Dubbo SPI 概述

Dubbo 通过 SPI 机制提供了非常灵活的可扩展性

扩展设计思路

可扩展性是任何系统都在追求的，对于 Dubbo 同样适用。

什么是可扩展性

可扩展性是一种设计理念，代表着我们对未来的展望，我们希望基于现有的架构或者设计，在未来发生某些方面的变化的时候，我们可以以最小的代价来适应这种变化。

可扩展性的优点

可扩展性的优点主要体现在模块之间解耦，符合开闭原则，对扩展开放，对修改关闭。当系统需要新增功能的时候，无需修改现有系统的结构和代码，只需要新增一个扩展即可。

扩展的实现

一般来说，系统会采用 Factory、IoC、OSGI 等方式来管理扩展（插件）的生命周期。考虑到 Dubbo 的适用性，不想强依赖 Spring 等 IoC 容器。而自己构建一个小的 IoC 容器，又觉得有点过度设计，因此选择最简单的 Factory 方式来管理扩展（插件）。在 Dubbo 中，所有内部实现和第三方实现都是平等对待的。

Dubbo 中的可扩展性

  • 平等对待第三方实现。在 Dubbo 中，所有内部实现和第三方实现都是平等对待的，用户可以根据自己的业务需要，替换掉 Dubbo 提供的原生实现。
  • 每个扩展点只封装一个变化因素，最大化复用。每个扩展点的实现者，往往只关心一件事情。用户如果需要扩展，只需要扩展自己关心的扩展点即可，大大减少了用户的负担。

Dubbo 扩展的特点

Dubbo 中的扩展能力，是在 JDK 标准的 SPI 扩展点发现机制上增强而来，改进 JDK 标准 SPI 的以下问题

  • JDK 标准的 SPI 会一次性实例化扩展点所有实现，如果有扩展实现初始化很耗时，但如果没用上也加载，会很浪费资源。
  • 如果扩展点加载失败，连扩展点的名称都拿不到了。例如：JDK 标准的 ScriptEngine，通过 getName() 获取脚本类型名称，但如果 ruby 脚本引擎实现为 RubyScriptEngine，假设当前 JVM 里没有 jruby.jar，导致 RubyScriptEngine 类加载失败，这个失败原因被吃掉了，和 ruby 对应不起来，当用户执行 ruby 脚本时，会报不支持 ruby，而不是真正失败的原因。

基于 Dubbo 提供的扩展能力，用户可以很方便的根据自己的需要扩展其他的协议、过滤器、路由等。下面介绍 Dubbo 扩展能力的特点。

  • 按需加载。Dubbo 的扩展能力不会一次性实例化所有实现类，而是配合扩展类一起实例化，减少资源浪费。
  • 增加了扩展类的 IOC 能力。Dubbo 的扩展能力并不仅仅是发现扩展服务实现类，而是在此基础上更进一步，如果扩展类的属性依赖其他的对象，Dubbo 会自动完成依赖对象的注入功能。
  • 增加了扩展类的 AOP 能力。Dubbo 的扩展能力会自动发现扩展类的 Wrapper 类，完成 Wrapper 类的构建，增强扩展类的功能。
  • 具备动态选择扩展实现的能力。Dubbo 扩展会根据参数，在运行时动态的选择相应的扩展类，提升了 Dubbo 的灵活性。
  • 扩展实现可以排序。可以根据用户的需求，指定扩展实现的执行顺序。
  • 提供了扩展点的自适应能力。该能力可以让部分扩展类在消费者端生效，部分扩展类在提供者端生效。

从 Dubbo 扩展的设计目标可以看出，Dubbo 实现的一些特性，比如扩展实现的动态选择、IOC、AOP 等，可以为用户提供非常灵活的扩展能力。

Dubbo 扩展加载流程

Dubbo 加载扩展的整个流程如下

//imgs/v3/concepts/extension-load.png

主要有 4 个步骤

  • 读取并解析配置文件
  • 缓存所有扩展实现
  • 根据用户执行的扩展名，实例化相应的扩展实现
  • 执行扩展实例属性的 IOC 注入，并实例化扩展 Wrapper 类，实现 AOP 特性

如何使用 Dubbo 的扩展能力进行扩展

下面以扩展协议为例，说明如何使用 Dubbo 提供的扩展能力扩展 Triple 协议。

（1）在协议实现 jar 包中放置一个文本文件：META-INF/dubbo/org.apache.dubbo.remoting.api.WireProtocol

tri=org.apache.dubbo.rpc.protocol.tri.TripleHttp2Protocol

（2）实现类内容

@Activate
public class TripleHttp2Protocol extends Http2WireProtocol {
    //...
}

说明：Http2WireProtocol 实现了 WireProtocol 接口

（3）在 Dubbo 配置模块中，每个扩展点都有对应的配置属性或标签，配置中指定使用哪个扩展。例如

<dubbo:protocol name="tri" />

从上面的扩展步骤可以看出，用户基本是在黑盒下完成扩展的。

Dubbo 扩展应用

Dubbo 的扩展能力非常灵活，在其自身功能的实现中无处不在。

//imgs/v3/concepts/extension-use.png

Dubbo 的可扩展性使得 Dubbo 项目可以很方便地将各个子模块逐一拆分出来，实现热插拔的功能。用户可以根据自己的需要，完全替换 Dubbo 的原生实现，以满足自身的业务需求。

使用场景

  • 如果需要自定义负载均衡策略，可以使用 Dubbo 的扩展性。
  • 如果需要实现自定义注册中心，可以使用 Dubbo 的扩展能力。
  • 如果需要实现自定义过滤器，可以使用 Dubbo 的扩展能力。

Dubbo 扩展对内部实现和第三方实现一视同仁。更多使用场景，请参考 SPI 扩展实现


上次修改时间：2023 年 1 月 2 日: 增强英文文档 (#1798) (95a9f4f6c1c)