阿里面試必問的Dubbo相關問題-創(chuàng)新互聯(lián)

在過去持續(xù)分享的幾十期阿里Java面試題中，幾乎每次都會問到Dubbo相關問題，比如：“如何從0到1設計一個Dubbo的RPC框架”，這個問題主要考察以下幾個方面：

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你對RPC框架的底層原理掌握程度。

以及考驗你的整體RPC框架系統(tǒng)設計能力。

具體，我來為大家詳解。

RPC和RPC框架

1.RPC(Remote Procedure Call)

即遠程過程調(diào)用, 主要解決遠程通信間的問題，不需要了解底層網(wǎng)絡的通信機制。

2.RPC框架

RPC框架負責屏蔽底層的傳輸方式（TCP或者UDP）、序列化方式、以及通信細節(jié)。

實際使用中，并不需要關心底層通信細節(jié)和調(diào)用過程，讓業(yè)務端專注于業(yè)務代碼的實現(xiàn)。

國內(nèi)大家熟知的PRC框架，阿里的HSF和Dubbo(開源)。

Dubbo的發(fā)展由來

1. 業(yè)務規(guī)模小

比如早期一個應用Java War包，將所有功能都打包，部署在一個單機服務器，調(diào)用接口也比較方便，不涉及到任何分布式場景。

2.業(yè)務規(guī)模變大

隨著業(yè)務的快速發(fā)展，業(yè)務越來越多、子系統(tǒng)也越來越多時。比如：淘寶的交易系統(tǒng)、商品系統(tǒng)、用戶系統(tǒng)、評價系統(tǒng)...上百個系統(tǒng)的出現(xiàn)。

系統(tǒng)變得越來越復雜，業(yè)務代碼依然耦合在一起。比如最早期的淘寶denali工程，包含所有業(yè)務系統(tǒng)的代碼，就僅打包部署都需要很長的時間。

并且，隨著每個業(yè)務線的快速發(fā)展，業(yè)務代碼耦合在一起，上線后出現(xiàn)問題急需要回滾代碼，拉分支、大量的代碼merge工作，這個過程極其痛苦。

這個時候，你會發(fā)現(xiàn)技術(shù)已經(jīng)成了業(yè)務的瓶頸，急需把業(yè)務單獨抽離出來，各自單獨部署。

3.Dubbo和HSF的出現(xiàn)

應用系統(tǒng)一旦涉及到拆分部署，問題就來了，急需一種高效的應用程序間的通訊手段來完成這種需求，這就會涉及到分布式遠程調(diào)用。

于是，淘寶就把denali按照業(yè)務為單位拆分成了類似這樣的系統(tǒng)：UM(UserManger)、SM(ShopManager)..等等幾十個工程代碼。

再按照業(yè)務為單位，把所有調(diào)用相關的接口以業(yè)務為單元進行拆分：UIC(用戶中心服務)、SIC(店鋪中心服務)...等等以業(yè)務為單位集群部署，按照業(yè)務提供服務。

所以，RPC的框架來了，阿里內(nèi)部使用HSF，以及開源的RPC 框架：Dubbo。

RPC框架的核心設計
前面提到了RPC的核心目標：主要是解決分布式系統(tǒng)中服務之間的調(diào)用問題。

其實，走到這一步涉及的知識體系非常的多：要求對通信、遠程調(diào)用、消息機制等有深入的理解和掌握，要求的都是從理論、硬件級、操作系統(tǒng)級以及所采用的語言的實現(xiàn)都有清楚的理解。

1.RPC框架三個核心角色

1)服務提供者（Server）

對外提供后臺服務，將自己的服務信息，注冊到注冊中心。

2)注冊中心（Registry）

用于服務端注冊遠程服務以及客戶端發(fā)現(xiàn)服務。

目前主要的注冊中心可以借由 zookeeper，eureka，consul，etcd 等開源框架實現(xiàn)。

比如：阿里的Dubbo就是采用zookeeper實現(xiàn)注冊中心。

3)服務消費者（Client）

從注冊中心獲取遠程服務的注冊信息，然后進行遠程過程調(diào)用。

2.RPC遠程調(diào)用過程

1）服務調(diào)用方（client）調(diào)用以本地調(diào)用方式調(diào)用服務；

2）client stub接收到調(diào)用后負責將方法、參數(shù)等組裝成能夠進行網(wǎng)絡傳輸?shù)南Ⅲw；在Java里就是序列化的過程

3）client stub找到服務地址，并將消息通過網(wǎng)絡發(fā)送到服務端；

4）server stub收到消息后進行解碼,在Java里就是反序列化的過程；

5）server stub根據(jù)解碼結(jié)果調(diào)用本地的服務；

6）本地服務執(zhí)行處理邏輯；

7）本地服務將結(jié)果返回給server stub；

8）server stub將返回結(jié)果打包成消息，Java里的序列化；

9）server stub將打包后的消息通過網(wǎng)絡并發(fā)送至消費方

10）client stub接收到消息，并進行解碼, Java里的反序列化；

11）服務調(diào)用方（client）得到最終結(jié)果。

RPC框架的目標就是要2~10這些步驟都封裝起來。

RPC框架涉及技術(shù)

1.建立通信

首先，要解決通訊的問題，主要是通過在客戶端和服務器之間建立TCP連接，遠程過程調(diào)用的所有交換的數(shù)據(jù)都在這個連接里傳輸。

2.服務尋址

1）服務注冊

首先需要把服務注冊到服務中心。其實就是在注冊中心進行一個登記，注冊中心存儲了該服務的IP、端口、調(diào)用方式(協(xié)議、序列化方式)等。在zookeeper中，進行服務注冊，實際上就是在zookeeper中創(chuàng)建了一個znode節(jié)點，該節(jié)點存儲了上面所說的服務信息。

2）服務發(fā)現(xiàn)

服務消費者在第一次調(diào)用服務時，會通過注冊中心找到相應的服務的IP地址列表，并緩存到本地，以供后續(xù)使用。當消費者調(diào)用服務時，不會再去請求注冊中心，而是直接通過負載均衡算法從IP列表中取一個服務提供者的服務器調(diào)用服務。

3）注冊服務

可靠的尋址方式（主要是提供服務的發(fā)現(xiàn)）是RPC的實現(xiàn)基石，比如可以zookeeper來實現(xiàn)注冊服務等等。

服務提供者啟動后主動向服務（注冊）中心注冊機器ip、端口以及提供的服務列表。

服務消費者啟動時向服務（注冊）中心獲取服務提供方地址列表，可實現(xiàn)軟負載均衡和Failover。

提供者需要定時向注冊中心發(fā)送心跳，一段時間未收到來自提供者的心跳后，認為提供者已經(jīng)停止服務，從注冊中心上摘取掉對應的服務等等。

3.網(wǎng)絡傳輸

數(shù)據(jù)傳輸采用什么協(xié)議，數(shù)據(jù)該如何序列化和反序列化。

4.NIO通信

當前很多RPC框架都直接基于netty這一IO通信框架，比如阿里巴巴的HSF、dubbo，Hadoop Avro，推薦使用Netty 作為底層通信框架。

5.服務調(diào)用

比如：B機器進行本地調(diào)用（通過代理Proxy）之后得到了返回值，此時還需要再把返回值發(fā)送回A機器，同樣也需要經(jīng)過序列化操作，然后再經(jīng)過網(wǎng)絡傳輸將二進制數(shù)據(jù)發(fā)送回A機器，而當A機器接收到這些返回值之后，則再次進行反序列化操作

總之，要實現(xiàn)一個RPC不算難，難的是實現(xiàn)一個高性能高可靠的RPC框架，后續(xù)將結(jié)合Dubbo的實現(xiàn)一起再探討。

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文末彩蛋

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阿里面試必問的Dubbo相關問題

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