Dubbo：源码分析

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Dubbo

Dubbo的服务

Dubbo SPI

简介

SPI全称为Service Provider Interface，是一种服务发现机制。SPI的本质是将接口类的全限定名配置在文件中，由服务加载器读取配置文件，加载实现类。这样可以在运行时，动态为接口替换实现类。

基于此特性，可以很容易地通过SPI机制为我们的程序提供拓展功能。

SPI示例

Java SPI

首先定义一个接口，声明为Robot

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public interface Robot {
    void sayHello();
}

定义两个实现类

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public class OptimusPrime implements Robot {
    
    @Override
    public void sayHello() {
        System.out.println("Hello, I am Optimus Prime.");
    }
}

public class Bumblebee implements Robot {

    @Override
    public void sayHello() {
        System.out.println("Hello, I am Bumblebee.");
    }
}

在META-INF/services 文件夹下创建一个文件，名称为 Robot 的全限定名 org.apache.spi.Robot。文件内容为实现类的全限定的类名，如下：

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org.apache.spi.OptimusPrime
org.apache.spi.Bumblebee

编写测试代码

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public class JavaSPITest {

    @Test
    public void sayHello() throws Exception {
        ServiceLoader<Robot> serviceLoader = ServiceLoader.load(Robot.class);
        System.out.println("Java SPI");
        serviceLoader.forEach(Robot::sayHello);
    }
}

测试结果

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从测试结果可以看出，我们的两个实现类被成功的加载，并输出了相应的内容。关于 Java SPI 的演示先到这里，接下来演示 Dubbo SPI。

Dubbo SPI

Dubbo 并未使用 Java SPI，而是重新实现了一套功能更强的 SPI 机制。Dubbo SPI 的相关逻辑被封装在了 ExtensionLoader 类中，通过 ExtensionLoader，我们可以加载指定的实现类。Dubbo SPI 所需的配置文件需放置在 META-INF/dubbo 路径下，配置内容如下。

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optimusPrime = org.apache.spi.OptimusPrime
bumblebee = org.apache.spi.Bumblebee

与 Java SPI 实现类配置不同，Dubbo SPI 是通过键值对的方式进行配置，这样我们可以按需加载指定的实现类。另外，在测试 Dubbo SPI 时，需要在 Robot 接口上标注 @SPI 注解。下面来演示 Dubbo SPI 的用法：

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public class DubboSPITest {

    @Test
    public void sayHello() throws Exception {
        ExtensionLoader<Robot> extensionLoader = 
            ExtensionLoader.getExtensionLoader(Robot.class);
        Robot optimusPrime = extensionLoader.getExtension("optimusPrime");
        optimusPrime.sayHello();
        Robot bumblebee = extensionLoader.getExtension("bumblebee");
        bumblebee.sayHello();
    }
}

测试结果如下：

img

Dubbo SPI 除了支持按需加载接口实现类，还增加了 IOC 和 AOP 等特性

Dubbo SPI源码分析

ExtensionLoader的getExtensionLoader 会获取一个ExtensionLoader 实例，然后再通过 ExtensionLoader 的 getExtension 方法获取拓展类对象。这其中，getExtensionLoader 方法用于从缓存中获取与拓展类对应的 ExtensionLoader，若缓存未命中，则创建一个新的实例。

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public class DubboSPITest {

    @Test
    public void sayHello() throws Exception {
        ExtensionLoader<Robot> extensionLoader = 
            ExtensionLoader.getExtensionLoader(Robot.class);
        //获取拓展类
        Robot optimusPrime = extensionLoader.getExtension("optimusPrime");
        optimusPrime.sayHello();
        Robot bumblebee = extensionLoader.getExtension("bumblebee");
        bumblebee.sayHello();
    }
}

分析拓展类对象的获取过程

首先分析ExtensionLoader 的 getExtension 方法

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public T getExtension(String name) {
    if (name == null || name.length() == 0)
        throw new IllegalArgumentException("Extension name == null");
    if ("true".equals(name)) {
        // 获取默认的拓展实现类
        return getDefaultExtension();
    }
    // Holder，顾名思义，用于持有目标对象
    Holder<Object> holder = cachedInstances.get(name);
    if (holder == null) {
        cachedInstances.putIfAbsent(name, new Holder<Object>());
        holder = cachedInstances.get(name);
    }
    Object instance = holder.get();
    // 双重检查
    if (instance == null) {
        synchronized (holder) {
            instance = holder.get();
            if (instance == null) {
                // 创建拓展实例
                instance = createExtension(name);
                // 设置实例到 holder 中
                holder.set(instance);
            }
        }
    }
    return (T) instance;
}

创建拓展对象的过程

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private T createExtension(String name) {
    // 从配置文件中加载所有的拓展类，可得到“配置项名称”到“配置类”的映射关系表
    Class<?> clazz = getExtensionClasses().get(name);
    if (clazz == null) {
        throw findException(name);
    }
    try {
        T instance = (T) EXTENSION_INSTANCES.get(clazz);
        if (instance == null) {
            // 通过反射创建实例
            EXTENSION_INSTANCES.putIfAbsent(clazz, clazz.newInstance());
            instance = (T) EXTENSION_INSTANCES.get(clazz);
        }
        // 向实例中注入依赖
        injectExtension(instance);
        Set<Class<?>> wrapperClasses = cachedWrapperClasses;
        if (wrapperClasses != null && !wrapperClasses.isEmpty()) {
            // 循环创建 Wrapper 实例
            for (Class<?> wrapperClass : wrapperClasses) {
                // 将当前 instance 作为参数传给 Wrapper 的构造方法，并通过反射创建 Wrapper 实例。
                // 然后向 Wrapper 实例中注入依赖，最后将 Wrapper 实例再次赋值给 instance 变量
                instance = injectExtension(
                    (T) wrapperClass.getConstructor(type).newInstance(instance));
            }
        }
        return instance;
    } catch (Throwable t) {
        throw new IllegalStateException("...");
    }
}

createExtension 方法的逻辑稍复杂一下，包含了如下的步骤：

  1. 通过 getExtensionClasses 获取所有的拓展类
  2. 通过反射创建拓展对象
  3. 向拓展对象中注入依赖
  4. 将拓展对象包裹在相应的 Wrapper 对象中

以上步骤中，第一个步骤是加载拓展类的关键，第三和第四个步骤是 Dubbo IOC 与 AOP 的具体实现。在接下来的章节中，将会重点分析 getExtensionClasses 方法的逻辑，以及简单介绍 Dubbo IOC 的具体实现。

Dubbo IOC

Dubbo IOC 是通过 setter 方法注入依赖。Dubbo 首先会通过反射获取到实例的所有方法，然后再遍历方法列表，检测方法名是否具有 setter 方法特征。若有，则通过 ObjectFactory 获取依赖对象，最后通过反射调用 setter 方法将依赖设置到目标对象中。整个过程对应的代码如下：

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private T injectExtension(T instance) {
    try {
        if (objectFactory != null) {
            // 遍历目标类的所有方法
            for (Method method : instance.getClass().getMethods()) {
                // 检测方法是否以 set 开头，且方法仅有一个参数，且方法访问级别为 public
                if (method.getName().startsWith("set")
                    && method.getParameterTypes().length == 1
                    && Modifier.isPublic(method.getModifiers())) {
                    // 获取 setter 方法参数类型
                    Class<?> pt = method.getParameterTypes()[0];
                    try {
                        // 获取属性名，比如 setName 方法对应属性名 name
                        String property = method.getName().length() > 3 ? 
                            method.getName().substring(3, 4).toLowerCase() + 
                            	method.getName().substring(4) : "";
                        // 从 ObjectFactory 中获取依赖对象
                        Object object = objectFactory.getExtension(pt, property);
                        if (object != null) {
                            // 通过反射调用 setter 方法设置依赖
                            method.invoke(instance, object);
                        }
                    } catch (Exception e) {
                        logger.error("fail to inject via method...");
                    }
                }
            }
        }
    } catch (Exception e) {
        logger.error(e.getMessage(), e);
    }
    return instance;
}

在上面代码中，objectFactory 变量的类型为 AdaptiveExtensionFactory，AdaptiveExtensionFactory 内部维护了一个 ExtensionFactory 列表，用于存储其他类型的 ExtensionFactory。Dubbo 目前提供了两种 ExtensionFactory，分别是 SpiExtensionFactory 和 SpringExtensionFactory。前者用于创建自适应的拓展，后者是用于从 Spring 的 IOC 容器中获取所需的拓展。这两个类的类的代码不是很复杂，这里就不一一分析了。

Dubbo IOC 目前仅支持 setter 方式注入，总的来说，逻辑比较简单易懂。

总结

本篇文章简单分别介绍了 Java SPI 与 Dubbo SPI 用法，并对 Dubbo SPI 的加载拓展类的过程进行了分析。另外，在 Dubbo SPI 中还有一块重要的逻辑这里没有进行分析，即 Dubbo SPI 的扩展点自适应机制。该机制的逻辑较为复杂，我们将会在下一篇文章中进行详细的分析。

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RPC

RPC的核心实现是Protocol层，协议层主要由Protocol、Invoker、Exporter三个接口实现，他们的关系是：

Protocol

首先看Protocol的接口方法

export

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暴露远程服务
协议在接收请求时，应记录请求来源方的地址信息
export必须是幂等的，即暴露一个URL的invoke两次，和暴露一次没有区别
export传入的invoke由框架实现并传入，协议不需要关心
/**
 * Export service for remote invocation: <br>
 * 1. Protocol should record request source address after receive a request:
 * RpcContext.getContext().setRemoteAddress();<br>
 * 2. export() must be idempotent, that is, there's no difference between invoking once and invoking twice when
 * export the same URL<br>
 * 3. Invoker instance is passed in by the framework, protocol needs not to care <br>
 *
 * @param <T>     Service type 服务的类型 
 * @param invoker Service invoker 服务的执行者
 * @return exporter reference for exported service, useful for unexport the service later 暴露服务的引用，用于取消暴露
 * @throws RpcException thrown when error occurs during export the service, for example: port is occupied 在暴露服务出错时抛出，比如端口已占用
 */
@Adaptive
<T> Exporter<T> export(Invoker<T> invoker) throws RpcException;

refer

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引用远程服务
在用户调用refer返回的Invoker对象的invoke方法时，协议需要执行同URL远端export传入的Invoker对象的invoke方法
refer返回的Invoker由协议实现，协议通常需要在此Invoker中发送远程请求
在URL中设置check=false时，连接失败不能抛出异常，并在内部自动恢复
/**
 * Refer a remote service: <br>
 * 1. When user calls `invoke()` method of `Invoker` object which's returned from `refer()` call, the protocol
 * needs to correspondingly execute `invoke()` method of `Invoker` object <br>
 * 2. It's protocol's responsibility to implement `Invoker` which's returned from `refer()`. Generally speaking,
 * protocol sends remote request in the `Invoker` implementation. <br>
 * 3. When there's check=false set in URL, the implementation must not throw exception but try to recover when
 * connection fails.
 *
 * @param <T>  Service type 服务的类型
 * @param type Service class 服务的类型
 * @param url  URL address for the remote service 远程服务的URL地址
 * @return invoker service's local proxy 服务的本地代理
 * @throws RpcException when there's any error while connecting to the service provider 在连接服务提供者失败时抛出
 */
@Adaptive
<T> Invoker<T> refer(Class<T> type, URL url) throws RpcException;

Invoker

Exporter

服务导出

Dubbo 服务导出过程始于 Spring 容器发布刷新事件，Dubbo 在接收到事件后，会立即执行服务导出逻辑。整个逻辑大致可分为三个部分

  • 第一部分是前置工作，主要用于检查参数，组装 URL。
  • 第二部分是导出服务，包含导出服务到本地 (JVM)，和导出服务到远程两个过程。
  • 第三部分是向注册中心注册服务，用于服务发现。

源码分析

服务导出的入口方法是 ServiceBean 的 onApplicationEvent。onApplicationEvent 是一个事件响应方法，该方法会在收到 Spring 上下文刷新事件后执行服务导出操作。方法代码如下：

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public void onApplicationEvent(ContextRefreshedEvent event) {
    // 是否有延迟导出 && 是否已导出 && 是不是已被取消导出
    if (isDelay() && !isExported() && !isUnexported()) {
        // 导出服务
        export();
    }
}

这个方法首先会根据条件决定是否导出服务，比如有些服务设置了延时导出，那么此时就不应该在此处导出。还有一些服务已经被导出了，或者当前服务被取消导出了，此时也不能再次导出相关服务。

注意这里的 isDelay 方法，这个方法字面意思是“是否延迟导出服务”，返回 true 表示延迟导出，false 表示不延迟导出。但是该方法真实意思却并非如此，当方法返回 true 时，表示无需延迟导出。返回 false 时，表示需要延迟导出。与字面意思恰恰相反，这个需要大家注意一下。下面我们来看一下这个方法的逻辑。

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// -☆- ServiceBean
private boolean isDelay() {
    // 获取 delay
    Integer delay = getDelay();
    ProviderConfig provider = getProvider();
    if (delay == null && provider != null) {
        // 如果前面获取的 delay 为空，这里继续获取
        delay = provider.getDelay();
    }
    // 判断 delay 是否为空，或者等于 -1
    return supportedApplicationListener && (delay == null || delay == -1);
}

暂时忽略 supportedApplicationListener 这个条件，当 delay 为空，或者等于-1时，该方法返回 true，而不是 false。这个方法的返回值让人有点困惑。该方法目前已被重构，详细请参考 dubbo #2686。

现在解释一下 supportedApplicationListener 变量含义，该变量用于表示当前的 Spring 容器是否支持 ApplicationListener，这个值初始为 false。在 Spring 容器将自己设置到 ServiceBean 中时，ServiceBean 的 setApplicationContext 方法会检测 Spring 容器是否支持 ApplicationListener。若支持，则将 supportedApplicationListener 置为 true。ServiceBean 是 Dubbo 与 Spring 框架进行整合的关键，可以看做是两个框架之间的桥梁。具有同样作用的类还有 ReferenceBean。

现在我们知道了 Dubbo 服务导出过程的起点，接下来对服务导出export的前置逻辑进行分析。

前置工作

前置工作主要包含两个部分

  • 配置检查。在导出服务之前，Dubbo 需要检查用户的配置是否合理，或者为用户补充缺省配置。
  • URL 装配。配置检查完成后，接下来需要根据这些配置组装 URL。在 Dubbo 中，URL 的作用十分重要。Dubbo 使用 URL 作为配置载体，所有的拓展点都是通过 URL 获取配置。这一点，官方文档中有所说明。

采用 URL 作为配置信息的统一格式，所有扩展点都通过传递 URL 携带配置信息。

接下来，我们先来分析配置检查部分的源码，随后再来分析 URL 组装部分的源码。

检查配置

本节我们接着前面的源码向下分析，前面说过 onApplicationEvent 方法在经过一些判断后，会决定是否调用 export 方法导出服务。那么下面我们从 export 方法开始进行分析，如下：

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public synchronized void export() {
    if (provider != null) {
        // 获取 export 和 delay 配置
        if (export == null) {
            export = provider.getExport();
        }
        if (delay == null) {
            delay = provider.getDelay();
        }
    }
    // 如果 export 为 false，则不导出服务
    if (export != null && !export) {
        return;
    }

    // delay > 0，延时导出服务
    if (delay != null && delay > 0) {
        delayExportExecutor.schedule(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                doExport();
            }
        }, delay, TimeUnit.MILLISECONDS);
        
    // 立即导出服务
    } else {
        doExport();
    }
}

export 方法对两项配置进行了检查，并根据配置执行相应的动作。首先是 export 配置，这个配置决定了是否导出服务。有时候我们只是想本地启动服务进行一些调试工作，我们并不希望把本地启动的服务暴露出去给别人调用。此时，我们可通过配置 export 禁止服务导出，比如：

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<dubbo:provider export="false" />

delay 配置顾名思义，用于延迟导出服务，这个就不分析了。下面，我们继续分析源码，这次要分析的是 doExport 方法。

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//立即导出服务
protected synchronized void doExport() {
    if (unexported) {
        throw new IllegalStateException("Already unexported!");
    }
    if (exported) {
        return;
    }
    exported = true;
    // 检测 interfaceName 是否合法
    if (interfaceName == null || interfaceName.length() == 0) {
        throw new IllegalStateException("interface not allow null!");
    }
    // 检测 provider 是否为空，为空则新建一个，并通过系统变量为其初始化
    checkDefault();

    // 下面几个 if 语句用于检测 provider、application 等核心配置类对象是否为空，
    // 若为空，则尝试从其他配置类对象中获取相应的实例。
    if (provider != null) {
        if (application == null) {
            application = provider.getApplication();
        }
        if (module == null) {
            module = provider.getModule();
        }
        if (registries == null) {...}
        if (monitor == null) {...}
        if (protocols == null) {...}
    }
    if (module != null) {
        if (registries == null) {
            registries = module.getRegistries();
        }
        if (monitor == null) {...}
    }
    if (application != null) {
        if (registries == null) {
            registries = application.getRegistries();
        }
        if (monitor == null) {...}
    }

    // 检测 ref 是否为泛化服务类型
    if (ref instanceof GenericService) {
        // 设置 interfaceClass 为 GenericService.class
        interfaceClass = GenericService.class;
        if (StringUtils.isEmpty(generic)) {
            // 设置 generic = "true"
            generic = Boolean.TRUE.toString();
        }
        
    // ref 非 GenericService 类型
    } else {
        try {
            interfaceClass = Class.forName(interfaceName, true, Thread.currentThread()
                    .getContextClassLoader());
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            throw new IllegalStateException(e.getMessage(), e);
        }
        // 对 interfaceClass，以及 <dubbo:method> 标签中的必要字段进行检查
        checkInterfaceAndMethods(interfaceClass, methods);
        // 对 ref 合法性进行检测
        checkRef();
        // 设置 generic = "false"
        generic = Boolean.FALSE.toString();
    }

    // local 和 stub 在功能应该是一致的，用于配置本地存根
    if (local != null) {
        if ("true".equals(local)) {
            local = interfaceName + "Local";
        }
        Class<?> localClass;
        try {
            // 获取本地存根类
            localClass = ClassHelper.forNameWithThreadContextClassLoader(local);
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            throw new IllegalStateException(e.getMessage(), e);
        }
        // 检测本地存根类是否可赋值给接口类，若不可赋值则会抛出异常，提醒使用者本地存根类类型不合法
        if (!interfaceClass.isAssignableFrom(localClass)) {
            throw new IllegalStateException("The local implementation class " + localClass.getName() + " not implement interface " + interfaceName);
        }
    }

    if (stub != null) {
        // 此处的代码和上一个 if 分支的代码基本一致，这里省略
    }

    // 检测各种对象是否为空，为空则新建，或者抛出异常
    checkApplication();
    checkRegistry();
    checkProtocol();
    appendProperties(this);
    checkStubAndMock(interfaceClass);
    if (path == null || path.length() == 0) {
        path = interfaceName;
    }

    // 导出服务
    doExportUrls();

    // ProviderModel 表示服务提供者模型，此对象中存储了与服务提供者相关的信息。
    // 比如服务的配置信息，服务实例等。每个被导出的服务对应一个 ProviderModel。
    // ApplicationModel 持有所有的 ProviderModel。
    ProviderModel providerModel = new ProviderModel(getUniqueServiceName(), this, ref);
    ApplicationModel.initProviderModel(getUniqueServiceName(), providerModel);
}

以上就是配置检查的相关分析，代码比较多，需要大家耐心看一下。下面对配置检查的逻辑进行简单的总结，如下：

  1. 检测 dubbo:service 标签的 interface 属性合法性，不合法则抛出异常
  2. 检测 ProviderConfig、ApplicationConfig 等核心配置类对象是否为空，若为空，则尝试从其他配置类对象中获取相应的实例。
  3. 检测并处理泛化服务和普通服务类
  4. 检测本地存根配置，并进行相应的处理
  5. 对 ApplicationConfig、RegistryConfig 等配置类进行检测，为空则尝试创建，若无法创建则抛出异常

配置检查并非本文重点，因此这里不打算对 doExport 方法所调用的方法进行分析（doExportUrls 方法除外）。在这些方法中，除了 appendProperties 方法稍微复杂一些，其他方法逻辑不是很复杂。因此，大家可自行分析。

多协议多注册中心导出服务

Dubbo 允许我们使用不同的协议导出服务，也允许我们向多个注册中心注册服务。Dubbo 在 doExportUrls 方法中对多协议，多注册中心进行了支持。相关代码如下：

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private void doExportUrls() {
    // 加载注册中心链接
    List<URL> registryURLs = loadRegistries(true);
    // 遍历 protocols，并在每个协议下导出服务
    for (ProtocolConfig protocolConfig : protocols) {
        doExportUrlsFor1Protocol(protocolConfig, registryURLs);
    }
}

上面代码首先是通过 loadRegistries 加载注册中心链接，然后再遍历 ProtocolConfig 集合导出每个服务。并在导出服务的过程中，将服务注册到注册中心。下面，我们先来看一下 loadRegistries 方法的逻辑。

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protected List<URL> loadRegistries(boolean provider) {
    // 检测是否存在注册中心配置类，不存在则抛出异常
    checkRegistry();
    List<URL> registryList = new ArrayList<URL>();
    if (registries != null && !registries.isEmpty()) {
        for (RegistryConfig config : registries) {
            String address = config.getAddress();
            if (address == null || address.length() == 0) {
                // 若 address 为空，则将其设为 0.0.0.0
                address = Constants.ANYHOST_VALUE;
            }

            // 从系统属性中加载注册中心地址
            String sysaddress = System.getProperty("dubbo.registry.address");
            if (sysaddress != null && sysaddress.length() > 0) {
                address = sysaddress;
            }
            // 检测 address 是否合法
            if (address.length() > 0 && !RegistryConfig.NO_AVAILABLE.equalsIgnoreCase(address)) {
                Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
                // 添加 ApplicationConfig 中的字段信息到 map 中
                appendParameters(map, application);
                // 添加 RegistryConfig 字段信息到 map 中
                appendParameters(map, config);
                
                // 添加 path、pid，protocol 等信息到 map 中
                map.put("path", RegistryService.class.getName());
                map.put("dubbo", Version.getProtocolVersion());
                map.put(Constants.TIMESTAMP_KEY, String.valueOf(System.currentTimeMillis()));
                if (ConfigUtils.getPid() > 0) {
                    map.put(Constants.PID_KEY, String.valueOf(ConfigUtils.getPid()));
                }
                if (!map.containsKey("protocol")) {
                    if (ExtensionLoader.getExtensionLoader(RegistryFactory.class).hasExtension("remote")) {
                        map.put("protocol", "remote");
                    } else {
                        map.put("protocol", "dubbo");
                    }
                }

                // 解析得到 URL 列表，address 可能包含多个注册中心 ip，
                // 因此解析得到的是一个 URL 列表
                List<URL> urls = UrlUtils.parseURLs(address, map);
                for (URL url : urls) {
                    url = url.addParameter(Constants.REGISTRY_KEY, url.getProtocol());
                    // 将 URL 协议头设置为 registry
                    url = url.setProtocol(Constants.REGISTRY_PROTOCOL);
                    // 通过判断条件，决定是否添加 url 到 registryList 中，条件如下：
                    // (服务提供者 && register = true 或 null) 
                    //    || (非服务提供者 && subscribe = true 或 null)
                    if ((provider && url.getParameter(Constants.REGISTER_KEY, true))
                            || (!provider && url.getParameter(Constants.SUBSCRIBE_KEY, true))) {
                        registryList.add(url);
                    }
                }
            }
        }
    }
    return registryList;
}

loadRegistries 方法主要包含如下的逻辑：

  1. 检测是否存在注册中心配置类，不存在则抛出异常
  2. 构建参数映射集合，也就是 map
  3. 构建注册中心链接列表
  4. 遍历链接列表，并根据条件决定是否将其添加到 registryList 中

关于多协议多注册中心导出服务就先分析到这，代码不是很多，接下来分析 URL 组装过程。

组装 URL

配置检查完毕后，紧接着要做的事情是根据配置，以及其他一些信息组装 URL。前面说过，URL 是 Dubbo 配置的载体，通过 URL 可让 Dubbo 的各种配置在各个模块之间传递。URL 之于 Dubbo，犹如水之于鱼，非常重要。大家在阅读 Dubbo 服务导出相关源码的过程中，要注意 URL 内容的变化。既然 URL 如此重要，那么下面我们来了解一下 URL 组装的过程。

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private void doExportUrlsFor1Protocol(ProtocolConfig protocolConfig, List<URL> registryURLs) {
    String name = protocolConfig.getName();
    // 如果协议名为空，或空串，则将协议名变量设置为 dubbo
    if (name == null || name.length() == 0) {
        name = "dubbo";
    }

    Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
    // 添加 side、版本、时间戳以及进程号等信息到 map 中
    map.put(Constants.SIDE_KEY, Constants.PROVIDER_SIDE);
    map.put(Constants.DUBBO_VERSION_KEY, Version.getProtocolVersion());
    map.put(Constants.TIMESTAMP_KEY, String.valueOf(System.currentTimeMillis()));
    if (ConfigUtils.getPid() > 0) {
        map.put(Constants.PID_KEY, String.valueOf(ConfigUtils.getPid()));
    }

    // 通过反射将对象的字段信息添加到 map 中
    appendParameters(map, application);
    appendParameters(map, module);
    appendParameters(map, provider, Constants.DEFAULT_KEY);
    appendParameters(map, protocolConfig);
    appendParameters(map, this);

    // methods 为 MethodConfig 集合，MethodConfig 中存储了 <dubbo:method> 标签的配置信息
    if (methods != null && !methods.isEmpty()) {
        // 这段代码用于添加 Callback 配置到 map 中，代码太长，待会单独分析
    }

    // 检测 generic 是否为 "true"，并根据检测结果向 map 中添加不同的信息
    if (ProtocolUtils.isGeneric(generic)) {
        map.put(Constants.GENERIC_KEY, generic);
        map.put(Constants.METHODS_KEY, Constants.ANY_VALUE);
    } else {
        String revision = Version.getVersion(interfaceClass, version);
        if (revision != null && revision.length() > 0) {
            map.put("revision", revision);
        }

        // 为接口生成包裹类 Wrapper，Wrapper 中包含了接口的详细信息，比如接口方法名数组，字段信息等
        String[] methods = Wrapper.getWrapper(interfaceClass).getMethodNames();
        // 添加方法名到 map 中，如果包含多个方法名，则用逗号隔开，比如 method = init,destroy
        if (methods.length == 0) {
            logger.warn("NO method found in service interface ...");
            map.put(Constants.METHODS_KEY, Constants.ANY_VALUE);
        } else {
            // 将逗号作为分隔符连接方法名，并将连接后的字符串放入 map 中
            map.put(Constants.METHODS_KEY, StringUtils.join(new HashSet<String>(Arrays.asList(methods)), ","));
        }
    }

    // 添加 token 到 map 中
    if (!ConfigUtils.isEmpty(token)) {
        if (ConfigUtils.isDefault(token)) {
            // 随机生成 token
            map.put(Constants.TOKEN_KEY, UUID.randomUUID().toString());
        } else {
            map.put(Constants.TOKEN_KEY, token);
        }
    }
    // 判断协议名是否为 injvm
    if (Constants.LOCAL_PROTOCOL.equals(protocolConfig.getName())) {
        protocolConfig.setRegister(false);
        map.put("notify", "false");
    }

    // 获取上下文路径
    String contextPath = protocolConfig.getContextpath();
    if ((contextPath == null || contextPath.length() == 0) && provider != null) {
        contextPath = provider.getContextpath();
    }

    // 获取 host 和 port
    String host = this.findConfigedHosts(protocolConfig, registryURLs, map);
    Integer port = this.findConfigedPorts(protocolConfig, name, map);
    // 组装 URL
    URL url = new URL(name, host, port, (contextPath == null || contextPath.length() == 0 ? "" : contextPath + "/") + path, map);
    
    // 省略无关代码
}

上面的代码首先是将一些信息，比如版本、时间戳、方法名以及各种配置对象的字段信息放入到 map 中，map 中的内容将作为 URL 的查询字符串。构建好 map 后，紧接着是获取上下文路径、主机名以及端口号等信息。最后将 map 和主机名等数据传给 URL 构造方法创建 URL 对象。需要注意的是，这里出现的 URL 并非 java.net.URL，而是 com.alibaba.dubbo.common.URL。

上面省略了一段代码，这里简单分析一下。这段代码用于检测 dubbo:method 标签中的配置信息，并将相关配置添加到 map 中。代码如下：

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private void doExportUrlsFor1Protocol(ProtocolConfig protocolConfig, List<URL> registryURLs) {
    // ...

    // methods 为 MethodConfig 集合，MethodConfig 中存储了 <dubbo:method> 标签的配置信息
    if (methods != null && !methods.isEmpty()) {
        for (MethodConfig method : methods) {
            // 添加 MethodConfig 对象的字段信息到 map 中，键 = 方法名.属性名。
            // 比如存储 <dubbo:method name="sayHello" retries="2"> 对应的 MethodConfig，
            // 键 = sayHello.retries，map = {"sayHello.retries": 2, "xxx": "yyy"}
            appendParameters(map, method, method.getName());

            String retryKey = method.getName() + ".retry";
            if (map.containsKey(retryKey)) {
                String retryValue = map.remove(retryKey);
                // 检测 MethodConfig retry 是否为 false，若是，则设置重试次数为0
                if ("false".equals(retryValue)) {
                    map.put(method.getName() + ".retries", "0");
                }
            }
            
            // 获取 ArgumentConfig 列表
            List<ArgumentConfig> arguments = method.getArguments();
            if (arguments != null && !arguments.isEmpty()) {
                for (ArgumentConfig argument : arguments) {
                    // 检测 type 属性是否为空，或者空串（分支1 ⭐️）
                    if (argument.getType() != null && argument.getType().length() > 0) {
                        Method[] methods = interfaceClass.getMethods();
                        if (methods != null && methods.length > 0) {
                            for (int i = 0; i < methods.length; i++) {
                                String methodName = methods[i].getName();
                                // 比对方法名，查找目标方法
                                if (methodName.equals(method.getName())) {
                                    Class<?>[] argtypes = methods[i].getParameterTypes();
                                    if (argument.getIndex() != -1) {
                                        // 检测 ArgumentConfig 中的 type 属性与方法参数列表
                                        // 中的参数名称是否一致，不一致则抛出异常(分支2 ⭐️)
                                        if (argtypes[argument.getIndex()].getName().equals(argument.getType())) {
                                            // 添加 ArgumentConfig 字段信息到 map 中，
                                            // 键前缀 = 方法名.index，比如:
                                            // map = {"sayHello.3": true}
                                            appendParameters(map, argument, method.getName() + "." + argument.getIndex());
                                        } else {
                                            throw new IllegalArgumentException("argument config error: ...");
                                        }
                                    } else {    // 分支3 ⭐️
                                        for (int j = 0; j < argtypes.length; j++) {
                                            Class<?> argclazz = argtypes[j];
                                            // 从参数类型列表中查找类型名称为 argument.type 的参数
                                            if (argclazz.getName().equals(argument.getType())) {
                                                appendParameters(map, argument, method.getName() + "." + j);
                                                if (argument.getIndex() != -1 && argument.getIndex() != j) {
                                                    throw new IllegalArgumentException("argument config error: ...");
                                                }
                                            }
                                        }
                                    }
                                }
                            }
                        }

                    // 用户未配置 type 属性，但配置了 index 属性，且 index != -1
                    } else if (argument.getIndex() != -1) {    // 分支4 ⭐️
                        // 添加 ArgumentConfig 字段信息到 map 中
                        appendParameters(map, argument, method.getName() + "." + argument.getIndex());
                    } else {
                        throw new IllegalArgumentException("argument config must set index or type");
                    }
                }
            }
        }
    }

    // ...
}

上面这段代码 for 循环和 if else 分支嵌套太多，导致层次太深，不利于阅读，需要耐心看一下。大家在看这段代码时，注意把几个重要的条件分支找出来。只要理解了这几个分支的意图，就可以弄懂这段代码。请注意上面代码中⭐️符号，这几个符号标识出了4个重要的分支，下面用伪代码解释一下这几个分支的含义。

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// 获取 ArgumentConfig 列表
for (遍历 ArgumentConfig 列表) {
    if (type 不为 null，也不为空串) {    // 分支1
        1. 通过反射获取 interfaceClass 的方法列表
        for (遍历方法列表) {
            1. 比对方法名，查找目标方法
        	2. 通过反射获取目标方法的参数类型数组 argtypes
            if (index != -1) {    // 分支2
                1. 从 argtypes 数组中获取下标 index 处的元素 argType
                2. 检测 argType 的名称与 ArgumentConfig 中的 type 属性是否一致
                3. 添加 ArgumentConfig 字段信息到 map 中，或抛出异常
            } else {    // 分支3
                1. 遍历参数类型数组 argtypes，查找 argument.type 类型的参数
                2. 添加 ArgumentConfig 字段信息到 map 中
            }
        }
    } else if (index != -1) {    // 分支4
		1. 添加 ArgumentConfig 字段信息到 map 中
    }
}

在本节分析的源码中，appendParameters 这个方法出现的次数比较多，该方法用于将对象字段信息添加到 map 中。实现上则是通过反射获取目标对象的 getter 方法，并调用该方法获取属性值。然后再通过 getter 方法名解析出属性名，比如从方法名 getName 中可解析出属性 name。如果用户传入了属性名前缀，此时需要将属性名加入前缀内容。最后将 <属性名，属性值> 键值对存入到 map 中就行了。限于篇幅原因，这里就不分析 appendParameters 方法的源码了，大家请自行分析。

导出 Dubbo 服务

前置工作做完，接下来就可以进行服务导出了。服务导出分为导出到本地 (JVM)，和导出到远程。在深入分析服务导出的源码前，我们先来从宏观层面上看一下服务导出逻辑。如下：

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private void doExportUrlsFor1Protocol(ProtocolConfig protocolConfig, List<URL> registryURLs) {
    
    // 省略无关代码
    
    if (ExtensionLoader.getExtensionLoader(ConfiguratorFactory.class)
            .hasExtension(url.getProtocol())) {
        // 加载 ConfiguratorFactory，并生成 Configurator 实例，然后通过实例配置 url
        url = ExtensionLoader.getExtensionLoader(ConfiguratorFactory.class)
                .getExtension(url.getProtocol()).getConfigurator(url).configure(url);
    }

    String scope = url.getParameter(Constants.SCOPE_KEY);
    // 如果 scope = none，则什么都不做
    if (!Constants.SCOPE_NONE.toString().equalsIgnoreCase(scope)) {
        // scope != remote，导出到本地
        if (!Constants.SCOPE_REMOTE.toString().equalsIgnoreCase(scope)) {
            exportLocal(url);
        }

        // scope != local，导出到远程
        if (!Constants.SCOPE_LOCAL.toString().equalsIgnoreCase(scope)) {
            if (registryURLs != null && !registryURLs.isEmpty()) {
                for (URL registryURL : registryURLs) {
                    url = url.addParameterIfAbsent(Constants.DYNAMIC_KEY, registryURL.getParameter(Constants.DYNAMIC_KEY));
                    // 加载监视器链接
                    URL monitorUrl = loadMonitor(registryURL);
                    if (monitorUrl != null) {
                        // 将监视器链接作为参数添加到 url 中
                        url = url.addParameterAndEncoded(Constants.MONITOR_KEY, monitorUrl.toFullString());
                    }

                    String proxy = url.getParameter(Constants.PROXY_KEY);
                    if (StringUtils.isNotEmpty(proxy)) {
                        registryURL = registryURL.addParameter(Constants.PROXY_KEY, proxy);
                    }

                    // 为服务提供类(ref)生成 Invoker
                    Invoker<?> invoker = proxyFactory.getInvoker(ref, (Class) interfaceClass, registryURL.addParameterAndEncoded(Constants.EXPORT_KEY, url.toFullString()));
                    // DelegateProviderMetaDataInvoker 用于持有 Invoker 和 ServiceConfig
                    DelegateProviderMetaDataInvoker wrapperInvoker = new DelegateProviderMetaDataInvoker(invoker, this);

                    // 导出服务，并生成 Exporter
                    Exporter<?> exporter = protocol.export(wrapperInvoker);
                    exporters.add(exporter);
                }
                
            // 不存在注册中心，仅导出服务
            } else {
                Invoker<?> invoker = proxyFactory.getInvoker(ref, (Class) interfaceClass, url);
                DelegateProviderMetaDataInvoker wrapperInvoker = new DelegateProviderMetaDataInvoker(invoker, this);

                Exporter<?> exporter = protocol.export(wrapperInvoker);
                exporters.add(exporter);
            }
        }
    }
    this.urls.add(url);
}

上面代码根据 url 中的 scope 参数决定服务导出方式，分别如下：

  • scope = none，不导出服务
  • scope != remote，导出到本地
  • scope != local，导出到远程

不管是导出到本地，还是远程。进行服务导出之前，均需要先创建 Invoker，这是一个很重要的步骤。因此下面先来分析 Invoker 的创建过程。

Invoker 创建过程

在 Dubbo 中，Invoker 是一个非常重要的模型。在服务提供端，以及服务引用端均会出现 Invoker。Dubbo 官方文档中对 Invoker 进行了说明，这里引用一下。

Invoker 是实体域，它是 Dubbo 的核心模型，其它模型都向它靠扰，或转换成它，它代表一个可执行体，可向它发起 invoke 调用，它有可能是一个本地的实现，也可能是一个远程的实现，也可能一个集群实现。

既然 Invoker 如此重要，那么我们很有必要搞清楚 Invoker 的用途。Invoker 是由 ProxyFactory 创建而来，Dubbo 默认的 ProxyFactory 实现类是 JavassistProxyFactory。下面我们到 JavassistProxyFactory 代码中，探索 Invoker 的创建过程。如下：

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public <T> Invoker<T> getInvoker(T proxy, Class<T> type, URL url) {
	// 为目标类创建 Wrapper
    final Wrapper wrapper = Wrapper.getWrapper(proxy.getClass().getName().indexOf('$') < 0 ? proxy.getClass() : type);
    // 创建匿名 Invoker 类对象，并实现 doInvoke 方法。
    return new AbstractProxyInvoker<T>(proxy, type, url) {
        @Override
        protected Object doInvoke(T proxy, String methodName,
                                  Class<?>[] parameterTypes,
                                  Object[] arguments) throws Throwable {
			// 调用 Wrapper 的 invokeMethod 方法，invokeMethod 最终会调用目标方法
            return wrapper.invokeMethod(proxy, methodName, parameterTypes, arguments);
        }
    };
}

如上，JavassistProxyFactory 创建了一个继承自 AbstractProxyInvoker 类的匿名对象，并覆写了抽象方法 doInvoke。覆写后的 doInvoke 逻辑比较简单，仅是将调用请求转发给了 Wrapper 类的 invokeMethod 方法。Wrapper 用于“包裹”目标类，Wrapper 是一个抽象类，仅可通过 getWrapper(Class) 方法创建子类。在创建 Wrapper 子类的过程中，子类代码生成逻辑会对 getWrapper 方法传入的 Class 对象进行解析，拿到诸如类方法，类成员变量等信息。以及生成 invokeMethod 方法代码和其他一些方法代码。代码生成完毕后，通过 Javassist 生成 Class 对象，最后再通过反射创建 Wrapper 实例。相关的代码如下：

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 public static Wrapper getWrapper(Class<?> c) {	
    while (ClassGenerator.isDynamicClass(c))
        c = c.getSuperclass();

    if (c == Object.class)
        return OBJECT_WRAPPER;

    // 从缓存中获取 Wrapper 实例
    Wrapper ret = WRAPPER_MAP.get(c);
    if (ret == null) {
        // 缓存未命中，创建 Wrapper
        ret = makeWrapper(c);
        // 写入缓存
        WRAPPER_MAP.put(c, ret);
    }
    return ret;
}

getWrapper 方法仅包含一些缓存操作逻辑，不难理解。下面我们看一下 makeWrapper 方法。

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private static Wrapper makeWrapper(Class<?> c) {
    // 检测 c 是否为基本类型，若是则抛出异常
    if (c.isPrimitive())
        throw new IllegalArgumentException("Can not create wrapper for primitive type: " + c);

    String name = c.getName();
    ClassLoader cl = ClassHelper.getClassLoader(c);

    // c1 用于存储 setPropertyValue 方法代码
    StringBuilder c1 = new StringBuilder("public void setPropertyValue(Object o, String n, Object v){ ");
    // c2 用于存储 getPropertyValue 方法代码
    StringBuilder c2 = new StringBuilder("public Object getPropertyValue(Object o, String n){ ");
    // c3 用于存储 invokeMethod 方法代码
    StringBuilder c3 = new StringBuilder("public Object invokeMethod(Object o, String n, Class[] p, Object[] v) throws " + InvocationTargetException.class.getName() + "{ ");

    // 生成类型转换代码及异常捕捉代码，比如：
    //   DemoService w; try { w = ((DemoServcie) $1); }}catch(Throwable e){ throw new IllegalArgumentException(e); }
    c1.append(name).append(" w; try{ w = ((").append(name).append(")$1); }catch(Throwable e){ throw new IllegalArgumentException(e); }");
    c2.append(name).append(" w; try{ w = ((").append(name).append(")$1); }catch(Throwable e){ throw new IllegalArgumentException(e); }");
    c3.append(name).append(" w; try{ w = ((").append(name).append(")$1); }catch(Throwable e){ throw new IllegalArgumentException(e); }");

    // pts 用于存储成员变量名和类型
    Map<String, Class<?>> pts = new HashMap<String, Class<?>>();
    // ms 用于存储方法描述信息（可理解为方法签名）及 Method 实例
    Map<String, Method> ms = new LinkedHashMap<String, Method>();
    // mns 为方法名列表
    List<String> mns = new ArrayList<String>();
    // dmns 用于存储“定义在当前类中的方法”的名称
    List<String> dmns = new ArrayList<String>();

    // --------------------------------✨ 分割线1 ✨-------------------------------------

    // 获取 public 访问级别的字段，并为所有字段生成条件判断语句
    for (Field f : c.getFields()) {
        String fn = f.getName();
        Class<?> ft = f.getType();
        if (Modifier.isStatic(f.getModifiers()) || Modifier.isTransient(f.getModifiers()))
            // 忽略关键字 static 或 transient 修饰的变量
            continue;

        // 生成条件判断及赋值语句，比如：
        // if( $2.equals("name") ) { w.name = (java.lang.String) $3; return;}
        // if( $2.equals("age") ) { w.age = ((Number) $3).intValue(); return;}
        c1.append(" if( $2.equals(\"").append(fn).append("\") ){ w.").append(fn).append("=").append(arg(ft, "$3")).append("; return; }");

        // 生成条件判断及返回语句，比如：
        // if( $2.equals("name") ) { return ($w)w.name; }
        c2.append(" if( $2.equals(\"").append(fn).append("\") ){ return ($w)w.").append(fn).append("; }");

        // 存储 <字段名, 字段类型> 键值对到 pts 中
        pts.put(fn, ft);
    }

    // --------------------------------✨ 分割线2 ✨-------------------------------------

    Method[] methods = c.getMethods();
    // 检测 c 中是否包含在当前类中声明的方法
    boolean hasMethod = hasMethods(methods);
    if (hasMethod) {
        c3.append(" try{");
    }
    for (Method m : methods) {
        if (m.getDeclaringClass() == Object.class)
            // 忽略 Object 中定义的方法
            continue;

        String mn = m.getName();
        // 生成方法名判断语句，比如：
        // if ( "sayHello".equals( $2 )
        c3.append(" if( \"").append(mn).append("\".equals( $2 ) ");
        int len = m.getParameterTypes().length;
        // 生成“运行时传入的参数数量与方法参数列表长度”判断语句，比如：
        // && $3.length == 2
        c3.append(" && ").append(" $3.length == ").append(len);

        boolean override = false;
        for (Method m2 : methods) {
            // 检测方法是否存在重载情况，条件为：方法对象不同 && 方法名相同
            if (m != m2 && m.getName().equals(m2.getName())) {
                override = true;
                break;
            }
        }
        // 对重载方法进行处理，考虑下面的方法：
        //    1. void sayHello(Integer, String)
        //    2. void sayHello(Integer, Integer)
        // 方法名相同，参数列表长度也相同，因此不能仅通过这两项判断两个方法是否相等。
        // 需要进一步判断方法的参数类型
        if (override) {
            if (len > 0) {
                for (int l = 0; l < len; l++) {
                    // 生成参数类型进行检测代码，比如：
                    // && $3[0].getName().equals("java.lang.Integer") 
                    //    && $3[1].getName().equals("java.lang.String")
                    c3.append(" && ").append(" $3[").append(l).append("].getName().equals(\"")
                            .append(m.getParameterTypes()[l].getName()).append("\")");
                }
            }
        }

        // 添加 ) {，完成方法判断语句，此时生成的代码可能如下（已格式化）：
        // if ("sayHello".equals($2) 
        //     && $3.length == 2
        //     && $3[0].getName().equals("java.lang.Integer") 
        //     && $3[1].getName().equals("java.lang.String")) {
        c3.append(" ) { ");

        // 根据返回值类型生成目标方法调用语句
        if (m.getReturnType() == Void.TYPE)
            // w.sayHello((java.lang.Integer)$4[0], (java.lang.String)$4[1]); return null;
            c3.append(" w.").append(mn).append('(').append(args(m.getParameterTypes(), "$4")).append(");").append(" return null;");
        else
            // return w.sayHello((java.lang.Integer)$4[0], (java.lang.String)$4[1]);
            c3.append(" return ($w)w.").append(mn).append('(').append(args(m.getParameterTypes(), "$4")).append(");");

        // 添加 }, 生成的代码形如（已格式化）：
        // if ("sayHello".equals($2) 
        //     && $3.length == 2
        //     && $3[0].getName().equals("java.lang.Integer") 
        //     && $3[1].getName().equals("java.lang.String")) {
        //
        //     w.sayHello((java.lang.Integer)$4[0], (java.lang.String)$4[1]); 
        //     return null;
        // }
        c3.append(" }");

        // 添加方法名到 mns 集合中
        mns.add(mn);
        // 检测当前方法是否在 c 中被声明的
        if (m.getDeclaringClass() == c)
            // 若是，则将当前方法名添加到 dmns 中
            dmns.add(mn);
        ms.put(ReflectUtils.getDesc(m), m);
    }
    if (hasMethod) {
        // 添加异常捕捉语句
        c3.append(" } catch(Throwable e) { ");
        c3.append("     throw new java.lang.reflect.InvocationTargetException(e); ");
        c3.append(" }");
    }

    // 添加 NoSuchMethodException 异常抛出代码
    c3.append(" throw new " + NoSuchMethodException.class.getName() + "(\"Not found method \\\"\"+$2+\"\\\" in class " + c.getName() + ".\"); }");

    // --------------------------------✨ 分割线3 ✨-------------------------------------

    Matcher matcher;
    // 处理 get/set 方法
    for (Map.Entry<String, Method> entry : ms.entrySet()) {
        String md = entry.getKey();
        Method method = (Method) entry.getValue();
        // 匹配以 get 开头的方法
        if ((matcher = ReflectUtils.GETTER_METHOD_DESC_PATTERN.matcher(md)).matches()) {
            // 获取属性名
            String pn = propertyName(matcher.group(1));
            // 生成属性判断以及返回语句，示例如下：
            // if( $2.equals("name") ) { return ($w).w.getName(); }
            c2.append(" if( $2.equals(\"").append(pn).append("\") ){ return ($w)w.").append(method.getName()).append("(); }");
            pts.put(pn, method.getReturnType());

        // 匹配以 is/has/can 开头的方法
        } else if ((matcher = ReflectUtils.IS_HAS_CAN_METHOD_DESC_PATTERN.matcher(md)).matches()) {
            String pn = propertyName(matcher.group(1));
            // 生成属性判断以及返回语句，示例如下：
            // if( $2.equals("dream") ) { return ($w).w.hasDream(); }
            c2.append(" if( $2.equals(\"").append(pn).append("\") ){ return ($w)w.").append(method.getName()).append("(); }");
            pts.put(pn, method.getReturnType());

        // 匹配以 set 开头的方法
        } else if ((matcher = ReflectUtils.SETTER_METHOD_DESC_PATTERN.matcher(md)).matches()) {
            Class<?> pt = method.getParameterTypes()[0];
            String pn = propertyName(matcher.group(1));
            // 生成属性判断以及 setter 调用语句，示例如下：
            // if( $2.equals("name") ) { w.setName((java.lang.String)$3); return; }
            c1.append(" if( $2.equals(\"").append(pn).append("\") ){ w.").append(method.getName()).append("(").append(arg(pt, "$3")).append("); return; }");
            pts.put(pn, pt);
        }
    }

    // 添加 NoSuchPropertyException 异常抛出代码
    c1.append(" throw new " + NoSuchPropertyException.class.getName() + "(\"Not found property \\\"\"+$2+\"\\\" filed or setter method in class " + c.getName() + ".\"); }");
    c2.append(" throw new " + NoSuchPropertyException.class.getName() + "(\"Not found property \\\"\"+$2+\"\\\" filed or setter method in class " + c.getName() + ".\"); }");

    // --------------------------------✨ 分割线4 ✨-------------------------------------

    long id = WRAPPER_CLASS_COUNTER.getAndIncrement();
    // 创建类生成器
    ClassGenerator cc = ClassGenerator.newInstance(cl);
    // 设置类名及超类
    cc.setClassName((Modifier.isPublic(c.getModifiers()) ? Wrapper.class.getName() : c.getName() + "$sw") + id);
    cc.setSuperClass(Wrapper.class);

    // 添加默认构造方法
    cc.addDefaultConstructor();

    // 添加字段
    cc.addField("public static String[] pns;");
    cc.addField("public static " + Map.class.getName() + " pts;");
    cc.addField("public static String[] mns;");
    cc.addField("public static String[] dmns;");
    for (int i = 0, len = ms.size(); i < len; i++)
        cc.addField("public static Class[] mts" + i + ";");

    // 添加方法代码
    cc.addMethod("public String[] getPropertyNames(){ return pns; }");
    cc.addMethod("public boolean hasProperty(String n){ return pts.containsKey($1); }");
    cc.addMethod("public Class getPropertyType(String n){ return (Class)pts.get($1); }");
    cc.addMethod("public String[] getMethodNames(){ return mns; }");
    cc.addMethod("public String[] getDeclaredMethodNames(){ return dmns; }");
    cc.addMethod(c1.toString());
    cc.addMethod(c2.toString());
    cc.addMethod(c3.toString());

    try {
        // 生成类
        Class<?> wc = cc.toClass();
        
        // 设置字段值
        wc.getField("pts").set(null, pts);
        wc.getField("pns").set(null, pts.keySet().toArray(new String[0]));
        wc.getField("mns").set(null, mns.toArray(new String[0]));
        wc.getField("dmns").set(null, dmns.toArray(new String[0]));
        int ix = 0;
        for (Method m : ms.values())
            wc.getField("mts" + ix++).set(null, m.getParameterTypes());

        // 创建 Wrapper 实例
        return (Wrapper) wc.newInstance();
    } catch (RuntimeException e) {
        throw e;
    } catch (Throwable e) {
        throw new RuntimeException(e.getMessage(), e);
    } finally {
        cc.release();
        ms.clear();
        mns.clear();
        dmns.clear();
    }
}

上面代码很长，大家耐心看一下。我们在上面代码中做了大量的注释，并按功能对代码进行了分块，以帮助大家理解代码逻辑。下面对这段代码进行讲解。首先我们把目光移到分割线1之上的代码，这段代码主要用于进行一些初始化操作。比如创建 c1、c2、c3 以及 pts、ms、mns 等变量，以及向 c1、c2、c3 中添加方法定义和类型转换代码。接下来是分割线1到分割线2之间的代码，这段代码用于为 public 级别的字段生成条件判断取值与赋值代码。这段代码不是很难看懂，就不多说了。继续向下看，分割线2和分隔线3之间的代码用于为定义在当前类中的方法生成判断语句，和方法调用语句。因为需要对方法重载进行校验，因此到这这段代码看起来有点复杂。不过耐心看一下，也不是很难理解。接下来是分割线3和分隔线4之间的代码，这段代码用于处理 getter、setter 以及以 is/has/can 开头的方法。处理方式是通过正则表达式获取方法类型（get/set/is/…），以及属性名。之后为属性名生成判断语句，然后为方法生成调用语句。最后我们再来看一下分隔线4以下的代码，这段代码通过 ClassGenerator 为刚刚生成的代码构建 Class 类，并通过反射创建对象。ClassGenerator 是 Dubbo 自己封装的，该类的核心是 toClass() 的重载方法 toClass(ClassLoader, ProtectionDomain)，该方法通过 javassist 构建 Class。这里就不分析 toClass 方法了，大家请自行分析。

阅读 Wrapper 类代码需要对 javassist 框架有所了解。关于 javassist，大家如果不熟悉，请自行查阅资料，本节不打算介绍 javassist 相关内容。

好了，关于 Wrapper 类生成过程就分析到这。如果大家看的不是很明白，可以单独为 Wrapper 创建单元测试，然后单步调试。并将生成的代码拷贝出来，格式化后再进行观察和理解。

导出服务到本地

本节我们来看一下服务导出相关的代码，按照代码执行顺序，本节先来分析导出服务到本地的过程。相关代码如下：

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private void exportLocal(URL url) {
    // 如果 URL 的协议头等于 injvm，说明已经导出到本地了，无需再次导出
    if (!Constants.LOCAL_PROTOCOL.equalsIgnoreCase(url.getProtocol())) {
        URL local = URL.valueOf(url.toFullString())
            .setProtocol(Constants.LOCAL_PROTOCOL)    // 设置协议头为 injvm
            .setHost(LOCALHOST)
            .setPort(0);
        ServiceClassHolder.getInstance().pushServiceClass(getServiceClass(ref));
        // 创建 Invoker，并导出服务，这里的 protocol 会在运行时调用 InjvmProtocol 的 export 方法
        Exporter<?> exporter = protocol.export(
            proxyFactory.getInvoker(ref, (Class) interfaceClass, local));
        exporters.add(exporter);
    }
}

exportLocal 方法比较简单，首先根据 URL 协议头决定是否导出服务。若需导出，则创建一个新的 URL 并将协议头、主机名以及端口设置成新的值。然后创建 Invoker，并调用 InjvmProtocol 的 export 方法导出服务。下面我们来看一下 InjvmProtocol 的 export 方法都做了哪些事情。

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public <T> Exporter<T> export(Invoker<T> invoker) throws RpcException {
    // 创建 InjvmExporter
    return new InjvmExporter<T>(invoker, invoker.getUrl().getServiceKey(), exporterMap);
}

如上，InjvmProtocol 的 export 方法仅创建了一个 InjvmExporter，无其他逻辑。到此导出服务到本地就分析完了，接下来，我们继续分析导出服务到远程的过程。

导出服务到远程

与导出服务到本地相比，导出服务到远程的过程要复杂不少，其包含了服务导出与服务注册两个过程。这两个过程涉及到了大量的调用，比较复杂。按照代码执行顺序，本节先来分析服务导出逻辑，服务注册逻辑将在下一节进行分析。下面开始分析，我们把目光移动到 RegistryProtocol 的 export 方法上。

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public <T> Exporter<T> export(final Invoker<T> originInvoker) throws RpcException {
    // 导出服务
    final ExporterChangeableWrapper<T> exporter = doLocalExport(originInvoker);

    // 获取注册中心 URL，以 zookeeper 注册中心为例，得到的示例 URL 如下：
    // zookeeper://127.0.0.1:2181/com.alibaba.dubbo.registry.RegistryService?application=demo-provider&dubbo=2.0.2&export=dubbo%3A%2F%2F172.17.48.52%3A20880%2Fcom.alibaba.dubbo.demo.DemoService%3Fanyhost%3Dtrue%26application%3Ddemo-provider
    URL registryUrl = getRegistryUrl(originInvoker);

    // 根据 URL 加载 Registry 实现类，比如 ZookeeperRegistry
    final Registry registry = getRegistry(originInvoker);
    
    // 获取已注册的服务提供者 URL，比如：
    // dubbo://172.17.48.52:20880/com.alibaba.dubbo.demo.DemoService?anyhost=true&application=demo-provider&dubbo=2.0.2&generic=false&interface=com.alibaba.dubbo.demo.DemoService&methods=sayHello
    final URL registeredProviderUrl = getRegisteredProviderUrl(originInvoker);

    // 获取 register 参数
    boolean register = registeredProviderUrl.getParameter("register", true);

    // 向服务提供者与消费者注册表中注册服务提供者
    ProviderConsumerRegTable.registerProvider(originInvoker, registryUrl, registeredProviderUrl);

    // 根据 register 的值决定是否注册服务
    if (register) {
        // 向注册中心注册服务
        register(registryUrl, registeredProviderUrl);
        ProviderConsumerRegTable.getProviderWrapper(originInvoker).setReg(true);
    }

    // 获取订阅 URL，比如：
    // provider://172.17.48.52:20880/com.alibaba.dubbo.demo.DemoService?category=configurators&check=false&anyhost=true&application=demo-provider&dubbo=2.0.2&generic=false&interface=com.alibaba.dubbo.demo.DemoService&methods=sayHello
    final URL overrideSubscribeUrl = getSubscribedOverrideUrl(registeredProviderUrl);
    // 创建监听器
    final OverrideListener overrideSubscribeListener = new OverrideListener(overrideSubscribeUrl, originInvoker);
    overrideListeners.put(overrideSubscribeUrl, overrideSubscribeListener);
    // 向注册中心进行订阅 override 数据
    registry.subscribe(overrideSubscribeUrl, overrideSubscribeListener);
    // 创建并返回 DestroyableExporter
    return new DestroyableExporter<T>(exporter, originInvoker, overrideSubscribeUrl, registeredProviderUrl);
}

上面代码看起来比较复杂，主要做如下一些操作：

  1. 调用 doLocalExport 导出服务
  2. 向注册中心注册服务
  3. 向注册中心进行订阅 override 数据
  4. 创建并返回 DestroyableExporter

在以上操作中，除了创建并返回 DestroyableExporter 没什么难度外，其他几步操作都不是很简单。这其中，导出服务和注册服务是本章要重点分析的逻辑。 订阅 override 数据并非本文重点内容，后面会简单介绍一下。下面先来分析 doLocalExport 方法的逻辑，如下：

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private <T> ExporterChangeableWrapper<T> doLocalExport(final Invoker<T> originInvoker) {
    String key = getCacheKey(originInvoker);
    // 访问缓存
    ExporterChangeableWrapper<T> exporter = (ExporterChangeableWrapper<T>) bounds.get(key);
    if (exporter == null) {
        synchronized (bounds) {
            exporter = (ExporterChangeableWrapper<T>) bounds.get(key);
            if (exporter == null) {
                // 创建 Invoker 为委托类对象
                final Invoker<?> invokerDelegete = new InvokerDelegete<T>(originInvoker, getProviderUrl(originInvoker));
                // 调用 protocol 的 export 方法导出服务
                exporter = new ExporterChangeableWrapper<T>((Exporter<T>) protocol.export(invokerDelegete), originInvoker);
                
                // 写缓存
                bounds.put(key, exporter);
            }
        }
    }
    return exporter;
}

上面的代码是典型的双重检查锁，大家在阅读 Dubbo 的源码中，会多次见到。接下来，我们把重点放在 Protocol 的 export 方法上。假设运行时协议为 dubbo，此处的 protocol 变量会在运行时加载 DubboProtocol，并调用 DubboProtocol 的 export 方法。所以，接下来我们目光转移到 DubboProtocol 的 export 方法上，相关分析如下：

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public <T> Exporter<T> export(Invoker<T> invoker) throws RpcException {
    URL url = invoker.getUrl();

    // 获取服务标识，理解成服务坐标也行。由服务组名，服务名，服务版本号以及端口组成。比如：
    // demoGroup/com.alibaba.dubbo.demo.DemoService:1.0.1:20880
    String key = serviceKey(url);
    // 创建 DubboExporter
    DubboExporter<T> exporter = new DubboExporter<T>(invoker, key, exporterMap);
    // 将 <key, exporter> 键值对放入缓存中
    exporterMap.put(key, exporter);

    // 本地存根相关代码
    Boolean isStubSupportEvent = url.getParameter(Constants.STUB_EVENT_KEY, Constants.DEFAULT_STUB_EVENT);
    Boolean isCallbackservice = url.getParameter(Constants.IS_CALLBACK_SERVICE, false);
    if (isStubSupportEvent && !isCallbackservice) {
        String stubServiceMethods = url.getParameter(Constants.STUB_EVENT_METHODS_KEY);
        if (stubServiceMethods == null || stubServiceMethods.length() == 0) {
            // 省略日志打印代码
        } else {
            stubServiceMethodsMap.put(url.getServiceKey(), stubServiceMethods);
        }
    }

    // 启动服务器
    openServer(url);
    // 优化序列化
    optimizeSerialization(url);
    return exporter;
}

如上，我们重点关注 DubboExporter 的创建以及 openServer 方法，其他逻辑看不懂也没关系，不影响理解服务导出过程。另外，DubboExporter 的代码比较简单，就不分析了。下面分析 openServer 方法。

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private void openServer(URL url) {
    // 获取 host:port，并将其作为服务器实例的 key，用于标识当前的服务器实例
    String key = url.getAddress();
    boolean isServer = url.getParameter(Constants.IS_SERVER_KEY, true);
    if (isServer) {
        // 访问缓存
        ExchangeServer server = serverMap.get(key);
        if (server == null) {
            // 创建服务器实例
            serverMap.put(key, createServer(url));
        } else {
            // 服务器已创建，则根据 url 中的配置重置服务器
            server.reset(url);
        }
    }
}

如上，在同一台机器上（单网卡），同一个端口上仅允许启动一个服务器实例。若某个端口上已有服务器实例，此时则调用 reset 方法重置服务器的一些配置。考虑到篇幅问题，关于服务器实例重置的代码就不分析了。接下来分析服务器实例的创建过程。如下：

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private ExchangeServer createServer(URL url) {
    url = url.addParameterIfAbsent(Constants.CHANNEL_READONLYEVENT_SENT_KEY,
    // 添加心跳检测配置到 url 中
    url = url.addParameterIfAbsent(Constants.HEARTBEAT_KEY, String.valueOf(Constants.DEFAULT_HEARTBEAT));
	// 获取 server 参数，默认为 netty
    String str = url.getParameter(Constants.SERVER_KEY, Constants.DEFAULT_REMOTING_SERVER);

	// 通过 SPI 检测是否存在 server 参数所代表的 Transporter 拓展，不存在则抛出异常
    if (str != null && str.length() > 0 && !ExtensionLoader.getExtensionLoader(Transporter.class).hasExtension(str))
        throw new RpcException("Unsupported server type: " + str + ", url: " + url);

    // 添加编码解码器参数
    url = url.addParameter(Constants.CODEC_KEY, DubboCodec.NAME);
    ExchangeServer server;
    try {
        // 创建 ExchangeServer
        server = Exchangers.bind(url, requestHandler);
    } catch (RemotingException e) {
        throw new RpcException("Fail to start server...");
    }
                                   
	// 获取 client 参数，可指定 netty，mina
    str = url.getParameter(Constants.CLIENT_KEY);
    if (str != null && str.length() > 0) {
        // 获取所有的 Transporter 实现类名称集合，比如 supportedTypes = [netty, mina]
        Set<String> supportedTypes = ExtensionLoader.getExtensionLoader(Transporter.class).getSupportedExtensions();
        // 检测当前 Dubbo 所支持的 Transporter 实现类名称列表中，
        // 是否包含 client 所表示的 Transporter，若不包含，则抛出异常
        if (!supportedTypes.contains(str)) {
            throw new RpcException("Unsupported client type...");
        }
    }
    return server;
}

如上，createServer 包含三个核心的逻辑。第一是检测是否存在 server 参数所代表的 Transporter 拓展，不存在则抛出异常。第二是创建服务器实例。第三是检测是否支持 client 参数所表示的 Transporter 拓展，不存在也是抛出异常。两次检测操作所对应的代码比较直白了，无需多说。但创建服务器的操作目前还不是很清晰，我们继续往下看。

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public static ExchangeServer bind(URL url, ExchangeHandler handler) throws RemotingException {
    if (url == null) {
        throw new IllegalArgumentException("url == null");
    }
    if (handler == null) {
        throw new IllegalArgumentException("handler == null");
    }
    url = url.addParameterIfAbsent(Constants.CODEC_KEY, "exchange");
    // 获取 Exchanger，默认为 HeaderExchanger。
    // 紧接着调用 HeaderExchanger 的 bind 方法创建 ExchangeServer 实例
    return getExchanger(url).bind(url, handler);
}

上面代码比较简单，就不多说了。下面看一下 HeaderExchanger 的 bind 方法。

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public ExchangeServer bind(URL url, ExchangeHandler handler) throws RemotingException {
	// 创建 HeaderExchangeServer 实例，该方法包含了多个逻辑，分别如下：
	//   1. new HeaderExchangeHandler(handler)
	//	 2. new DecodeHandler(new HeaderExchangeHandler(handler))
	//   3. Transporters.bind(url, new DecodeHandler(new HeaderExchangeHandler(handler)))
    return new HeaderExchangeServer(Transporters.bind(url, new DecodeHandler(new HeaderExchangeHandler(handler))));
}

HeaderExchanger 的 bind 方法包含的逻辑比较多，但目前我们仅需关心 Transporters 的 bind 方法逻辑即可。该方法的代码如下：

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public static Server bind(URL url, ChannelHandler... handlers) throws RemotingException {
    if (url == null) {
        throw new IllegalArgumentException("url == null");
    }
    if (handlers == null || handlers.length == 0) {
        throw new IllegalArgumentException("handlers == null");
    }
    ChannelHandler handler;
    if (handlers.length == 1) {
        handler = handlers[0];
    } else {
    	// 如果 handlers 元素数量大于1，则创建 ChannelHandler 分发器
        handler = new ChannelHandlerDispatcher(handlers);
    }
    // 获取自适应 Transporter 实例，并调用实例方法
    return getTransporter().bind(url, handler);
}

如上，getTransporter() 方法获取的 Transporter 是在运行时动态创建的，类名为 TransporterAdaptive，也就是自适应拓展类。TransporterAdaptive 会在运行时根据传入的 URL 参数决定加载什么类型的 Transporter，默认为 NettyTransporter。下面我们继续跟下去，这次分析的是 NettyTransporter 的 bind 方法。

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public Server bind(URL url, ChannelHandler listener) throws RemotingException {
	// 创建 NettyServer
	return new NettyServer(url, listener);
}

这里仅有一句创建 NettyServer 的代码，无需多说，我们继续向下看。

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public class NettyServer extends AbstractServer implements Server {
    public NettyServer(URL url, ChannelHandler handler) throws RemotingException {
        // 调用父类构造方法
        super(url, ChannelHandlers.wrap(handler, ExecutorUtil.setThreadName(url, SERVER_THREAD_POOL_NAME)));
    }
}


public abstract class AbstractServer extends AbstractEndpoint implements Server {
    public AbstractServer(URL url, ChannelHandler handler) throws RemotingException {
        // 调用父类构造方法，这里就不用跟进去了，没什么复杂逻辑
        super(url, handler);
        localAddress = getUrl().toInetSocketAddress();

        // 获取 ip 和端口
        String bindIp = getUrl().getParameter(Constants.BIND_IP_KEY, getUrl().getHost());
        int bindPort = getUrl().getParameter(Constants.BIND_PORT_KEY, getUrl().getPort());
        if (url.getParameter(Constants.ANYHOST_KEY, false) || NetUtils.isInvalidLocalHost(bindIp)) {
            // 设置 ip 为 0.0.0.0
            bindIp = NetUtils.ANYHOST;
        }
        bindAddress = new InetSocketAddress(bindIp, bindPort);
        // 获取最大可接受连接数
        this.accepts = url.getParameter(Constants.ACCEPTS_KEY, Constants.DEFAULT_ACCEPTS);
        this.idleTimeout = url.getParameter(Constants.IDLE_TIMEOUT_KEY, Constants.DEFAULT_IDLE_TIMEOUT);
        try {
            // 调用模板方法 doOpen 启动服务器
            doOpen();
        } catch (Throwable t) {
            throw new RemotingException("Failed to bind ");
        }

        DataStore dataStore = ExtensionLoader.getExtensionLoader(DataStore.class).getDefaultExtension();
        executor = (ExecutorService) dataStore.get(Constants.EXECUTOR_SERVICE_COMPONENT_KEY, Integer.toString(url.getPort()));
    }
    
    protected abstract void doOpen() throws Throwable;

    protected abstract void doClose() throws Throwable;
}

上面代码多为赋值代码，不需要多讲。我们重点关注 doOpen 抽象方法，该方法需要子类实现。下面回到 NettyServer 中。

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protected void doOpen() throws Throwable {
    NettyHelper.setNettyLoggerFactory();
    // 创建 boss 和 worker 线程池
    ExecutorService boss = Executors.newCachedThreadPool(new NamedThreadFactory("NettyServerBoss", true));
    ExecutorService worker = Executors.newCachedThreadPool(new NamedThreadFactory("NettyServerWorker", true));
    ChannelFactory channelFactory = new NioServerSocketChannelFactory(boss, worker, getUrl().getPositiveParameter(Constants.IO_THREADS_KEY, Constants.DEFAULT_IO_THREADS));
    
    // 创建 ServerBootstrap
    bootstrap = new ServerBootstrap(channelFactory);

    final NettyHandler nettyHandler = new NettyHandler(getUrl(), this);
    channels = nettyHandler.getChannels();
    bootstrap.setOption("child.tcpNoDelay", true);
    // 设置 PipelineFactory
    bootstrap.setPipelineFactory(new ChannelPipelineFactory() {
        @Override
        public ChannelPipeline getPipeline() {
            NettyCodecAdapter adapter = new NettyCodecAdapter(getCodec(), getUrl(), NettyServer.this);
            ChannelPipeline pipeline = Channels.pipeline();
            pipeline.addLast("decoder", adapter.getDecoder());
            pipeline.addLast("encoder", adapter.getEncoder());
            pipeline.addLast("handler", nettyHandler);
            return pipeline;
        }
    });
    // 绑定到指定的 ip 和端口上
    channel = bootstrap.bind(getBindAddress());
}

以上就是 NettyServer 创建的过程，dubbo 默认使用的 NettyServer 是基于 netty 3.x 版本实现的，比较老了。因此 Dubbo 另外提供了 netty 4.x 版本的 NettyServer，大家可在使用 Dubbo 的过程中按需进行配置。

到此，关于服务导出的过程就分析完了。整个过程比较复杂，大家在分析的过程中耐心一些。并且多写 Demo 进行调试，以便能够更好的理解代码逻辑。

本节内容先到这里，接下来分析服务导出的另一块逻辑 — 服务注册。

服务注册

本节我们来分析服务注册过程，服务注册操作对于 Dubbo 来说不是必需的，通过服务直连的方式就可以绕过注册中心。但通常我们不会这么做，直连方式不利于服务治理，仅推荐在测试服务时使用。对于 Dubbo 来说，注册中心虽不是必需，但却是必要的。因此，关于注册中心以及服务注册相关逻辑，我们也需要搞懂。

本节内容以 Zookeeper 注册中心作为分析目标，其他类型注册中心大家可自行分析。下面从服务注册的入口方法开始分析，我们把目光再次移到 RegistryProtocol 的 export 方法上。如下：

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public <T> Exporter<T> export(final Invoker<T> originInvoker) throws RpcException {
    
    // ${导出服务}
    
    // 省略其他代码
    
    boolean register = registeredProviderUrl.getParameter("register", true);
    if (register) {
        // 注册服务
        register(registryUrl, registeredProviderUrl);
        ProviderConsumerRegTable.getProviderWrapper(originInvoker).setReg(true);
    }
    
    final URL overrideSubscribeUrl = getSubscribedOverrideUrl(registeredProviderUrl);
    final OverrideListener overrideSubscribeListener = new OverrideListener(overrideSubscribeUrl, originInvoker);
    overrideListeners.put(overrideSubscribeUrl, overrideSubscribeListener);
    // 订阅 override 数据
    registry.subscribe(overrideSubscribeUrl, overrideSubscribeListener);

    // 省略部分代码
}

RegistryProtocol 的 export 方法包含了服务导出，注册，以及数据订阅等逻辑。其中服务导出逻辑上一节已经分析过了，本节将分析服务注册逻辑，相关代码如下：

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public void register(URL registryUrl, URL registedProviderUrl) {
    // 获取 Registry
    Registry registry = registryFactory.getRegistry(registryUrl);
    // 注册服务
    registry.register(registedProviderUrl);
}

register 方法包含两步操作，第一步是获取注册中心实例，第二步是向注册中心注册服务。接下来分两节内容对这两步操作进行分析。

创建注册中心

本节内容以 Zookeeper 注册中心为例进行分析。下面先来看一下 getRegistry 方法的源码，这个方法由 AbstractRegistryFactory 实现。如下：

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public Registry getRegistry(URL url) {
    url = url.setPath(RegistryService.class.getName())
            .addParameter(Constants.INTERFACE_KEY, RegistryService.class.getName())
            .removeParameters(Constants.EXPORT_KEY, Constants.REFER_KEY);
    String key = url.toServiceString();
    LOCK.lock();
    try {
    	// 访问缓存
        Registry registry = REGISTRIES.get(key);
        if (registry != null) {
            return registry;
        }
        
        // 缓存未命中，创建 Registry 实例
        registry = createRegistry(url);
        if (registry == null) {
            throw new IllegalStateException("Can not create registry...");
        }
        
        // 写入缓存
        REGISTRIES.put(key, registry);
        return registry;
    } finally {
        LOCK.unlock();
    }
}

protected abstract Registry createRegistry(URL url);

如上，getRegistry 方法先访问缓存，缓存未命中则调用 createRegistry 创建 Registry，然后写入缓存。这里的 createRegistry 是一个模板方法，由具体的子类实现。因此，下面我们到 ZookeeperRegistryFactory 中探究一番。

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public class ZookeeperRegistryFactory extends AbstractRegistryFactory {

    // zookeeperTransporter 由 SPI 在运行时注入，类型为 ZookeeperTransporter$Adaptive
    private ZookeeperTransporter zookeeperTransporter;

    public void setZookeeperTransporter(ZookeeperTransporter zookeeperTransporter) {
        this.zookeeperTransporter = zookeeperTransporter;
    }

    @Override
    public Registry createRegistry(URL url) {
        // 创建 ZookeeperRegistry
        return new ZookeeperRegistry(url, zookeeperTransporter);
    }
}

ZookeeperRegistryFactory 的 createRegistry 方法仅包含一句代码，无需解释，继续跟下去。

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public ZookeeperRegistry(URL url, ZookeeperTransporter zookeeperTransporter) {
    super(url);
    if (url.isAnyHost()) {
        throw new IllegalStateException("registry address == null");
    }
    
    // 获取组名，默认为 dubbo
    String group = url.getParameter(Constants.GROUP_KEY, DEFAULT_ROOT);
    if (!group.startsWith(Constants.PATH_SEPARATOR)) {
        // group = "/" + group
        group = Constants.PATH_SEPARATOR + group;
    }
    this.root = group;
    // 创建 Zookeeper 客户端，默认为 CuratorZookeeperTransporter
    zkClient = zookeeperTransporter.connect(url);
    // 添加状态监听器
    zkClient.addStateListener(new StateListener() {
        @Override
        public void stateChanged(int state) {
            if (state == RECONNECTED) {
                try {
                    recover();
                } catch (Exception e) {
                    logger.error(e.getMessage(), e);
                }
            }
        }
    });
}

在上面的代码代码中，我们重点关注 ZookeeperTransporter 的 connect 方法调用，这个方法用于创建 Zookeeper 客户端。创建好 Zookeeper 客户端，意味着注册中心的创建过程就结束了。接下来，再来分析一下 Zookeeper 客户端的创建过程。

前面说过，这里的 zookeeperTransporter 类型为自适应拓展类，因此 connect 方法会在被调用时决定加载什么类型的 ZookeeperTransporter 拓展，默认为 CuratorZookeeperTransporter。下面我们到 CuratorZookeeperTransporter 中看一看。

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public ZookeeperClient connect(URL url) {
    // 创建 CuratorZookeeperClient
    return new CuratorZookeeperClient(url);
}

继续向下看。

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public class CuratorZookeeperClient extends AbstractZookeeperClient<CuratorWatcher> {

    private final CuratorFramework client;
    
    public CuratorZookeeperClient(URL url) {
        super(url);
        try {
            // 创建 CuratorFramework 构造器
            CuratorFrameworkFactory.Builder builder = CuratorFrameworkFactory.builder()
                    .connectString(url.getBackupAddress())
                    .retryPolicy(new RetryNTimes(1, 1000))
                    .connectionTimeoutMs(5000);
            String authority = url.getAuthority();
            if (authority != null && authority.length() > 0) {
                builder = builder.authorization("digest", authority.getBytes());
            }
            // 构建 CuratorFramework 实例
            client = builder.build();
            // 添加监听器
            client.getConnectionStateListenable().addListener(new ConnectionStateListener() {
                @Override
                public void stateChanged(CuratorFramework client, ConnectionState state) {
                    if (state == ConnectionState.LOST) {
                        CuratorZookeeperClient.this.stateChanged(StateListener.DISCONNECTED);
                    } else if (state == ConnectionState.CONNECTED) {
                        CuratorZookeeperClient.this.stateChanged(StateListener.CONNECTED);
                    } else if (state == ConnectionState.RECONNECTED) {
                        CuratorZookeeperClient.this.stateChanged(StateListener.RECONNECTED);
                    }
                }
            });
            
            // 启动客户端
            client.start();
        } catch (Exception e) {
            throw new IllegalStateException(e.getMessage(), e);
        }
    }
}

CuratorZookeeperClient 构造方法主要用于创建和启动 CuratorFramework 实例。以上基本上都是 Curator 框架的代码，大家如果对 Curator 框架不是很了解，可以参考 Curator 官方文档。

本节分析了 ZookeeperRegistry 实例的创建过程，整个过程并不是很复杂。大家在看完分析后，可以自行调试，以加深理解。现在注册中心实例创建好了，接下来要做的事情是向注册中心注册服务，我们继续往下看。

节点创建

以 Zookeeper 为例，所谓的服务注册，本质上是将服务配置数据写入到 Zookeeper 的某个路径的节点下。为了让大家有一个直观的了解，下面我们将 Dubbo 的 demo 跑起来，然后通过 Zookeeper 可视化客户端 ZooInspector 查看节点数据。如下：

img

从上图中可以看到 com.alibaba.dubbo.demo.DemoService 这个服务对应的配置信息（存储在 URL 中）最终被注册到了 /dubbo/com.alibaba.dubbo.demo.DemoService/providers/ 节点下。搞懂了服务注册的本质，那么接下来我们就可以去阅读服务注册的代码了。服务注册的接口为 register(URL)，这个方法定义在 FailbackRegistry 抽象类中。代码如下：

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public void register(URL url) {
    super.register(url);
    failedRegistered.remove(url);
    failedUnregistered.remove(url);
    try {
        // 模板方法，由子类实现
        doRegister(url);
    } catch (Exception e) {
        Throwable t = e;

        // 获取 check 参数，若 check = true 将会直接抛出异常
        boolean check = getUrl().getParameter(Constants.CHECK_KEY, true)
                && url.getParameter(Constants.CHECK_KEY, true)
                && !Constants.CONSUMER_PROTOCOL.equals(url.getProtocol());
        boolean skipFailback = t instanceof SkipFailbackWrapperException;
        if (check || skipFailback) {
            if (skipFailback) {
                t = t.getCause();
            }
            throw new IllegalStateException("Failed to register");
        } else {
            logger.error("Failed to register");
        }

        // 记录注册失败的链接
        failedRegistered.add(url);
    }
}

protected abstract void doRegister(URL url);

如上，我们重点关注 doRegister 方法调用即可，其他的代码先忽略。doRegister 方法是一个模板方法，因此我们到 FailbackRegistry 子类 ZookeeperRegistry 中进行分析。如下：

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protected void doRegister(URL url) {
    try {
        // 通过 Zookeeper 客户端创建节点，节点路径由 toUrlPath 方法生成，路径格式如下:
        //   /${group}/${serviceInterface}/providers/${url}
        // 比如
        //   /dubbo/org.apache.dubbo.DemoService/providers/dubbo%3A%2F%2F127.0.0.1......
        zkClient.create(toUrlPath(url), url.getParameter(Constants.DYNAMIC_KEY, true));
    } catch (Throwable e) {
        throw new RpcException("Failed to register...");
    }
}

如上，ZookeeperRegistry 在 doRegister 中调用了 Zookeeper 客户端创建服务节点。节点路径由 toUrlPath 方法生成，该方法逻辑不难理解，就不分析了。接下来分析 create 方法，如下：

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public void create(String path, boolean ephemeral) {
    if (!ephemeral) {
        // 如果要创建的节点类型非临时节点，那么这里要检测节点是否存在
        if (checkExists(path)) {
            return;
        }
    }
    int i = path.lastIndexOf('/');
    if (i > 0) {
        // 递归创建上一级路径
        create(path.substring(0, i), false);
    }
    
    // 根据 ephemeral 的值创建临时或持久节点
    if (ephemeral) {
        createEphemeral(path);
    } else {
        createPersistent(path);
    }
}

上面方法先是通过递归创建当前节点的上一级路径，然后再根据 ephemeral 的值决定创建临时还是持久节点。createEphemeral 和 createPersistent 这两个方法都比较简单，这里简单分析其中的一个。如下：

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public void createEphemeral(String path) {
    try {
        // 通过 Curator 框架创建节点
        client.create().withMode(CreateMode.EPHEMERAL).forPath(path);
    } catch (NodeExistsException e) {
    } catch (Exception e) {
        throw new IllegalStateException(e.getMessage(), e);
    }
}

好了，到此关于服务注册的过程就分析完了。整个过程可简单总结为：先创建注册中心实例，之后再通过注册中心实例注册服务。本节先到这，接下来分析数据订阅过程。

订阅 override 数据

// 待补充

总结

本篇文章详细分析了 Dubbo 服务导出过程，包括配置检测，URL 组装，Invoker 创建过程、导出服务以及注册服务等等。篇幅比较大，需要大家耐心阅读。本篇文章先就到这，如果文章有不妥错误之处，希望大家能够进行反馈或修正。

服务引入

1. 简介

上一篇文章详细分析了服务导出的过程，本篇文章我们趁热打铁，继续分析服务引用过程。在 Dubbo 中，我们可以通过两种方式引用远程服务。第一种是使用服务直连的方式引用服务，第二种方式是基于注册中心进行引用。服务直连的方式仅适合在调试或测试服务的场景下使用，不适合在线上环境使用。因此，本文我将重点分析通过注册中心引用服务的过程。从注册中心中获取服务配置只是服务引用过程中的一环，除此之外，服务消费者还需要经历 Invoker 创建、代理类创建等步骤。这些步骤，将在后续章节中一一进行分析。

2.服务引用原理

Dubbo 服务引用的时机有两个，第一个是在 Spring 容器调用 ReferenceBean 的 afterPropertiesSet 方法时引用服务，第二个是在 ReferenceBean 对应的服务被注入到其他类中时引用。这两个引用服务的时机区别在于，第一个是饿汉式的，第二个是懒汉式的。默认情况下，Dubbo 使用懒汉式引用服务。如果需要使用饿汉式，可通过配置 dubbo:reference 的 init 属性开启。下面我们按照 Dubbo 默认配置进行分析，整个分析过程从 ReferenceBean 的 getObject 方法开始。当我们的服务被注入到其他类中时，Spring 会第一时间调用 getObject 方法，并由该方法执行服务引用逻辑。按照惯例，在进行具体工作之前，需先进行配置检查与收集工作。接着根据收集到的信息决定服务用的方式，有三种，第一种是引用本地 (JVM) 服务，第二是通过直连方式引用远程服务，第三是通过注册中心引用远程服务。不管是哪种引用方式，最后都会得到一个 Invoker 实例。如果有多个注册中心，多个服务提供者，这个时候会得到一组 Invoker 实例，此时需要通过集群管理类 Cluster 将多个 Invoker 合并成一个实例。合并后的 Invoker 实例已经具备调用本地或远程服务的能力了，但并不能将此实例暴露给用户使用，这会对用户业务代码造成侵入。此时框架还需要通过代理工厂类 (ProxyFactory) 为服务接口生成代理类，并让代理类去调用 Invoker 逻辑。避免了 Dubbo 框架代码对业务代码的侵入，同时也让框架更容易使用。

以上就是服务引用的大致原理，下面我们深入到代码中，详细分析服务引用细节。

3.源码分析

服务引用的入口方法为 ReferenceBean 的 getObject 方法，该方法定义在 Spring 的 FactoryBean 接口中，ReferenceBean 实现了这个方法。实现代码如下：

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public Object getObject() throws Exception {
    return get();
}

public synchronized T get() {
    if (destroyed) {
        throw new IllegalStateException("Already destroyed!");
    }
    // 检测 ref 是否为空，为空则通过 init 方法创建
    if (ref == null) {
        // init 方法主要用于处理配置，以及调用 createProxy 生成代理类
        init();
    }
    return ref;
}

以上两个方法的代码比较简短，并不难理解。这里需要特别说明一下，如果你对 2.6.4 及以下版本的 getObject 方法进行调试时，会碰到比较奇怪的的问题。这里假设你使用 IDEA，且保持了 IDEA 的默认配置。当你面调试到 get 方法的if (ref == null)时，你会发现 ref 不为空，导致你无法进入到 init 方法中继续调试。导致这个现象的原因是 Dubbo 框架本身有一些小问题。该问题已经在 pull request #2754 修复了此问题，并跟随 2.6.5 版本发布了。如果你正在学习 2.6.4 及以下版本，可通过修改 IDEA 配置规避这个问题。首先 IDEA 配置弹窗中搜索 toString，然后取消Enable 'toString' object view勾选。具体如下：

img

3.1 处理配置

Dubbo 提供了丰富的配置，用于调整和优化框架行为，性能等。Dubbo 在引用或导出服务时，首先会对这些配置进行检查和处理，以保证配置的正确性。配置解析逻辑封装在 ReferenceConfig 的 init 方法中，下面进行分析。

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private void init() {
    // 避免重复初始化
    if (initialized) {
        return;
    }
    initialized = true;
    // 检测接口名合法性
    if (interfaceName == null || interfaceName.length() == 0) {
        throw new IllegalStateException("interface not allow null!");
    }

    // 检测 consumer 变量是否为空，为空则创建
    checkDefault();
    appendProperties(this);
    if (getGeneric() == null && getConsumer() != null) {
        // 设置 generic
        setGeneric(getConsumer().getGeneric());
    }

    // 检测是否为泛化接口
    if (ProtocolUtils.isGeneric(getGeneric())) {
        interfaceClass = GenericService.class;
    } else {
        try {
            // 加载类
            interfaceClass = Class.forName(interfaceName, true, Thread.currentThread()
                    .getContextClassLoader());
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            throw new IllegalStateException(e.getMessage(), e);
        }
        checkInterfaceAndMethods(interfaceClass, methods);
    }
    
    // -------------------------------✨ 分割线1 ✨------------------------------

    // 从系统变量中获取与接口名对应的属性值
    String resolve = System.getProperty(interfaceName);
    String resolveFile = null;
    if (resolve == null || resolve.length() == 0) {
        // 从系统属性中获取解析文件路径
        resolveFile = System.getProperty("dubbo.resolve.file");
        if (resolveFile == null || resolveFile.length() == 0) {
            // 从指定位置加载配置文件
            File userResolveFile = new File(new File(System.getProperty("user.home")), "dubbo-resolve.properties");
            if (userResolveFile.exists()) {
                // 获取文件绝对路径
                resolveFile = userResolveFile.getAbsolutePath();
            }
        }
        if (resolveFile != null && resolveFile.length() > 0) {
            Properties properties = new Properties();
            FileInputStream fis = null;
            try {
                fis = new FileInputStream(new File(resolveFile));
                // 从文件中加载配置
                properties.load(fis);
            } catch (IOException e) {
                throw new IllegalStateException("Unload ..., cause:...");
            } finally {
                try {
                    if (null != fis) fis.close();
                } catch (IOException e) {
                    logger.warn(e.getMessage(), e);
                }
            }
            // 获取与接口名对应的配置
            resolve = properties.getProperty(interfaceName);
        }
    }
    if (resolve != null && resolve.length() > 0) {
        // 将 resolve 赋值给 url
        url = resolve;
    }
    
    // -------------------------------✨ 分割线2 ✨------------------------------
    if (consumer != null) {
        if (application == null) {
            // 从 consumer 中获取 Application 实例，下同
            application = consumer.getApplication();
        }
        if (module == null) {
            module = consumer.getModule();
        }
        if (registries == null) {
            registries = consumer.getRegistries();
        }
        if (monitor == null) {
            monitor = consumer.getMonitor();
        }
    }
    if (module != null) {
        if (registries == null) {
            registries = module.getRegistries();
        }
        if (monitor == null) {
            monitor = module.getMonitor();
        }
    }
    if (application != null) {
        if (registries == null) {
            registries = application.getRegistries();
        }
        if (monitor == null) {
            monitor = application.getMonitor();
        }
    }
    
    // 检测 Application 合法性
    checkApplication();
    // 检测本地存根配置合法性
    checkStubAndMock(interfaceClass);
    
	// -------------------------------✨ 分割线3 ✨------------------------------
    
    Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
    Map<Object, Object> attributes = new HashMap<Object, Object>();

    // 添加 side、协议版本信息、时间戳和进程号等信息到 map 中
    map.put(Constants.SIDE_KEY, Constants.CONSUMER_SIDE);
    map.put(Constants.DUBBO_VERSION_KEY, Version.getProtocolVersion());
    map.put(Constants.TIMESTAMP_KEY, String.valueOf(System.currentTimeMillis()));
    if (ConfigUtils.getPid() > 0) {
        map.put(Constants.PID_KEY, String.valueOf(ConfigUtils.getPid()));
    }

    // 非泛化服务
    if (!isGeneric()) {
        // 获取版本
        String revision = Version.getVersion(interfaceClass, version);
        if (revision != null && revision.length() > 0) {
            map.put("revision", revision);
        }

        // 获取接口方法列表，并添加到 map 中
        String[] methods = Wrapper.getWrapper(interfaceClass).getMethodNames();
        if (methods.length == 0) {
            map.put("methods", Constants.ANY_VALUE);
        } else {
            map.put("methods", StringUtils.join(new HashSet<String>(Arrays.asList(methods)), ","));
        }
    }
    map.put(Constants.INTERFACE_KEY, interfaceName);
    // 将 ApplicationConfig、ConsumerConfig、ReferenceConfig 等对象的字段信息添加到 map 中
    appendParameters(map, application);
    appendParameters(map, module);
    appendParameters(map, consumer, Constants.DEFAULT_KEY);
    appendParameters(map, this);
    
	// -------------------------------✨ 分割线4 ✨------------------------------
    
    String prefix = StringUtils.getServiceKey(map);
    if (methods != null && !methods.isEmpty()) {
        // 遍历 MethodConfig 列表
        for (MethodConfig method : methods) {
            appendParameters(map, method, method.getName());
            String retryKey = method.getName() + ".retry";
            // 检测 map 是否包含 methodName.retry
            if (map.containsKey(retryKey)) {
                String retryValue = map.remove(retryKey);
                if ("false".equals(retryValue)) {
                    // 添加重试次数配置 methodName.retries
                    map.put(method.getName() + ".retries", "0");
                }
            }
 
            // 添加 MethodConfig 中的“属性”字段到 attributes
            // 比如 onreturn、onthrow、oninvoke 等
            appendAttributes(attributes, method, prefix + "." + method.getName());
            checkAndConvertImplicitConfig(method, map, attributes);
        }
    }
    
	// -------------------------------✨ 分割线5 ✨------------------------------

    // 获取服务消费者 ip 地址
    String hostToRegistry = ConfigUtils.getSystemProperty(Constants.DUBBO_IP_TO_REGISTRY);
    if (hostToRegistry == null || hostToRegistry.length() == 0) {
        hostToRegistry = NetUtils.getLocalHost();
    } else if (isInvalidLocalHost(hostToRegistry)) {
        throw new IllegalArgumentException("Specified invalid registry ip from property..." );
    }
    map.put(Constants.REGISTER_IP_KEY, hostToRegistry);

    // 存储 attributes 到系统上下文中
    StaticContext.getSystemContext().putAll(attributes);

    // 创建代理类
    ref = createProxy(map);

    // 根据服务名，ReferenceConfig，代理类构建 ConsumerModel，
    // 并将 ConsumerModel 存入到 ApplicationModel 中
    ConsumerModel consumerModel = new ConsumerModel(getUniqueServiceName(), this, ref, interfaceClass.getMethods());
    ApplicationModel.initConsumerModel(getUniqueServiceName(), consumerModel);
}

上面的代码很长，做的事情比较多。这里根据代码逻辑，对代码进行了分块，下面我们一起来看一下。

首先是方法开始到分割线1之间的代码。这段代码主要用于检测 ConsumerConfig 实例是否存在，如不存在则创建一个新的实例，然后通过系统变量或 dubbo.properties 配置文件填充 ConsumerConfig 的字段。接着是检测泛化配置，并根据配置设置 interfaceClass 的值。接着来看分割线1到分割线2之间的逻辑。这段逻辑用于从系统属性或配置文件中加载与接口名相对应的配置，并将解析结果赋值给 url 字段。url 字段的作用一般是用于点对点调用。继续向下看，分割线2和分割线3之间的代码用于检测几个核心配置类是否为空，为空则尝试从其他配置类中获取。分割线3与分割线4之间的代码主要用于收集各种配置，并将配置存储到 map 中。分割线4和分割线5之间的代码用于处理 MethodConfig 实例。该实例包含了事件通知配置，比如 onreturn、onthrow、oninvoke 等。分割线5到方法结尾的代码主要用于解析服务消费者 ip，以及调用 createProxy 创建代理对象。关于该方法的详细分析，将会在接下来的章节中展开。

3.2 引用服务

本节我们要从 createProxy 开始看起。从字面意思上来看，createProxy 似乎只是用于创建代理对象的。但实际上并非如此，该方法还会调用其他方法构建以及合并 Invoker 实例。具体细节如下。

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private T createProxy(Map<String, String> map) {
    URL tmpUrl = new URL("temp", "localhost", 0, map);
    final boolean isJvmRefer;
    if (isInjvm() == null) {
        // url 配置被指定，则不做本地引用
        if (url != null && url.length() > 0) {
            isJvmRefer = false;
        // 根据 url 的协议、scope 以及 injvm 等参数检测是否需要本地引用
        // 比如如果用户显式配置了 scope=local，此时 isInjvmRefer 返回 true
        } else if (InjvmProtocol.getInjvmProtocol().isInjvmRefer(tmpUrl)) {
            isJvmRefer = true;
        } else {
            isJvmRefer = false;
        }
    } else {
        // 获取 injvm 配置值
        isJvmRefer = isInjvm().booleanValue();
    }

    // 本地引用
    if (isJvmRefer) {
        // 生成本地引用 URL，协议为 injvm
        URL url = new URL(Constants.LOCAL_PROTOCOL, NetUtils.LOCALHOST, 0, interfaceClass.getName()).addParameters(map);
        // 调用 refer 方法构建 InjvmInvoker 实例
        invoker = refprotocol.refer(interfaceClass, url);
        
    // 远程引用
    } else {
        // url 不为空，表明用户可能想进行点对点调用
        if (url != null && url.length() > 0) {
            // 当需要配置多个 url 时，可用分号进行分割，这里会进行切分
            String[] us = Constants.SEMICOLON_SPLIT_PATTERN.split(url);
            if (us != null && us.length > 0) {
                for (String u : us) {
                    URL url = URL.valueOf(u);
                    if (url.getPath() == null || url.getPath().length() == 0) {
                        // 设置接口全限定名为 url 路径
                        url = url.setPath(interfaceName);
                    }
                    
                    // 检测 url 协议是否为 registry，若是，表明用户想使用指定的注册中心
                    if (Constants.REGISTRY_PROTOCOL.equals(url.getProtocol())) {
                        // 将 map 转换为查询字符串，并作为 refer 参数的值添加到 url 中
                        urls.add(url.addParameterAndEncoded(Constants.REFER_KEY, StringUtils.toQueryString(map)));
                    } else {
                        // 合并 url，移除服务提供者的一些配置（这些配置来源于用户配置的 url 属性），
                        // 比如线程池相关配置。并保留服务提供者的部分配置，比如版本，group，时间戳等
                        // 最后将合并后的配置设置为 url 查询字符串中。
                        urls.add(ClusterUtils.mergeUrl(url, map));
                    }
                }
            }
        } else {
            // 加载注册中心 url
            List<URL> us = loadRegistries(false);
            if (us != null && !us.isEmpty()) {
                for (URL u : us) {
                    URL monitorUrl = loadMonitor(u);
                    if (monitorUrl != null) {
                        map.put(Constants.MONITOR_KEY, URL.encode(monitorUrl.toFullString()));
                    }
                    // 添加 refer 参数到 url 中，并将 url 添加到 urls 中
                    urls.add(u.addParameterAndEncoded(Constants.REFER_KEY, StringUtils.toQueryString(map)));
                }
            }

            // 未配置注册中心，抛出异常
            if (urls.isEmpty()) {
                throw new IllegalStateException("No such any registry to reference...");
            }
        }

        // 单个注册中心或服务提供者(服务直连，下同)
        if (urls.size() == 1) {
            // 调用 RegistryProtocol 的 refer 构建 Invoker 实例
            invoker = refprotocol.refer(interfaceClass, urls.get(0));
            
        // 多个注册中心或多个服务提供者，或者两者混合
        } else {
            List<Invoker<?>> invokers = new ArrayList<Invoker<?>>();
            URL registryURL = null;

            // 获取所有的 Invoker
            for (URL url : urls) {
                // 通过 refprotocol 调用 refer 构建 Invoker，refprotocol 会在运行时
                // 根据 url 协议头加载指定的 Protocol 实例，并调用实例的 refer 方法
                invokers.add(refprotocol.refer(interfaceClass, url));
                if (Constants.REGISTRY_PROTOCOL.equals(url.getProtocol())) {
                    registryURL = url;
                }
            }
            if (registryURL != null) {
                // 如果注册中心链接不为空，则将使用 AvailableCluster
                URL u = registryURL.addParameter(Constants.CLUSTER_KEY, AvailableCluster.NAME);
                // 创建 StaticDirectory 实例，并由 Cluster 对多个 Invoker 进行合并
                invoker = cluster.join(new StaticDirectory(u, invokers));
            } else {
                invoker = cluster.join(new StaticDirectory(invokers));
            }
        }
    }

    Boolean c = check;
    if (c == null && consumer != null) {
        c = consumer.isCheck();
    }
    if (c == null) {
        c = true;
    }
    
    // invoker 可用性检查
    if (c && !invoker.isAvailable()) {
        throw new IllegalStateException("No provider available for the service...");
    }

    // 生成代理类
    return (T) proxyFactory.getProxy(invoker);
}

上面代码很多，不过逻辑比较清晰。首先根据配置检查是否为本地调用，若是，则调用 InjvmProtocol 的 refer 方法生成 InjvmInvoker 实例。若不是，则读取直连配置项，或注册中心 url，并将读取到的 url 存储到 urls 中。然后根据 urls 元素数量进行后续操作。若 urls 元素数量为1，则直接通过 Protocol 自适应拓展类构建 Invoker 实例接口。若 urls 元素数量大于1，即存在多个注册中心或服务直连 url，此时先根据 url 构建 Invoker。然后再通过 Cluster 合并多个 Invoker，最后调用 ProxyFactory 生成代理类。Invoker 的构建过程以及代理类的过程比较重要，因此接下来将分两小节对这两个过程进行分析。

3.2.1 创建 Invoker

Invoker 是 Dubbo 的核心模型，代表一个可执行体。在服务提供方，Invoker 用于调用服务提供类。在服务消费方，Invoker 用于执行远程调用。Invoker 是由 Protocol 实现类构建而来。Protocol 实现类有很多，本节会分析最常用的两个，分别是 RegistryProtocol 和 DubboProtocol，其他的大家自行分析。下面先来分析 DubboProtocol 的 refer 方法源码。如下：

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public <T> Invoker<T> refer(Class<T> serviceType, URL url) throws RpcException {
    optimizeSerialization(url);
    // 创建 DubboInvoker
    DubboInvoker<T> invoker = new DubboInvoker<T>(serviceType, url, getClients(url), invokers);
    invokers.add(invoker);
    return invoker;
}

上面方法看起来比较简单，不过这里有一个调用需要我们注意一下，即 getClients。这个方法用于获取客户端实例，实例类型为 ExchangeClient。ExchangeClient 实际上并不具备通信能力，它需要基于更底层的客户端实例进行通信。比如 NettyClient、MinaClient 等，默认情况下，Dubbo 使用 NettyClient 进行通信。接下来，我们简单看一下 getClients 方法的逻辑。

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private ExchangeClient[] getClients(URL url) {
    // 是否共享连接
    boolean service_share_connect = false;
  	// 获取连接数，默认为0，表示未配置
    int connections = url.getParameter(Constants.CONNECTIONS_KEY, 0);
    // 如果未配置 connections，则共享连接
    if (connections == 0) {
        service_share_connect = true;
        connections = 1;
    }

    ExchangeClient[] clients = new ExchangeClient[connections];
    for (int i = 0; i < clients.length; i++) {
        if (service_share_connect) {
            // 获取共享客户端
            clients[i] = getSharedClient(url);
        } else {
            // 初始化新的客户端
            clients[i] = initClient(url);
        }
    }
    return clients;
}

这里根据 connections 数量决定是获取共享客户端还是创建新的客户端实例，默认情况下，使用共享客户端实例。getSharedClient 方法中也会调用 initClient 方法，因此下面我们一起看一下这两个方法。

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private ExchangeClient getSharedClient(URL url) {
    String key = url.getAddress();
    // 获取带有“引用计数”功能的 ExchangeClient
    ReferenceCountExchangeClient client = referenceClientMap.get(key);
    if (client != null) {
        if (!client.isClosed()) {
            // 增加引用计数
            client.incrementAndGetCount();
            return client;
        } else {
            referenceClientMap.remove(key);
        }
    }

    locks.putIfAbsent(key, new Object());
    synchronized (locks.get(key)) {
        if (referenceClientMap.containsKey(key)) {
            return referenceClientMap.get(key);
        }

        // 创建 ExchangeClient 客户端
        ExchangeClient exchangeClient = initClient(url);
        // 将 ExchangeClient 实例传给 ReferenceCountExchangeClient，这里使用了装饰模式
        client = new ReferenceCountExchangeClient(exchangeClient, ghostClientMap);
        referenceClientMap.put(key, client);
        ghostClientMap.remove(key);
        locks.remove(key);
        return client;
    }
}

上面方法先访问缓存，若缓存未命中，则通过 initClient 方法创建新的 ExchangeClient 实例，并将该实例传给 ReferenceCountExchangeClient 构造方法创建一个带有引用计数功能的 ExchangeClient 实例。ReferenceCountExchangeClient 内部实现比较简单，就不分析了。下面我们再来看一下 initClient 方法的代码。

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private ExchangeClient initClient(URL url) {

    // 获取客户端类型，默认为 netty
    String str = url.getParameter(Constants.CLIENT_KEY, url.getParameter(Constants.SERVER_KEY, Constants.DEFAULT_REMOTING_CLIENT));

    // 添加编解码和心跳包参数到 url 中
    url = url.addParameter(Constants.CODEC_KEY, DubboCodec.NAME);
    url = url.addParameterIfAbsent(Constants.HEARTBEAT_KEY, String.valueOf(Constants.DEFAULT_HEARTBEAT));

    // 检测客户端类型是否存在，不存在则抛出异常
    if (str != null && str.length() > 0 && !ExtensionLoader.getExtensionLoader(Transporter.class).hasExtension(str)) {
        throw new RpcException("Unsupported client type: ...");
    }

    ExchangeClient client;
    try {
        // 获取 lazy 配置，并根据配置值决定创建的客户端类型
        if (url.getParameter(Constants.LAZY_CONNECT_KEY, false)) {
            // 创建懒加载 ExchangeClient 实例
            client = new LazyConnectExchangeClient(url, requestHandler);
        } else {
            // 创建普通 ExchangeClient 实例
            client = Exchangers.connect(url, requestHandler);
        }
    } catch (RemotingException e) {
        throw new RpcException("Fail to create remoting client for service...");
    }
    return client;
}

initClient 方法首先获取用户配置的客户端类型，默认为 netty。然后检测用户配置的客户端类型是否存在，不存在则抛出异常。最后根据 lazy 配置决定创建什么类型的客户端。这里的 LazyConnectExchangeClient 代码并不是很复杂，该类会在 request 方法被调用时通过 Exchangers 的 connect 方法创建 ExchangeClient 客户端，该类的代码本节就不分析了。下面我们分析一下 Exchangers 的 connect 方法。

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public static ExchangeClient connect(URL url, ExchangeHandler handler) throws RemotingException {
    if (url == null) {
        throw new IllegalArgumentException("url == null");
    }
    if (handler == null) {
        throw new IllegalArgumentException("handler == null");
    }
    url = url.addParameterIfAbsent(Constants.CODEC_KEY, "exchange");
    // 获取 Exchanger 实例，默认为 HeaderExchangeClient
    return getExchanger(url).connect(url, handler);
}

如上，getExchanger 会通过 SPI 加载 HeaderExchangeClient 实例，这个方法比较简单，大家自己看一下吧。接下来分析 HeaderExchangeClient 的实现。

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public ExchangeClient connect(URL url, ExchangeHandler handler) throws RemotingException {
    // 这里包含了多个调用，分别如下：
    // 1. 创建 HeaderExchangeHandler 对象
    // 2. 创建 DecodeHandler 对象
    // 3. 通过 Transporters 构建 Client 实例
    // 4. 创建 HeaderExchangeClient 对象
    return new HeaderExchangeClient(Transporters.connect(url, new DecodeHandler(new HeaderExchangeHandler(handler))), true);
}

这里的调用比较多，我们这里重点看一下 Transporters 的 connect 方法。如下：

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public static Client connect(URL url, ChannelHandler... handlers) throws RemotingException {
    if (url == null) {
        throw new IllegalArgumentException("url == null");
    }
    ChannelHandler handler;
    if (handlers == null || handlers.length == 0) {
        handler = new ChannelHandlerAdapter();
    } else if (handlers.length == 1) {
        handler = handlers[0];
    } else {
        // 如果 handler 数量大于1，则创建一个 ChannelHandler 分发器
        handler = new ChannelHandlerDispatcher(handlers);
    }
    
    // 获取 Transporter 自适应拓展类，并调用 connect 方法生成 Client 实例
    return getTransporter().connect(url, handler);
}

如上，getTransporter 方法返回的是自适应拓展类，该类会在运行时根据客户端类型加载指定的 Transporter 实现类。若用户未配置客户端类型，则默认加载 NettyTransporter，并调用该类的 connect 方法。如下：

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public Client connect(URL url, ChannelHandler listener) throws RemotingException {
    // 创建 NettyClient 对象
    return new NettyClient(url, listener);
}

到这里就不继续跟下去了，在往下就是通过 Netty 提供的 API 构建 Netty 客户端了，大家有兴趣自己看看。到这里，关于 DubboProtocol 的 refer 方法就分析完了。接下来，继续分析 RegistryProtocol 的 refer 方法逻辑。

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public <T> Invoker<T> refer(Class<T> type, URL url) throws RpcException {
    // 取 registry 参数值，并将其设置为协议头
    url = url.setProtocol(url.getParameter(Constants.REGISTRY_KEY, Constants.DEFAULT_REGISTRY)).removeParameter(Constants.REGISTRY_KEY);
    // 获取注册中心实例
    Registry registry = registryFactory.getRegistry(url);
    if (RegistryService.class.equals(type)) {
        return proxyFactory.getInvoker((T) registry, type, url);
    }

    // 将 url 查询字符串转为 Map
    Map<String, String> qs = StringUtils.parseQueryString(url.getParameterAndDecoded(Constants.REFER_KEY));
    // 获取 group 配置
    String group = qs.get(Constants.GROUP_KEY);
    if (group != null && group.length() > 0) {
        if ((Constants.COMMA_SPLIT_PATTERN.split(group)).length > 1
                || "*".equals(group)) {
            // 通过 SPI 加载 MergeableCluster 实例，并调用 doRefer 继续执行服务引用逻辑
            return doRefer(getMergeableCluster(), registry, type, url);
        }
    }
    
    // 调用 doRefer 继续执行服务引用逻辑
    return doRefer(cluster, registry, type, url);
}

上面代码首先为 url 设置协议头，然后根据 url 参数加载注册中心实例。然后获取 group 配置，根据 group 配置决定 doRefer 第一个参数的类型。这里的重点是 doRefer 方法，如下：

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private <T> Invoker<T> doRefer(Cluster cluster, Registry registry, Class<T> type, URL url) {
    // 创建 RegistryDirectory 实例
    RegistryDirectory<T> directory = new RegistryDirectory<T>(type, url);
    // 设置注册中心和协议
    directory.setRegistry(registry);
    directory.setProtocol(protocol);
    Map<String, String> parameters = new HashMap<String, String>(directory.getUrl().getParameters());
    // 生成服务消费者链接
    URL subscribeUrl = new URL(Constants.CONSUMER_PROTOCOL, parameters.remove(Constants.REGISTER_IP_KEY), 0, type.getName(), parameters);

    // 注册服务消费者，在 consumers 目录下新节点
    if (!Constants.ANY_VALUE.equals(url.getServiceInterface())
            && url.getParameter(Constants.REGISTER_KEY, true)) {
        registry.register(subscribeUrl.addParameters(Constants.CATEGORY_KEY, Constants.CONSUMERS_CATEGORY,
                Constants.CHECK_KEY, String.valueOf(false)));
    }

    // 订阅 providers、configurators、routers 等节点数据
    directory.subscribe(subscribeUrl.addParameter(Constants.CATEGORY_KEY,
            Constants.PROVIDERS_CATEGORY
                    + "," + Constants.CONFIGURATORS_CATEGORY
                    + "," + Constants.ROUTERS_CATEGORY));

    // 一个注册中心可能有多个服务提供者，因此这里需要将多个服务提供者合并为一个
    Invoker invoker = cluster.join(directory);
    ProviderConsumerRegTable.registerConsumer(invoker, url, subscribeUrl, directory);
    return invoker;
}

如上，doRefer 方法创建一个 RegistryDirectory 实例，然后生成服务者消费者链接，并向注册中心进行注册。注册完毕后，紧接着订阅 providers、configurators、routers 等节点下的数据。完成订阅后，RegistryDirectory 会收到这几个节点下的子节点信息。由于一个服务可能部署在多台服务器上，这样就会在 providers 产生多个节点，这个时候就需要 Cluster 将多个服务节点合并为一个，并生成一个 Invoker。关于 RegistryDirectory 和 Cluster，本文不打算进行分析，相关分析将会在随后的文章中展开。

3.2.2 创建代理

Invoker 创建完毕后，接下来要做的事情是为服务接口生成代理对象。有了代理对象，即可进行远程调用。代理对象生成的入口方法为 ProxyFactory 的 getProxy，接下来进行分析。

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public <T> T getProxy(Invoker<T> invoker) throws RpcException {
    // 调用重载方法
    return getProxy(invoker, false);
}

public <T> T getProxy(Invoker<T> invoker, boolean generic) throws RpcException {
    Class<?>[] interfaces = null;
    // 获取接口列表
    String config = invoker.getUrl().getParameter("interfaces");
    if (config != null && config.length() > 0) {
        // 切分接口列表
        String[] types = Constants.COMMA_SPLIT_PATTERN.split(config);
        if (types != null && types.length > 0) {
            interfaces = new Class<?>[types.length + 2];
            // 设置服务接口类和 EchoService.class 到 interfaces 中
            interfaces[0] = invoker.getInterface();
            interfaces[1] = EchoService.class;
            for (int i = 0; i < types.length; i++) {
                // 加载接口类
                interfaces[i + 1] = ReflectUtils.forName(types[i]);
            }
        }
    }
    if (interfaces == null) {
        interfaces = new Class<?>[]{invoker.getInterface(), EchoService.class};
    }

    // 为 http 和 hessian 协议提供泛化调用支持，参考 pull request #1827
    if (!invoker.getInterface().equals(GenericService.class) && generic) {
        int len = interfaces.length;
        Class<?>[] temp = interfaces;
        // 创建新的 interfaces 数组
        interfaces = new Class<?>[len + 1];
        System.arraycopy(temp, 0, interfaces, 0, len);
        // 设置 GenericService.class 到数组中
        interfaces[len] = GenericService.class;
    }

    // 调用重载方法
    return getProxy(invoker, interfaces);
}

public abstract <T> T getProxy(Invoker<T> invoker, Class<?>[] types);

如上，上面大段代码都是用来获取 interfaces 数组的，我们继续往下看。getProxy(Invoker, Class<?>[]) 这个方法是一个抽象方法，下面我们到 JavassistProxyFactory 类中看一下该方法的实现代码。

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public <T> T getProxy(Invoker<T> invoker, Class<?>[] interfaces) {
    // 生成 Proxy 子类（Proxy 是抽象类）。并调用 Proxy 子类的 newInstance 方法创建 Proxy 实例
    return (T) Proxy.getProxy(interfaces).newInstance(new InvokerInvocationHandler(invoker));
}

上面代码并不多，首先是通过 Proxy 的 getProxy 方法获取 Proxy 子类，然后创建 InvokerInvocationHandler 对象，并将该对象传给 newInstance 生成 Proxy 实例。InvokerInvocationHandler 实现自 JDK 的 InvocationHandler 接口，具体的用途是拦截接口类调用。该类逻辑比较简单，这里就不分析了。下面我们重点关注一下 Proxy 的 getProxy 方法，如下。

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public static Proxy getProxy(Class<?>... ics) {
    // 调用重载方法
    return getProxy(ClassHelper.getClassLoader(Proxy.class), ics);
}

public static Proxy getProxy(ClassLoader cl, Class<?>... ics) {
    if (ics.length > 65535)
        throw new IllegalArgumentException("interface limit exceeded");

    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    // 遍历接口列表
    for (int i = 0; i < ics.length; i++) {
        String itf = ics[i].getName();
        // 检测类型是否为接口
        if (!ics[i].isInterface())
            throw new RuntimeException(itf + " is not a interface.");

        Class<?> tmp = null;
        try {
            // 重新加载接口类
            tmp = Class.forName(itf, false, cl);
        } catch (ClassNotFoundException e) {
        }

        // 检测接口是否相同，这里 tmp 有可能为空
        if (tmp != ics[i])
            throw new IllegalArgumentException(ics[i] + " is not visible from class loader");

        // 拼接接口全限定名，分隔符为 ;
        sb.append(itf).append(';');
    }

    // 使用拼接后的接口名作为 key
    String key = sb.toString();

    Map<String, Object> cache;
    synchronized (ProxyCacheMap) {
        cache = ProxyCacheMap.get(cl);
        if (cache == null) {
            cache = new HashMap<String, Object>();
            ProxyCacheMap.put(cl, cache);
        }
    }

    Proxy proxy = null;
    synchronized (cache) {
        do {
            // 从缓存中获取 Reference<Proxy> 实例
            Object value = cache.get(key);
            if (value instanceof Reference<?>) {
                proxy = (Proxy) ((Reference<?>) value).get();
                if (proxy != null) {
                    return proxy;
                }
            }

            // 并发控制，保证只有一个线程可以进行后续操作
            if (value == PendingGenerationMarker) {
                try {
                    // 其他线程在此处进行等待
                    cache.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                }
            } else {
                // 放置标志位到缓存中，并跳出 while 循环进行后续操作
                cache.put(key, PendingGenerationMarker);
                break;
            }
        }
        while (true);
    }

    long id = PROXY_CLASS_COUNTER.getAndIncrement();
    String pkg = null;
    ClassGenerator ccp = null, ccm = null;
    try {
        // 创建 ClassGenerator 对象
        ccp = ClassGenerator.newInstance(cl);

        Set<String> worked = new HashSet<String>();
        List<Method> methods = new ArrayList<Method>();

        for (int i = 0; i < ics.length; i++) {
            // 检测接口访问级别是否为 protected 或 privete
            if (!Modifier.isPublic(ics[i].getModifiers())) {
                // 获取接口包名
                String npkg = ics[i].getPackage().getName();
                if (pkg == null) {
                    pkg = npkg;
                } else {
                    if (!pkg.equals(npkg))
                        // 非 public 级别的接口必须在同一个包下，否者抛出异常
                        throw new IllegalArgumentException("non-public interfaces from different packages");
                }
            }
            
            // 添加接口到 ClassGenerator 中
            ccp.addInterface(ics[i]);

            // 遍历接口方法
            for (Method method : ics[i].getMethods()) {
                // 获取方法描述，可理解为方法签名
                String desc = ReflectUtils.getDesc(method);
                // 如果方法描述字符串已在 worked 中，则忽略。考虑这种情况，
                // A 接口和 B 接口中包含一个完全相同的方法
                if (worked.contains(desc))
                    continue;
                worked.add(desc);

                int ix = methods.size();
                // 获取方法返回值类型
                Class<?> rt = method.getReturnType();
                // 获取参数列表
                Class<?>[] pts = method.getParameterTypes();

                // 生成 Object[] args = new Object[1...N]
                StringBuilder code = new StringBuilder("Object[] args = new Object[").append(pts.length).append("];");
                for (int j = 0; j < pts.length; j++)
                    // 生成 args[1...N] = ($w)$1...N;
                    code.append(" args[").append(j).append("] = ($w)$").append(j + 1).append(";");
                // 生成 InvokerHandler 接口的 invoker 方法调用语句，如下：
                // Object ret = handler.invoke(this, methods[1...N], args);
                code.append(" Object ret = handler.invoke(this, methods[" + ix + "], args);");

                // 返回值不为 void
                if (!Void.TYPE.equals(rt))
                    // 生成返回语句，形如 return (java.lang.String) ret;
                    code.append(" return ").append(asArgument(rt, "ret")).append(";");

                methods.add(method);
                // 添加方法名、访问控制符、参数列表、方法代码等信息到 ClassGenerator 中 
                ccp.addMethod(method.getName(), method.getModifiers(), rt, pts, method.getExceptionTypes(), code.toString());
            }
        }

        if (pkg == null)
            pkg = PACKAGE_NAME;

        // 构建接口代理类名称：pkg + ".proxy" + id，比如 org.apache.dubbo.proxy0
        String pcn = pkg + ".proxy" + id;
        ccp.setClassName(pcn);
        ccp.addField("public static java.lang.reflect.Method[] methods;");
        // 生成 private java.lang.reflect.InvocationHandler handler;
        ccp.addField("private " + InvocationHandler.class.getName() + " handler;");

        // 为接口代理类添加带有 InvocationHandler 参数的构造方法，比如：
        // porxy0(java.lang.reflect.InvocationHandler arg0) {
        //     handler=$1;
    	// }
        ccp.addConstructor(Modifier.PUBLIC, new Class<?>[]{InvocationHandler.class}, new Class<?>[0], "handler=$1;");
        // 为接口代理类添加默认构造方法
        ccp.addDefaultConstructor();
        
        // 生成接口代理类
        Class<?> clazz = ccp.toClass();
        clazz.getField("methods").set(null, methods.toArray(new Method[0]));

        // 构建 Proxy 子类名称，比如 Proxy1，Proxy2 等
        String fcn = Proxy.class.getName() + id;
        ccm = ClassGenerator.newInstance(cl);
        ccm.setClassName(fcn);
        ccm.addDefaultConstructor();
        ccm.setSuperClass(Proxy.class);
        // 为 Proxy 的抽象方法 newInstance 生成实现代码，形如：
        // public Object newInstance(java.lang.reflect.InvocationHandler h) { 
        //     return new org.apache.dubbo.proxy0($1);
        // }
        ccm.addMethod("public Object newInstance(" + InvocationHandler.class.getName() + " h){ return new " + pcn + "($1); }");
        // 生成 Proxy 实现类
        Class<?> pc = ccm.toClass();
        // 通过反射创建 Proxy 实例
        proxy = (Proxy) pc.newInstance();
    } catch (RuntimeException e) {
        throw e;
    } catch (Exception e) {
        throw new RuntimeException(e.getMessage(), e);
    } finally {
        if (ccp != null)
            // 释放资源
            ccp.release();
        if (ccm != null)
            ccm.release();
        synchronized (cache) {
            if (proxy == null)
                cache.remove(key);
            else
                // 写缓存
                cache.put(key, new WeakReference<Proxy>(proxy));
            // 唤醒其他等待线程
            cache.notifyAll();
        }
    }
    return proxy;
}

上面代码比较复杂，我们写了大量的注释。大家在阅读这段代码时，要搞清楚 ccp 和 ccm 的用途，不然会被搞晕。ccp 用于为服务接口生成代理类，比如我们有一个 DemoService 接口，这个接口代理类就是由 ccp 生成的。ccm 则是用于为 org.apache.dubbo.common.bytecode.Proxy 抽象类生成子类，主要是实现 Proxy 类的抽象方法。下面以 org.apache.dubbo.demo.DemoService 这个接口为例，来看一下该接口代理类代码大致是怎样的（忽略 EchoService 接口）。

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package org.apache.dubbo.common.bytecode;

public class proxy0 implements org.apache.dubbo.demo.DemoService {

    public static java.lang.reflect.Method[] methods;

    private java.lang.reflect.InvocationHandler handler;

    public proxy0() {
    }

    public proxy0(java.lang.reflect.InvocationHandler arg0) {
        handler = $1;
    }

    public java.lang.String sayHello(java.lang.String arg0) {
        Object[] args = new Object[1];
        args[0] = ($w) $1;
        Object ret = handler.invoke(this, methods[0], args);
        return (java.lang.String) ret;
    }
}

好了，到这里代理类生成逻辑就分析完了。整个过程比较复杂，大家需要耐心看一下。

4.总结

本篇文章对服务引用的过程进行了较为详尽的分析，还有一些逻辑暂时没有分析到，比如 Directory、Cluster。这些接口及实现类功能比较独立，后续会单独成文进行分析。暂时我们可以先把这些类看成黑盒，只要知道这些类的用途即可。关于服务引用过程就分析到这里。

服务字典

服务路由

负载均衡

服务调用过程

参考