasInvocation)
// 生成代码格式同上
getNameCode = String.format("url.getMethodParameter(methodName, \"%s\", \"%s\")", value[i], defaultExtName);
else
// 生成的代码功能等价于下面的代码:
// url.getParameter(value[i], getNameCode)
// 以 Transporter 接口的 connect 方法为例,最终生成的代码如下:
// url.getParameter("client", url.getParameter("transporter", "netty"))
getNameCode = String.format("url.getParameter(\"%s\", %s)", value[i], getNameCode);
else
// 生成的代码功能等价于下面的代码:
// url.getProtocol() == null ? getNameCode : url.getProtocol()
// 以 Protocol 接口的 connect 方法为例,最终生成的代码如下:
// url.getProtocol() == null ? "dubbo" : url.getProtocol()
getNameCode = String.format("url.getProtocol() == null ? (%s) : url.getProtocol()", getNameCode);
}
}
// 生成 extName 赋值代码
code.append("\nString extName = ").append(getNameCode).append(";");
// check extName == null?
// 生成 extName 判空代码
String s = String.format("\nif(extName == null) " +
"throw new IllegalStateException(\"Fail to get extension(%s) name from url(\" + url.toString() + \") use keys(%s)\");",
type.getName(), Arrays.toString(value));
code.append(s);
// ------ 生成拓展加载与目标方法调用逻辑 根据拓展名加载拓展实例,并调用拓展实例的目标方法。
// 生成拓展获取代码,格式如下:
// type全限定名 extension = (type全限定名)ExtensionLoader全限定名
// .getExtensionLoader(type全限定名.class).getExtension(extName);
// Tips: 格式化字符串中的 %<s 表示使用前一个转换符所描述的参数,即 type 全限定名
s = String.format("\n%s extension = (%<s)%s.getExtensionLoader(%s.class).getExtension(extName);",
type.getName(), ExtensionLoader.class.getSimpleName(), type.getName());
code.append(s);
// 如果方法返回值类型非 void,则生成 return 语句。
if (!rt.equals(void.class)) {
code.append("\nreturn ");
}
// 生成目标方法调用逻辑,格式为:
// extension.方法名(arg0, arg2, ..., argN);
s = String.format("extension.%s(", method.getName());
code.append(s);
for (int i = 0; i < pts.length; i++) {
if (i != 0)
code.append(", ");
code.append("arg").append(i);
}
code.append(");");
}
// ------ 生成完整的方法
// public + 返回值全限定名 + 方法名 + (
codeBuilder.append("\npublic ").append(rt.getCanonicalName()).append(" ").append(method.getName()).append("(");
// 添加参数列表代码
for (int i = 0; i < pts.length; i++) {
if (i > 0) {
codeBuilder.append(", ");
}
codeBuilder.append(pts[i].getCanonicalName());
codeBuilder.append(" ");
codeBuilder.append("arg").append(i);
}
codeBuilder.append(")");
// 添加异常抛出代码
if (ets.length > 0) {
codeBuilder.append(" throws ");
for (int i = 0; i < ets.length; i++) {
if (i > 0) {
codeBuilder.append(", ");
}
codeBuilder.append(ets[i].getCanonicalName());
}
}
codeBuilder.append(" {");
codeBuilder.append(code.toString());
codeBuilder.append("\n}");
}
// 类的最后一个花括号,public class xxxx { 对应的 }
codeBuilder.append("\n}");
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug(codeBuilder.toString());
}
return codeBuilder.toString();
}
生成的类文件的基本架构,用protocol举例
// ------ 首先会生成 package 语句,然后生成 import 语句,紧接着生成类名等代码。
package com.alibaba.dubbo.rpc;
import com.alibaba.dubbo.common.extension.ExtensionLoader;
public class Protocol$Adaptive implements com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol {
// 省略方法代码
}
抛异常以protocol为例:
// ------ 无 Adaptive 注解方法代码生成逻辑
throw new UnsupportedOperationException(
"method public abstract void com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol.destroy() of interface com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol is not adaptive method!");
protocol接口需要实现的方法就两个:
// ------ 如果被@Adaptive修饰,说明生成的代理类中需要实现这个方法
Invoker refer(Class<T> arg0, URL arg1) throws RpcException;
Exporter export(Invoker<T> arg0) throws RpcException;
根据上面的代码,生成的protocol类的两个方法refer和export分别是:
refer:
if (arg1 == null)
throw new IllegalArgumentException("url == null");
com.alibaba.dubbo.common.URL url = arg1;
export:
if (arg0 == null)
throw new IllegalArgumentException("com.alibaba.dubbo.rpc.Invoker argument == null");
if (arg0.getUrl() == null)
throw new IllegalArgumentException("com.alibaba.dubbo.rpc.Invoker argument getUrl() == null");
com.alibaba.dubbo.common.URL url = arg0.getUrl();
生成扩展名的逻辑:
// ------ 生成拓展名获取逻辑 本段逻辑用于根据 SPI 和 Adaptive 注解值生成“获取拓展名逻辑”,同时生成逻辑也受 Invocation 类型参数影响,综合因素导致本段逻辑相对复杂
// 可能会生成以下代码
String extName = (url.getProtocol() == null ? "dubbo" : url.getProtocol());
String extName = url.getMethodParameter(methodName, "loadbalance", "random");
String extName = url.getParameter("client", url.getParameter("transporter", "netty"));
生成目标方法调用逻辑:
protocol的refer:
// ------ 生成拓展加载与目标方法调用逻辑
com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol extension = (com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol) ExtensionLoader
.getExtensionLoader(com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol.class).getExtension(extName);
return extension.refer(arg0, arg1);
生成完整的方法 :
protocol的refer:
public com.alibaba.dubbo.rpc.Invoker refer(java.lang.Class arg0, com.alibaba.dubbo.common.URL arg1) {
// 方法体
}
看起来太过抽象,如果没有很强的逻辑思维能力还是要写test类去尝试对 Protocol、LoadBalance 以及 Transporter 等接口的自适应拓展类代码生成过程进行调试。
比如下面就是用dubboProtocol输出的源码:
package com.alibaba.dubbo.rpc;
import com.alibaba.dubbo.common.extension.ExtensionLoader;
public class Protocol$Adaptive implements com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol {
public com.alibaba.dubbo.rpc.Invoker refer(java.lang.Class arg0, com.alibaba.dubbo.common.URL arg1) throws com.alibaba.dubbo.rpc.RpcException {
if (arg1 == null) throw new IllegalArgumentException("url == null");
com.alibaba.dubbo.common.URL url = arg1;
String extName = (url.getProtocol() == null ? "dubbo" : url.getProtocol());
if (extName == null)
throw new IllegalStateException("Fail to get extension(com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol) name from url(" + url.toString() + ") use keys([protocol])");
com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol extension = (com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol) ExtensionLoader.getExtensionLoader(com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol.class).getExtension(extName);
return extension.refer(arg0, arg1);
}
public com.alibaba.dubbo.rpc.Exporter export(com.alibaba.dubbo.rpc.Invoker arg0) throws com.alibaba.dubbo.rpc.RpcException {
if (arg0 == null) throw new IllegalArgumentException("com.alibaba.dubbo.rpc.Invoker argument == null");
if (arg0.getUrl() == null)
throw new IllegalArgumentException("com.alibaba.dubbo.rpc.Invoker argument getUrl() == null");
com.alibaba.dubbo.common.URL url = arg0.getUrl();
String extName = (url.getProtocol() == null ? "dubbo" : url.getProtocol());
if (extName == null)
throw new IllegalStateException("Fail to get extension(com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol) name from url(" + url.toString() + ") use keys([protocol])");
com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol extension = (com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol) ExtensionLoader.getExtensionLoader(com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol.class).getExtension(extName);
return extension.export(arg0);
}
public void destroy() {
throw new UnsupportedOperationException("method public abstract void com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol.destroy() of interface com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol is not adaptive method!");
}
public int getDefaultPort() {
throw new UnsupportedOperationException("method public abstract int com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol.getDefaultPort() of interface com.alibaba.dubbo.rpc.Protocol is not adaptive method!");
}
}