1. Dubbo的擴展機制

在Dubbo的官網上，Dubbo描述自己是一個高性能的RPC框架。今天我想聊聊Dubbo的另一個很棒的特性, 就是它的可擴展性。 如同羅馬不是一天建成的，任何系統都一定是從小系統不斷發展成為大系統的，想要從一開始就把系統設計的足夠完善是不可能的，相反的，我們應該關註當下的需求，然後再不斷地對系統進行叠代。在代碼層面，要求我們適當的對關註點進行抽象和隔離，在軟件不斷添加功能和特性時，依然能保持良好的結構和可維護性，同時允許第三方開發者對其功能進行擴展。在某些時候，軟件設計者對擴展性的追求甚至超過了性能。

1. 作為框架的維護者，在添加一個新功能時，只需要添加一些新代碼，而不用大量的修改現有的代碼，即符合開閉原則。

2. 作為框架的使用者，在添加一個新功能時，不需要去修改框架的源碼，在自己的工程中添加代碼即可。
   Dubbo很好的做到了上面兩點。這要得益於Dubbo的微內核+插件的機制。接下來的章節中我們會慢慢揭開Dubbo擴展機制的神秘面紗。

2. 可擴展的幾種解決方案

通常可擴展的實現有下面幾種:

• Factory模式

• IoC容器

• OSGI容器
  Dubbo作為一個框架，不希望強依賴其他的IoC容器，比如Spring，Guice。OSGI也是一個很重的實現，不適合Dubbo。最終Dubbo的實現參考了Java原生的SPI機制，但對其進行了一些擴展，以滿足Dubbo的需求。

3. Java SPI機制

既然Dubbo的擴展機制是基於Java原生的SPI機制，那麽我們就先來了解下Java SPI吧。了解了Java的SPI，也就是對Dubbo的擴展機制有一個基本的了解。如果對Java SPI比較了解的同學，可以跳過。
Java SPI(Service Provider Interface)是JDK內置的一種動態加載擴展點的實現。在ClassPath的META-INF/services目錄下放置一個與接口同名的文本文件，文件的內容為接口的實現類，多個實現類用換行符分隔。JDK中使用java.util.ServiceLoader來加載具體的實現。 讓我們通過一個簡單的例子，來看看Java SPI是如何工作的。

1. 定義一個接口IRepository用於實現數據儲存

2. interface IRepository { void save(String data); }

3. 提供IRepository的實現 IRepository有兩個實現。MysqlRepository和MongoRepository。

4. class MysqlRepository implements IRepository { public void save(String data) { System.out.println("Save " + data + " to Mysql"); } }

public class MongoRepository implements IRepository { public void save(String data) { System.out.println("Save " + data + " to Mongo"); } }

1. 添加配置文件 在META-INF/services目錄添加一個文件，文件名和接口全名稱相同，所以文件是META-INF/services/com.demo.IRepository。文件內容為:
   com.demo.MongoRepository com.demo.MysqlRepository

2. 通過ServiceLoader加載IRepository實現
   ServiceLoader serviceLoader = ServiceLoader.load(IRepository.class); Iterator it = serviceLoader.iterator(); while (it != null && it.hasNext()){ IRepository demoService = it.next(); System.out.println("class:" + demoService.getClass().getName()); demoService.save("tom"); }

在上面的例子中，我們定義了一個擴展點和它的兩個實現。在ClassPath中添加了擴展的配置文件，最後使用ServiceLoader來加載所有的擴展點。

4. Dubbo的SPI機制

Java SPI的使用很簡單。也做到了基本的加載擴展點的功能。但Java SPI有以下的不足:

• 需要遍歷所有的實現，並實例化，然後我們在循環中才能找到我們需要的實現。

• 配置文件中只是簡單的列出了所有的擴展實現，而沒有給他們命名。導致在程序中很難去準確的引用它們。

• 擴展如果依賴其他的擴展，做不到自動註入和裝配

• 不提供類似於Spring的AOP功能

• 擴展很難和其他的框架集成，比如擴展裏面依賴了一個Spring bean，原生的Java SPI不支持
  所以Java SPI應付一些簡單的場景是可以的，但對於Dubbo，它的功能還是比較弱的。Dubbo對原生SPI機制進行了一些擴展。接下來，我們就更深入地了解下Dubbo的SPI機制。

5. Dubbo擴展點機制基本概念

在深入學習Dubbo的擴展機制之前，我們先明確Dubbo SPI中的一些基本概念。在接下來的內容中，我們會多次用到這些術語。

1. 擴展點(Extension Point)
   是一個Java的接口。

2. 擴展(Extension)
   擴展點的實現類。

3. 擴展實例(Extension Instance)
   擴展點實現類的實例。

4. 擴展自適應實例(Extension Adaptive Instance)
   第一次接觸這個概念時，可能不太好理解(我第一次也是這樣的...)。如果稱它為擴展代理類，可能更好理解些。擴展的自適應實例其實就是一個Extension的代理，它實現了擴展點接口。在調用擴展點的接口方法時，會根據實際的參數來決定要使用哪個擴展。比如一個IRepository的擴展點，有一個save方法。有兩個實現MysqlRepository和MongoRepository。IRepository的自適應實例在調用接口方法的時候，會根據save方法中的參數，來決定要調用哪個IRepository的實現。如果方法參數中有repository=mysql，那麽就調用MysqlRepository的save方法。如果repository=mongo，就調用MongoRepository的save方法。和面向對象的延遲綁定很類似。為什麽Dubbo會引入擴展自適應實例的概念呢？

• Dubbo中的配置有兩種，一種是固定的系統級別的配置，在Dubbo啟動之後就不會再改了。還有一種是運行時的配置，可能對於每一次的RPC，這些配置都不同。比如在xml文件中配置了超時時間是10秒鐘，這個配置在Dubbo啟動之後，就不會改變了。但針對某一次的RPC調用，可以設置它的超時時間是30秒鐘，以覆蓋系統級別的配置。對於Dubbo而言，每一次的RPC調用的參數都是未知的。只有在運行時，根據這些參數才能做出正確的決定。

• 很多時候，我們的類都是一個單例的，比如Spring的bean，在Spring bean都實例化時，如果它依賴某個擴展點，但是在bean實例化時，是不知道究竟該使用哪個具體的擴展實現的。這時候就需要一個代理模式了，它實現了擴展點接口，方法內部可以根據運行時參數，動態的選擇合適的擴展實現。而這個代理就是自適應實例。 自適應擴展實例在Dubbo中的使用非常廣泛，Dubbo中，每一個擴展都會有一個自適應類，如果我們沒有提供，Dubbo會使用字節碼工具為我們自動生成一個。所以我們基本感覺不到自適應類的存在。後面會有例子說明自適應類是怎麽工作的。

5. @SPI
   @SPI註解作用於擴展點的接口上，表明該接口是一個擴展點。可以被Dubbo的ExtentionLoader加載。如果沒有此ExtensionLoader調用會異常。

6. @Adaptive
   @Adaptive註解用在擴展接口的方法上。表示該方法是一個自適應方法。Dubbo在為擴展點生成自適應實例時，如果方法有@Adaptive註解，會為該方法生成對應的代碼。方法內部會根據方法的參數，來決定使用哪個擴展。

7. ExtentionLoader
   類似於Java SPI的ServiceLoader，負責擴展的加載和生命周期維護。

8. 擴展別名
   和Java SPI不同，Dubbo中的擴展都有一個別名，用於在應用中引用它們。比如

random=com.alibaba.dubbo.rpc.cluster.loadbalance.RandomLoadBalance roundrobin=com.alibaba.dubbo.rpc.cluster.loadbalance.RoundRobinLoadBalance
其中的random，roundrobin就是對應擴展的別名。這樣我們在配置文件中使用random或roundrobin就可以了。

1. 一些路徑
   和Java SPI從/META-INF/services目錄加載擴展配置類似，Dubbo也會從以下路徑去加載擴展配置文件:

• META-INF/dubbo/internal

• META-INF/dubbo

• META-INF/services

6. Dubbo的LoadBalance擴展點解讀

在了解了Dubbo的一些基本概念後，讓我們一起來看一個Dubbo中實際的擴展點，對這些概念有一個更直觀的認識。
我們選擇的是Dubbo中的LoadBalance擴展點。Dubbo中的一個服務，通常有多個Provider，consumer調用服務時，需要在多個Provider中選擇一個。這就是一個LoadBalance。我們一起來看看在Dubbo中，LoadBalance是如何成為一個擴展點的。

1. LoadBalance接口
   @SPI(RandomLoadBalance.NAME) public interface LoadBalance { @Adaptive("loadbalance") Invoker select(List> invokers, URL url, Invocation invocation) throws RpcException; }

LoadBalance接口只有一個select方法。select方法從多個invoker中選擇其中一個。上面代碼中和Dubbo SPI相關的元素有:

• @SPI(RandomLoadBalance.NAME) @SPI作用於LoadBalance接口，表示接口LoadBalance是一個擴展點。如果沒有@SPI註解，試圖去加載擴展時，會拋出異常。@SPI註解有一個參數，該參數表示該擴展點的默認實現的別名。如果沒有顯示的指定擴展，就使用默認實現。RandomLoadBalance.NAME是一個常量，值是"random"，是一個隨機負載均衡的實現。 random的定義在配置文件META-INF/dubbo/internal/com.alibaba.dubbo.rpc.cluster.LoadBalance中:
  random=com.alibaba.dubbo.rpc.cluster.loadbalance.RandomLoadBalance roundrobin=com.alibaba.dubbo.rpc.cluster.loadbalance.RoundRobinLoadBalance leastactive=com.alibaba.dubbo.rpc.cluster.loadbalance.LeastActiveLoadBalance consistenthash=com.alibaba.dubbo.rpc.cluster.loadbalance.ConsistentHashLoadBalance

可以看到文件中定義了4個LoadBalance的擴展實現。由於負載均衡的實現不是本次的內容，這裏就不過多說明。只用知道Dubbo提供了4種負載均衡的實現，我們可以通過xml文件，properties文件，JVM參數顯式的指定一個實現。如果沒有，默認使用隨機。

• @Adaptive("loadbalance") @Adaptive註解修飾select方法，表明方法select方法是一個可自適應的方法。Dubbo會自動生成該方法對應的代碼。當調用select方法時，會根據具體的方法參數來決定調用哪個擴展實現的select方法。@Adaptive註解的參數loadbalance表示方法參數中的loadbalance的值作為實際要調用的擴展實例。 但奇怪的是，我們發現select的方法中並沒有loadbalance參數，那怎麽獲取loadbalance的值呢？select方法中還有一個URL類型的參數，Dubbo就是從URL中獲取loadbalance的值的。這裏涉及到Dubbo的URL總線模式，簡單說，URL中包含了RPC調用中的所有參數。URL類中有一個Map parameters字段，parameters中就包含了loadbalance。

1. 獲取LoadBalance擴展
   Dubbo中獲取LoadBalance的代碼如下:

LoadBalance lb = ExtensionLoader.getExtensionLoader(LoadBalance.class).getExtension(loadbalanceName);
使用ExtensionLoader.getExtensionLoader(LoadBalance.class)方法獲取一個ExtensionLoader的實例，然後調用getExtension，傳入一個擴展的別名來獲取對應的擴展實例。

7. 自定義一個LoadBalance擴展

本節中，我們通過一個簡單的例子，來自己實現一個LoadBalance，並把它集成到Dubbo中。我會列出一些關鍵的步驟和代碼，也可以從這個地址(https://github.com/vangoleo/dubbo-spi-demo)下載完整的demo。

1. 實現LoadBalance接口
   首先，編寫一個自己實現的LoadBalance，因為是為了演示Dubbo的擴展機制，而不是LoadBalance的實現，所以這裏LoadBalance的實現非常簡單，選擇第一個invoker，並在控制臺輸出一條日誌。

package com.dubbo.spi.demo.consumer; public class DemoLoadBalance implements LoadBalance { @Override public Invoker select(List> invokers, URL url, Invocation invocation) throws RpcException { System.out.println("DemoLoadBalance: Select the first invoker..."); return invokers.get(0); } }

1. 添加擴展配置文件
   添加文件:META-INF/dubbo/com.alibaba.dubbo.rpc.cluster.LoadBalance。文件內容如下:

demo=com.dubbo.spi.demo.consumer.DemoLoadBalance

1. 配置使用自定義LoadBalance
   通過上面的兩步，已經添加了一個名字為demo的LoadBalance實現，並在配置文件中進行了相應的配置。接下來，需要顯式的告訴Dubbo使用demo的負載均衡實現。如果是通過spring的方式使用Dubbo，可以在xml文件中進行設置。

在consumer端的dubbo:reference中配置

1. 啟動Dubbo
   啟動Dubbo，調用一次IHelloService，可以看到控制臺會輸出一條DemoLoadBalance: Select the first invoker...日誌。說明Dubbo的確是使用了我們自定義的LoadBalance。

總結

到此，我們從Java SPI開始，了解了Dubbo SPI 的基本概念，並結合了Dubbo中的LoadBalance加深了理解。最後，我們還實踐了一下，創建了一個自定義LoadBalance，並集成到Dubbo中。相信通過這裏理論和實踐的結合，大家對Dubbo的可擴展有更深入的理解。

總結一下，Dubbo SPI有以下的特點:

? 對Dubbo進行擴展，不需要改動Dubbo的源碼
? 自定義的Dubbo的擴展點實現，是一個普通的Java類，Dubbo沒有引入任何Dubbo特有的元素，對代碼侵入性幾乎為零。
? 將擴展註冊到Dubbo中，只需要在ClassPath中添加配置文件。使用簡單。而且不會對現有代碼造成影響。符合開閉原則。
? Dubbo的擴展機制支持IoC,AoP等高級功能
? Dubbo的擴展機制能很好的支持第三方IoC容器，默認支持Spring Bean，可自己擴展來支持其他容器，比如Google的Guice。
? 切換擴展點的實現，只需要在配置文件中修改具體的實現，不需要改代碼。使用方便。

原文鏈接

聊聊Dubbo - Dubbo可擴展機制實戰