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(一)Dubbo源码解析:增强SPI

时间:2023-08-21 15:04:23浏览次数:41  
标签:Dubbo 缓存 实例 代码 SPI 源码 所示 方法 class

〇、前言

在Dubbo的架构设计中,如何可以通过“类插拔”的方式,对其功能进行灵活的扩展或者削弱,那么,SPI起到了极其关键的作用。本篇文章作为分析Dubbo源码的第一篇文章,我们先暂时放下“服务注册发布流程”、“服务启动流程”、“请求处理流程”……这些功能代码的探索,我们先从最基本的一个问题着手,即:Dubbo的增强SPI是如何实现的,只有搞懂了这个问题,我们后续再看其他功能代码的时候,才会更加游刃有余、畅快无阻~

一、整体时序图

在介绍具体源码详情之前,先将动态获得AdaptiveExtensionExtension的整体时序图给大家展示出来,通过下图,大家会对其处理过程有一个大致的了解,时序图如下所示:

二、源码详解

首先,作为源码解析的入口,我们来看一下Provider端如何通过调用dubbo的API方式来使用dubbo注册自己的服务的,代码如下所示:

在上图的代码中,我们可以看到,当我们获得了ServiceConfig实例对象之后,通过一系列的赋值操作,最终通过调用它的export()方法,就实现了服务接口的注册/暴露操作了;那么,我们第一个需要关心的点就是上图红框部分,即:通过new ServiceConfig()创建ServiceConfig实例。在创建的过程中,首先会执行静态全局变量的初始化操作,即:下图红框的变量创建代码,而这部分就是增强SPI代码部分

2.1> ExtensionLoader.getExtensionLoader(Protocol.class)

首先,我们来解析一下ExtensionLoader类的getExtensionLoader(Class<T> type)方法,该方法的入参type一定要满足非空接口类型并且使用@SPI注解。那么最初EXTENSION_INSTANCES是空的ConcurrentHashMap。所以,需要创建ExtensionLoader并缓存到EXTENSION_INSTANCES中。

由于入参的type=Protocol.class,所以我们再来看一下new ExtensionLoader(Protocol.class)构造器方法,在其构造方法的内部,我们还需要针对objectFactory进行赋值操作,即:需要调用ExtensionLoader.getExtensionLoader(ExtensionFactory.class).getAdaptiveExtension()来获取ExtensionFactory的适配器扩展实例

当我们调用getExtensionLoader(ExtensionFactory.class)时,EXTENSION_INSTANCES中依然为空。所以,会以type=ExtensionFactory.class为入参再次调用ExtensionLoader的构造方法,那么此时入参的type等于ExtensionFactory.class,满足type == ExtensionFactory.class ? null:...,所以objectFactory=null

2.2> getAdaptiveExtension()从缓存中获取适配器扩展实例

由于在ExtensionLoader.getExtensionLoader(Protocol.class).getAdaptiveExtension()内部逻辑中,调用了ExtensionLoader.getExtensionLoader(ExtensionFactory.class).getAdaptiveExtension。所以,此处调用的getAdaptiveExtension()type=ExtensionFactory.class的方法。

在该方法内部,通过Double Check的方式对instance是否为null进行了双验证,如果依然为空,我们就可以通过createAdaptiveExtension()方法来创建适配器的扩展对象了。代码如下红框所示:

2.3> createAdaptiveExtension()用于创建适配器扩展实例

createAdaptiveExtension()方法中,代码比较简单,就一行代码,但是却做了两件大事:

事件1】通过**getAdaptiveExtensionClass()来获得适配器扩展类,并通过newInstance方法创建实例对象;<br> 【事件2】通过injectExtension(...)**方法,对扩展点之间的依赖执行自动注入操作。

这两个事件,请见下图中两个红框所示:

2.3.1> getAdaptiveExtensionClass()

该方法的主要作用是:获得适配器扩展类Class对象。方法内部涉及两部分内容:

首先加载并缓存拓展类,如果找到了cachedAdaptiveClass,则进行返回。<br> 【其次】如果没找到,则通过代码来组装源码,并通过Compiler编译生成Class;

上面介绍的处理步骤,请见下图中三个红框所示:

2.3.1.1> getExtensionClasses()加载指定文件名的SPI接口类

如果缓存cachedClasses中已存在,则返回。如果不存在,调用loadExtensionClasses()方法获得加载拓展类,并缓存到cachedClasses

我们来看一下**loadExtensionClasses()**方法如何进行类加载的

在方法cacheDefaultExtensionName()中,会通过3步骤,针对给@SPI配置了value值缓存到cachedDefaultName中。

步骤1】获得type类上的@SPI注解defaultAnnotation;<br> 【步骤2】如果defaultAnnotation不为空的话,则获得注解配置的value值;<br> 【步骤3】将value值缓存到cachedDefaultName中,供后续使用;

上面介绍的处理步骤,请见下图中三个红框所示:

看完cacheDefaultExtensionName方法后,我们再将视野转移到loadDirectory()方法上,该方法是用于加载fileName文件,并解析其中所配置的内容的,由于在SPI的配置文件中,都是以key和value配置的,所以,最终也会将其读取到内存中:

file

loadResource()方法用于解析fileName文件中的内容,该方法内主要是去取每行配置,然后通过配置文件中的等号(“=”)来分割出key和value,即:

key】等号的左侧;<br> 【value】等号的右侧;

分割出来后,再通过loadClass来加载value中所配置的Class名称列表,代码如下所示:

loadClass()用于解析并且缓存cachedAdaptiveClasscachedWrapperClassescachedActivatescachedNamesextensionClasses,具体逻辑如下所示:

步骤1】如果入参clazz使用了@Adaptive注解,则将这个clazz缓存到cachedAdaptiveClass中;<br> 【步骤2】如果入参clazz是一个Wrapper类(即:存在入参为clazz的构造方法),则将这个clazz缓存到cachedWrapperClasses中;<br> 【步骤3】通过逗号分割value值,即:获得配置文件中的扩展类Class名称数组names;<br> 【步骤4】将names中的类,使用了@Activate注解的类,都缓存到cachedActivates中;<br> 【步骤5】遍历names数组,将name缓存到cachedNames中;<br> 【步骤6】将name和clazz缓存到extensionClasses中;

此处大家需要注意的是,只需要将被缓存的这些缓存名称有个印象即可,先不用着急缓存后要去做什么事情,到后面的解析部分,面纱也会慢慢的撤下,上面步骤相关代码,如下红框所示:

2.3.1.2> createAdaptiveExtensionClass()

分析完上面的代码之后,我们再来回到2.3.1章节的代码部分,如下所示:

我们已经分析完getExtensionClasses()方法了,下面假设如果SPI没有配置Adaptive类,即:cachedAdaptiveClass等于null,则会执行createAdaptiveExtensionClass()方法来通过程序拼装Adaptive源码,然后默认通过JavassistCompiler将适配器源码编译为Class对象。下面我们就来看一下createAdaptiveExtensionClass()方法的具体处理流程。

在该方法中,首先通过调用generate()方法,来获得java源代码(String code),这个就是我们前文提过的——通过程序拼装Adaptive源码,具体拼装过程如下所述:

public String generate() {
    if (!hasAdaptiveMethod()) {
        throw new IllegalStateException("No adaptive method exist on extension " + type.getName() + ", refuse to create the adaptive class!");
    }
    StringBuilder code = new StringBuilder();
    code.append(generatePackageInfo()); //【拼装包路径】"package %s;\n"
    code.append(generateImports()); //【拼装类引用】"import %s;\n"
    code.append(generateClassDeclaration()); //【拼装类声明】"public class %s$Adaptive implements %s {\n"
    Method[] methods = type.getMethods();
    for (Method method : methods) {
        code.append(generateMethod(method)); //【拼装方法】"public %s %s(%s) %s {\n%s}\n"
    }
    code.append('}');
    return code.toString(); // 返回拼装后的java源代码
}

获得了拼装好的java源代码code之后,通过AdaptiveCompiler来对java源代码进行编译,生成Class类型的实例对象,如下所示:

我们可以看到,获得Compiler也是通过getAdaptiveExtension()方法获得的,如下所示:

Compiler compiler = ExtensionLoader.getExtensionLoader(org.apache.dubbo.common.compiler.Compiler.class).getAdaptiveExtension();

但是由于Compiler配置了适配器类AdaptiveCompiler(见下图),所以,它不需要通过拼装源码的方式获得适配器类。而是直接返回AdaptiveCompiler类。

2.3.1.3> AdaptiveCompiler.compile()

接下来,我们来看一下,调用了AdaptiveCompilercompile方法的处理流程,其中主要是执行两个步骤:

步骤1】首先,通过Dubbo的增强SPI,获得默认扩展compiler实例对象;<br> 【步骤2】然后调用compiler的compile(...)方法对java源代码code进行编译操作;

代码如下所示:

由于@SPI指定value=“javassist”,所以在执行cacheDefaultExtensionName()方法的时候,cachedDefaultName会被赋值为“javassist”。然后通过name=“javassist”找到缓存过的扩展类loader为JavassistCompiler,那么我们调用的就是JavassistCompilergetDefaultExtension()方法了,如下所示:

2.3.1.4> getExtension(...)

getExtension(...)方法中,首先试图去holder中查询是否之前已经创建好了入参name的实例对象。由于我们是第一次运行这个方法,所以自然而然我们从holder中获得的就是null对象了,那么此时我们需要做两个事情:

步骤1】创建入参name的扩展类实例对象instance;<br> 【步骤2】将instance维护到holder中,这样如果再想要获得该实例,就可以直接从holder中获取到了。

那么其中比价复杂的就是负责创建instance实例对象的方法createExtension(name)了,如下图红框所示:

通过name=“javassist”从cachedClasses中加载到对应的clazz=org.apache.dubbo.common.compiler.support.JavassistCompiler,因为JavassistCompiler并没有缓存到EXTENSION_INSTANCES中,所以需要调用clazz.newInstance()来创建实例,并缓存到EXTENSION_INSTANCES中去,如下所示:

如上所述,我们就介绍完JavassistCompiler实例的构造过程了**。所以,我们再将视野拉回来,看一下compiler.compile(code, classLoader)这段代码,其中,compiler实例对象,其实就是JavassistCompiler**实例,如下所示

那么在compile(...)方法中,实际调用的是其父类AbstractCompiler类的compile(...)方法,该方法虽然代码看似很多,但是核心代码其实知识在通过Class.forName来生成Class实例对象这行代码上。如下红框所示:

2.3.2> newInstance()

为什么此处要单单把newInstance()拿出来讲呢?其实醉翁之意不在酒,还记得我们在2.1章节介绍过关于ExtensionFactoy获取AdaptiveExtension的代码吗?为了便于大家回忆,如下红框所示:

那么,当我们针对ExtensionFactoy来调用newInstance()方法时,会执行AdaptiveExtensionFactory的构造方法,该方法内部获得了关于ExtensionFactory类型的的扩展类加载类loader,然后通过调用getSupportedExtensions()方法,获得了“spi”和“spring”。后续我们就可以以spispring为key,将org.apache.dubbo.common.extension.ExtensionFactory文件中配置的SpiExtensionFactorySpringExtensionFactory创建出扩展工厂实例来:

然后,将SpiExtensionFactorySpringExtensionFactory实例对象保存到factories中,用于后续调用ExtensionFactory.getExtension(...)方法的时候,通过遍历factories,再调用factories.getExtension(type, name)来获得对应的扩展类,代码如下所示:

2.3.3> injectExtension()

通过该方法我们就可以实现扩展类的注入操作了。代码量其实不多,主要逻辑就是通过遍历instance实例的每一个setter方法,过滤掉“不符合”的方法。如果setter方法的入参是一个扩展类,那么就通过objectFactory.getExtension(pt, property)方法获得扩展类对象,并通过反射注入到相应的方法中去,代码&注释如下图所示:

今天的文章内容就这些了:

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标签:Dubbo,缓存,实例,代码,SPI,源码,所示,方法,class
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