可扩展性

扩展设计理念

可扩展性是任何系统追求的目标,对 Dubbo 来说也是如此。

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愿景。我们希望基于现有的架构或设计,当未来某些方面发生变化时,能够以最小的改动来适应这种变化。

可扩展性的优势

可扩展性的优势主要体现在模块之间的解耦,符合开闭原则,对扩展开放,对修改封闭。当系统增加新功能时,无需修改现有系统的结构和代码,只需添加扩展即可。

扩展实现

一般来说,系统会使用 Factory、IoC、OSGI 等来管理扩展(插件)的生命周期。考虑到 Dubbo 的适用性,不想强依赖于 Spring 这样的 IoC 容器。而自己构建一个小型的 IoC 容器又感觉有点过度设计,所以选择最简单的 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是平等的。

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是平等的,用户可以根据自己的业务需求替换 Dubbo 提供的原生实现。
  • 每个扩展点只封装一个变化因素,最大程度地提高复用性。每个扩展点的实现者往往只关心一件事。如果用户需要扩展,只需要扩展他们关心的扩展点,这大大减少了用户的 workload。

Dubbo 扩展的特性

Dubbo 中的扩展能力是在 JDK 标准 SPI 扩展点发现机制的基础上增强而来,它改进了 JDK 标准 SPI 的以下问题

  • JDK 标准 SPI 会一次性实例化所有扩展点的实现。如果存在扩展实现,则需要时间进行初始化,但如果未使用,也会被加载,从而浪费资源。
  • 如果扩展点加载失败,甚至无法获取扩展点的名称。例如:JDK 标准 ScriptEngine,通过 getName() 获取脚本类型的名称,但如果 RubyScriptEngine 由于 jruby.jar 未加载而无法加载 RubyScriptEngine 类。当用户执行 ruby 脚本时,会报错 ruby 不支持,而不是真正的失败原因。

基于 Dubbo 提供的扩展能力,用户可以根据自己的需求轻松扩展其他协议、过滤器、路由等。下面介绍 Dubbo 扩展能力的特性。

  • 按需加载。Dubbo 的扩展能力不会一次性实例化所有实现,而是实例化哪个扩展类就使用哪个,从而减少资源浪费。
  • 增强扩展类的 IOC 能力。Dubbo 的扩展能力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于其他对象,Dubbo 会自动完成依赖对象的注入功能。
  • 增强扩展类的 AOP 能力。Dubbo 的扩展能力会自动发现扩展类的包装类,完成包装类的构建,增强扩展类的功能。
  • 具备动态选择扩展实现的能力。Dubbo 扩展会在运行时根据参数动态选择相应的扩展类,提高了 Dubbo 的可扩展性。
  • 扩展实现可以排序。可以根据用户需求指定扩展实现的执行顺序。
  • 提供扩展点的 Adaptive 能力。这种能力可以让某些扩展类在消费者端生效,而另一些扩展类在提供者端生效。

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

Dubbo 扩展加载过程

Dubbo 加载扩展的整个过程如下

//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称,实例化相应的扩展实现
  • 对扩展实例属性进行 IOC 注入,并实例化扩展包装类,实现 AOP 特性

如何使用 Dubbo 的扩展能力进行扩展

以下以扩展协议为例,说明如何使用 Dubbo 提供的扩展能力来扩展 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 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,用户基本上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,在实现自身功能时无处不在。

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

Dubbo 的可扩展性使得 Dubbo 项目可以轻松地将各个子模块分开,实现热插拔功能。用户可以根据自己的需求完全替换 Dubbo 的原生实现,以满足自己的业务需求。

使用场景

  • 如果需要自定义负载均衡策略,可以使用 Dubbo 的可扩展性。
  • 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 扩展平等对待内部实现和第三方实现。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:Enhance en docs (#1798) (95a9f4f6c1c)