Dubbo 的协议封装

在 Apache Dubbo 中，协议封装（Protocol）是其核心模块之一，它定义了服务导出、引用和调用的统一接口，并通过 SPI 机制支持多种协议的动态加载。

Dubbo 的协议设计具有良好的抽象性与扩展性，使得开发者可以灵活地选择或自定义协议，比如：

• 默认协议：dubbo（基于 Netty 的二进制协议）
• 其他内置协议：rmi, http, hessian, rest, webservice, thrift, gRPC
• 用户可扩展协议：自定义实现 Protocol 接口并通过 SPI 注册

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一、Dubbo 协议的核心接口：Protocol

@SPI("dubbo")
public interface Protocol {
    int getDefaultPort();

    <T> Exporter<T> export(Invoker<T> invoker) throws RpcException;

    <T> Invoker<T> refer(Class<T> type, URL url) throws RpcException;

    void destroy();
}

方法说明：

方法	描述
getDefaultPort()	获取该协议的默认端口号
export()	暴露服务（服务提供者调用）
refer()	引用服务（服务消费者调用）
destroy()	销毁协议资源

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二、协议封装的核心流程图

+---------------------+
|       Consumer      |
+----------+----------+
           |
           v
   +------------------+
   | Protocol.refer() |
   | (生成 Invoker)   |
   +--------+---------+
            |
            v
     +--------------+
     | 网络通信层     |
     | (Netty / HTTP) |
     +--------+-------+
              |
              v
   +------------------+        +------------------+
   | Protocol.export()|<------|     Provider     |
   | (启动 Server)    |        +------------------+
   +------------------+

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三、协议封装的典型实现类

1. DubboProtocol（默认协议）

• 基于 Netty 实现
• 使用 二进制协议
• 支持长连接、多路复用
• 高性能，适合大规模分布式系统

核心逻辑：

public class DubboProtocol extends AbstractProtocol {
    public <T> Exporter<T> export(Invoker<T> invoker) throws RpcException {
        openServer(invoker.getUrl()); // 启动 Netty Server
        return new DubboExporter<>(invoker, key, exporterMap);
    }

    private void openServer(URL url) {
        String key = url.getAddress();
        ExchangeServer server = serverMap.get(key);
        if (server == null) {
            server = Exchangers.bind(url, requestHandler); // 绑定请求处理器
            serverMap.put(key, server);
        }
    }
}

2. HttpProtocol

• 基于 HTTP 协议
• 适合跨语言调用
• 可与 RESTful 集成
• 性能略低于 Dubbo 协议

3. RestProtocol

• 支持 JAX-RS 规范
• 可暴露为标准的 REST 接口
• 适合前后端分离架构

4. TripleProtocol（Dubbo 3.x 新增）

• 基于 gRPC 协议构建
• 兼容 gRPC 协议
• 支持双向流、异步调用
• 是未来主流协议

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四、协议封装的 SPI 注册机制

Dubbo 所有协议都通过 SPI 机制注册，在 META-INF/dubbo/org.apache.dubbo.rpc.Protocol 文件中定义如下：

dubbo=org.apache.dubbo.rpc.protocol.dubbo.DubboProtocol
rmi=org.apache.dubbo.rpc.protocol.rmi.RmiProtocol
http=org.apache.dubbo.rpc.protocol.http.HttpProtocol
rest=org.apache.dubbo.rpc.protocol.rest.RestProtocol
...

使用时可以通过配置文件指定协议：

<dubbo:protocol name="dubbo" port="20880"/>

或者多个协议并存：

<dubbo:protocol name="dubbo" port="20880"/>
<dubbo:protocol name="http" port="8080"/>

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五、协议封装的关键组件

1. Invoker：远程调用的抽象

• 表示一个远程方法调用
• 被 Protocol.export() 和 Protocol.refer() 使用
• 分为 本地调用 和 远程调用

public interface Invoker<T> extends Node {
    Class<T> getInterface();
    Result invoke(Invocation invocation) throws RpcException;
}

2. Exporter：服务导出器

• 用于保存已导出的服务
• 在服务销毁时调用 unexport()

public interface Exporter<T> {
    Invoker<T> getInvoker();
    void unexport();
}

3. ExchangeHandler：请求处理逻辑

private ExchangeHandler requestHandler = new ExchangeHandlerAdapter() {
    public Object reply(ExchangeChannel channel, Object message) {
        return handler.reply(channel, message); // 调用实际业务逻辑
    }
};

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六、协议封装的网络通信层

Dubbo 的协议封装依赖底层通信框架，主要使用的是：

1. NettyClient / NettyServer（默认）

• 基于 Netty 实现高性能 TCP 通信
• 支持长连接、心跳、断线重连等特性

2. HttpClient / HttpServer（HTTP 协议）

• 基于 JDK 或 Apache HttpClient 实现
• 支持标准 HTTP 请求/响应模型

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七、协议封装的扩展方式

1. 自定义协议

可以自定义一个协议，只需：

步骤：

1. 实现 Protocol 接口
2. 实现 Invoker 和 Exporter
3. 在 META-INF/dubbo/org.apache.dubbo.rpc.Protocol 中注册

示例代码：

public class MyCustomProtocol implements Protocol {
    public <T> Exporter<T> export(Invoker<T> invoker) throws RpcException {
        System.out.println("MyCustomProtocol exporting...");
        return new MyCustomExporter<>(invoker);
    }

    public <T> Invoker<T> refer(Class<T> type, URL url) throws RpcException {
        System.out.println("MyCustomProtocol referencing...");
        return new MyCustomInvoker<>();
    }

    public void destroy() {}
}

配置文件：

mycustom=com.example.MyCustomProtocol

然后在 XML 或注解中使用：

<dubbo:protocol name="mycustom" port="3000"/>

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八、协议封装的性能优化策略

优化点	说明
多路复用	一个连接复用多次调用，减少连接开销
异步调用	支持 Future/Promise 模式提升并发性能
序列化优化	默认使用 Hessian，也可切换 Protobuf、JSON
线程池隔离	IO 线程与业务线程分离，避免阻塞
连接池管理	客户端维护连接池，提高调用效率

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九、Dubbo 3.x 协议演进：Triple 协议

Dubbo 3.x 引入了 Triple 协议，它是 Dubbo 的新一代协议，具备以下优势：

特性	Triple 协议
基于	gRPC
传输层	HTTP/2
支持	同步、异步、流式调用
跨语言	完全兼容 gRPC
服务治理	支持负载均衡、限流、熔断

Triple 协议将成为 Dubbo 主推的协议，尤其适用于云原生、Mesh 架构。

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十、总结

协议类型	通信方式	是否支持流式	是否兼容 gRPC	性能	场景
Dubbo（默认）	TCP	❌	❌	⭐⭐⭐⭐	内部微服务调用
HTTP	HTTP	❌	✅	⭐⭐	RESTful 接口
REST	HTTP	❌	✅	⭐⭐	前后端交互
RMI	RMI	❌	❌	⭐⭐	Java 内部通信
Thrift	TCP	❌	✅	⭐⭐⭐	多语言 RPC
Triple（推荐）	HTTP/2	✅	✅	⭐⭐⭐⭐⭐	云原生、Mesh

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