Dubbo的容错机制原理
本文是基于 apache dubbo 2.7.0 版本的源码和参考官网的集群章节而成。
为了避免单点故障,现在的应用通常至少会部署在两台服务器上。对于一些负载比较高的服务,会部署更多的服务器。这样,在同一环境下的服务提供者数量会大于1。对于服务消费者来说,同一环境下出现了多个服务提供者。这时会出现一个问题,服务消费者需要决定选择哪个服务提供者进行调用。另外服务调用失败时的处理措施也是需要考虑的,是重试呢,还是抛出异常,亦或是只打印异常等。为了处理这些问题,Dubbo 定义了集群接口 Cluster 以及 Cluster Invoker。集群 Cluster 用途是将多个服务提供者合并为一个 Cluster Invoker,并将这个 Invoker 暴露给服务消费者。这样一来,服务消费者只需通过这个 Invoker 进行远程调用即可,至于具体调用哪个服务提供者,以及调用失败后如何处理等问题,现在都交给集群模块去处理。集群模块是服务提供者和服务消费者的中间层,为服务消费者屏蔽了服务提供者的情况,这样服务消费者就可以专心处理远程调用相关事宜。比如发请求,接受服务提供者返回的数据等。这就是集群的作用。
一 选择集群容错方式
集群容错机制是交由 org.apache.dubbo.rpc.cluster.Cluster 接口的子类处理,为了清楚该接口有哪些扩展类,不妨打开该类的 Dubbo SPI 配置文件(扩展点的全限定名)一观:
mock=org.apache.dubbo.rpc.cluster.support.wrapper.MockClusterWrapper
failover=org.apache.dubbo.rpc.cluster.support.FailoverCluster
failfast=org.apache.dubbo.rpc.cluster.support.FailfastCluster
failsafe=org.apache.dubbo.rpc.cluster.support.FailsafeCluster
failback=org.apache.dubbo.rpc.cluster.support.FailbackCluster
forking=org.apache.dubbo.rpc.cluster.support.ForkingCluster
available=org.apache.dubbo.rpc.cluster.support.AvailableCluster
mergeable=org.apache.dubbo.rpc.cluster.support.MergeableCluster
broadcast=org.apache.dubbo.rpc.cluster.support.BroadcastCluster
registryaware=org.apache.dubbo.rpc.cluster.support.RegistryAwareCluster
理论上来说,Dubbo 的集群容错机制就有以上 10 种,且还可从 Cluster
接口上的 @SPI
可知,其默认的扩展类为 FailoverCluster
。
@SPI(FailoverCluster.NAME)
public interface Cluster {@Adaptive<T> Invoker<T> join(Directory<T> directory) throws RpcException;
}
那么在真正调用时,可通过设置 <dubbo:service> 标签中 cluster
属性,其值分别对应Cluster
扩展点配置文件中的 key,以匹配对应的容错机制。
二 前置动作
集群容错真正发生在消费端。当消费端发起调用时,会先从服务目录查询满足需求的服务提供者信息,在此基础上进行路由,路由后的结果才会真正进行容错处理。所以,就会有如下的活动图:
三 容错机制原理
3.1 Failover Cluster
失败自动切换机制是由 FailoverClusterInvoker
类控制。在调用失败时,会自动切换服务提供者信息进行重试。通常用于读操作,但重试会带来更长延迟。默认配置下,Dubbo 会使用这种机制作为缺省集群容错机制。下图展示了 Failover Cluster 机制的工作原理。
如上,首先是获取重试次数,然后根据重试次数进行循环调用,失败后进行重试。在循环内,首先是通过负载均衡组件选择一个 Invoker,然后再通过这个 Invoker 的 invoke 方法进行远程调用。如果失败了,记录下异常,并进行重试。
在源码中是通过如下代码获取重试次数:
int len=getUrl().getMethodParameter(methodName, Constants.RETRIES_KEY,Constants.DEFAULT_RETRIES)+1;
其中,常量 Constants.RETRIES_KEY
的值为 “retries”,Constants.DEFAULT_RETRIES
的值为 2。表示:从 url 中获取该方法中 retries 属性的值,值为空时取默认值 2。但是在最后还有一个 +1
的动作,表示获取的最终值为 重试次数 + 1,即执行远程调用的最大次数为重试次数 + 1次。
3.2 Failback Cluster
失败自动恢复会在调用失败后,返回一个空结果给服务消费者。并通过定时任务对失败的调用进行重试,适合执行消息通知等操作。下面来看一下它的实现逻辑。
3.3 Failfast Cluster
快速失败只会进行一次调用,失败后立即抛出异常。适用于幂等操作,比如新增记录。实现逻辑如下:
3.4 Failsafe Cluster
失败安全是指,当调用过程中出现异常时,仅会打印异常,而不会抛出异常。适用于写入审计日志等操作。
3.5 Forking Cluster
并行调用多个服务提供者会在运行时通过线程池创建多个线程,并发调用多个服务提供者。只要有一个服务提供者成功返回了结果,doInvoke 方法就会立即结束运行。ForkingClusterInvoker 的应用场景是在一些对实时性要求比较高读操作(注意是读操作,并行写操作可能不安全)下使用,但这将会耗费更多的资源。下面来看该类的实现原理。
3.6 Broadcast Cluster
BroadcastClusterInvoker 会逐个调用每个服务提供者,如果其中一台报错,再循环调用结束后,BroadcastClusterInvoker 会抛出异常。该类通常用于通知所有提供者更新缓存或日志等本地资源信息。
TODO
其他的容错机制原理待补充。
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