Dubbo SPI 概述

Dubbo 通过 SPI 机制提供了非常灵活的可扩展性

扩展设计理念

可扩展性是任何一个系统所追求的，对于 Dubbo 来说是同样适用。

什么是可扩展性

可扩展性是一种设计理念，代表了我们对未来的一种预想，我们希望在现有的架构或设计基础上，当未来某些方面发生变化的时候，我们能够以最小的改动来适应这种变化。

可扩展性的优点

可扩展性的优点主要表现模块之间解耦，它符合开闭原则，对扩展开放，对修改关闭。当系统增加新功能时，不需要对现有系统的结构和代码进行修改，仅仅新增一个扩展即可。

扩展实现方式

一般来说，系统会采用 Factory、IoC、OSGI 等方式管理扩展(插件)生命周期。考虑到 Dubbo 的适用面，不想强依赖 Spring 等 IoC 容器。 而自己造一个小的 IoC 容器，也觉得有点过度设计，所以选择最简单的 Factory 方式管理扩展(插件)。在 Dubbo 中，所有内部实现和第三方实现都是平等的。

Dubbo 中的可扩展性

  • 平等对待第三方的实现。在 Dubbo 中，所有内部实现和第三方实现都是平等的，用户可以基于自身业务需求，替换 Dubbo 提供的原生实现。
  • 每个扩展点只封装一个变化因子，最大化复用。每个扩展点的实现者，往往都只是关心一件事。如果用户有需求需要进行扩展，那么只需要对其关注的扩展点进行扩展就好，极大的减少用户的工作量。

Dubbo 扩展的特性

Dubbo 中的扩展能力是从 JDK 标准的 SPI 扩展点发现机制加强而来，它改进了 JDK 标准的 SPI 以下问题：

  • JDK 标准的 SPI 会一次性实例化扩展点所有实现，如果有扩展实现初始化很耗时，但如果没用上也加载，会很浪费资源。
  • 如果扩展点加载失败，连扩展点的名称都拿不到了。比如：JDK 标准的 ScriptEngine，通过 getName() 获取脚本类型的名称，但如果 RubyScriptEngine 因为所依赖的 jruby.jar 不存在，导致 RubyScriptEngine 类加载失败，这个失败原因被吃掉了，和 ruby 对应不起来，当用户执行 ruby 脚本时，会报不支持 ruby，而不是真正失败的原因。

用户能够基于 Dubbo 提供的扩展能力，很方便基于自身需求扩展其他协议、过滤器、路由等。下面介绍下 Dubbo 扩展能力的特性。

  • 按需加载。Dubbo 的扩展能力不会一次性实例化所有实现，而是用那个扩展类则实例化那个扩展类，减少资源浪费。
  • 增加扩展类的 IOC 能力。Dubbo 的扩展能力并不仅仅只是发现扩展服务实现类，而是在此基础上更进一步，如果该扩展类的属性依赖其他对象，则 Dubbo 会自动的完成该依赖对象的注入功能。
  • 增加扩展类的 AOP 能力。Dubbo 扩展能力会自动的发现扩展类的包装类，完成包装类的构造，增强扩展类的功能。
  • 具备动态选择扩展实现的能力。Dubbo 扩展会基于参数，在运行时动态选择对应的扩展类，提高了 Dubbo 的扩展能力。
  • 可以对扩展实现进行排序。能够基于用户需求，指定扩展实现的执行顺序。
  • 提供扩展点的 Adaptive 能力。该能力可以使的一些扩展类在 consumer 端生效，一些扩展类在 provider 端生效。

从 Dubbo 扩展的设计目标可以看出，Dubbo 实现的一些例如动态选择扩展实现、IOC、AOP 等特性，能够为用户提供非常灵活的扩展能力。

Dubbo 扩展加载流程

Dubbo 加载扩展的整个流程如下：

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

主要步骤为 4 个：

  • 读取并解析配置文件
  • 缓存所有扩展实现
  • 基于用户执行的扩展名，实例化对应的扩展实现
  • 进行扩展实例属性的 IOC 注入以及实例化扩展的包装类，实现 AOP 特性

如何使用 Dubbo 扩展能力进行扩展

下面以扩展协议为例进行说明如何利用 Dubbo 提供的扩展能力扩展 Triple 协议。

(1) 在协议的实现 jar 包内放置文本文件：META-INF/dubbo/org.apache.dubbo.remoting.api.WireProtocol

  1. tri=org.apache.dubbo.rpc.protocol.tri.TripleHttp2Protocol

(2) 实现类内容

  1. @Activate
  2. public class TripleHttp2Protocol extends Http2WireProtocol {
  3.     // ...
  4. }

说明下：Http2WireProtocol 实现了 WireProtocol 接口

(3) Dubbo 配置模块中，扩展点均有对应配置属性或标签，通过配置指定使用哪个扩展实现。比如：

  1. <dubbo:protocol name="tri" />

从上面的扩展步骤可以看出，用户基本在黑盒下就完成了扩展。

Dubbo 扩展的应用

Dubbo 的扩展能力非常灵活，在自身功能的实现上无处不在。

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

Dubbo 扩展能力使得 Dubbo 项目很方便的切分成一个一个的子模块，实现热插拔特性。用户完全可以基于自身需求，替换 Dubbo 原生实现，来满足自身业务需求。

使用场景

  • 如果你需要自定义负载均衡策略，你可以使用 Dubbo 扩展能力。
  • 如果你需要实现自定义的注册中心，你可以使用 Dubbo 扩展能力。
  • 如果你需要实现自定义的过滤器，你可以使用 Dubbo 扩展能力。

Dubbo 扩展平等的对待内部实现和第三方实现。更多使用场景，参见 SPI 扩展实现

最后修改 December 16, 2022: Fix check (#1736) (97972c1)