Dubbo設計之ExtensionLoader

導讀

想要搞懂Dubbo底層實現，ExtensionLoader是不可繞過得門檻，不能深刻理解其擴展點設計，源碼閱讀部分會很懵逼！！！(當然，即使擴展點懂了，源碼也不一定能看懂，哈哈。玩笑話，意思就是Dubbo得源碼還是比較難讀的，因爲有很多概念與設計如果不弄清楚，基本上會被繞暈。)

關鍵字 ：Dubbo 擴展點設計（SPI）、ExtensionLoader

Dubbo 擴展點定義

從 ExtensionLoader的源碼中，我們可以找到 Dubbo SPI加載的目錄有三個：1. META-INF/services/ （標準的SPI路徑）2. META-INF/dubbo/ 3. META-INF/dubbo/internal/ （內部實現）
擴展點文件定義格式：目錄 / 接口全路徑

文件內容（常用格式）

   registry=com.apache.dubbo.registry.integration.RegistryProtocol
   dubbo=com.apache.dubbo.rpc.protocol.dubbo.DubboProtocol
   filter=com.apache.dubbo.rpc.protocol.ProtocolFilterWrapper
   listener=com.apache.dubbo.rpc.protocol.ProtocolListenerWrapper

   # 沒有等號情況
   com.apache.dubbo.registry.integration.XxxProtocol
   com.apache.dubbo.registry.integration.YyyProtocol

   # 等號前面有多個值得情況
   zzz,default=com.apache.dubbo.registry.integration.CustomProtocol

以下解讀，作者根據具體的某個擴展點去分析加載過程

Ⅰ. ExtensionLoader.getExtensionLoader(Protocol.class).getAdaptiveExtion()

1. 先判斷出當前 type(Protocol.class) 是否有擴展類加載器，沒有就創建一個
1. 然後從緩存的 cachedAdaptiveInstance 適配實例Holder中查找，沒有的話就創建一個適配類
1. 查找適配類：加載當前擴展點對應的全部擴展實現， META-INF/dubbo/ ， META-INF/dubbo/internal/，META-INF/services/幾個路徑下，擴展點上一定要有@SPI 註解，並且註解的值只能有一個（默認擴展點）
1. 如果擴展實現上帶有 @Adaptive 註解，則當作默認的適配類擴展（只能定義一個擴展適配類實現）
1. 否則嘗試獲取包裝類擴展（帶有擴展點接口的構造器），如果有則添加到 wrappers 集合中。
  
  此處可以得知（適配類即使是包裝類的約束格式，也不會被當作包裝類）
1. 如果沒有包裝類，則直接獲取無參構造器（此處目的是確保擴展實現可以被實例化）
1. 判斷 = 號前面的擴展實現名稱，若爲空（等號前面沒有值），則取擴展實現類除去後綴的部分並且全部小寫（例如：XxxProtocol 取 xxx,YyyProtocol 取 yyy）作爲名稱name
1. 再將 name 根據逗號拆分，若擴展實現類上有 @Activate 激活註解，則取name[0]作爲key，註解作爲value，放入cachedActivates 緩存map中。然後邊遍歷 name ，依次添加到 cachedNames(key = 擴展實現class實例，value = name)中
1. 最後都放入到當前類型對應得擴展實現中 cachedClasses
1. 如果緩存得適配類cachedAdaptiveClass 爲空（表示擴展實現類上有標註 @Adaptive），則需要創建適配類（ Protocol 擴展點沒有適配類）
1. 獲取擴展點Protocol 所有方法，判斷方法上是否存在 @Adaptive 註解，若不存在則直接拋異常，否則生成動態得適配類。如下：

package com.apache.dubbo.rpc;
import com.apache.dubbo.common.extension.ExtensionLoader;
public class Protocol$Adaptive implements com.apache.dubbo.rpc.Protocol {
    public void destroy()
    {
        throw new UnsupportedOperationException(
            "method public abstract void com.apache.dubbo.rpc.Protocol.destroy() of interface com.apache.dubbo.rpc.Protocol is not adaptive method!"
        );
    }
    public int getDefaultPort()
    {
        throw new UnsupportedOperationException(
            "method public abstract int com.apache.dubbo.rpc.Protocol.getDefaultPort() of interface com.apache.dubbo.rpc.Protocol is not adaptive method!"
        );
    }
    public com.apache.dubbo.rpc.Exporter  export(com.apache.dubbo.rpc.Invoker arg0) throws com.apache.dubbo.rpc.RpcException
    {
        if(arg0 == null) throw new IllegalArgumentException("com.apache.dubbo.rpc.Invoker argument == null");
        if(arg0.getUrl() == null) throw new IllegalArgumentException(
            "com.apache.dubbo.rpc.Invoker argument getUrl() == null");
        com.apache.dubbo.common.URL url = arg0.getUrl();
        String extName = (url.getProtocol() == null ? "dubbo" : url.getProtocol());
        if(extName == null) throw new IllegalStateException(
            "Fail to get extension(com.apache.dubbo.rpc.Protocol) name from url(" + url.toString() +
            ") use keys([protocol])");
        
        // 獲取url中指定得協議，默認是 dubbo協議
        com.apache.dubbo.rpc.Protocol extension = (com.apache.dubbo.rpc.Protocol) ExtensionLoader.getExtensionLoader(
            com.apache.dubbo.rpc.Protocol.class).getExtension(extName);
        
        return extension.export(arg0); // 調用真正得協議擴展實現得export方法
    }

    public com.apache.dubbo.rpc.Invoker refer(java.lang.Class arg0, com.apache.dubbo.common.URL arg1) throws com.apache.dubbo.rpc.RpcException{
            if(arg1 == null) throw new IllegalArgumentException("url == null");
            com.apache.dubbo.common.URL url = arg1;
            
            // 獲取url中指定得協議，默認是 dubbo協議
            String extName = (url.getProtocol() == null ? "dubbo" : url.getProtocol());
            if(extName == null) throw new IllegalStateException(
                "Fail to get extension(com.apache.dubbo.rpc.Protocol) name from url(" + url.toString() +
                ") use keys([protocol])");
        
            // 獲取真實得協議擴展實現
            com.apache.dubbo.rpc.Protocol extension = (com.apache.dubbo.rpc.Protocol) ExtensionLoader.getExtensionLoader(
                com.apache.dubbo.rpc.Protocol.class).getExtension(extName);
        
            return extension.refer(arg0, arg1); // 調用真正得協議擴展實現得refer方法
        }
}

1. 創建完適配類之後，接着再獲取 Compiler 得適配類，用於動態生成 Protocol 得適配類（其他動態生成得適配類也是用 Compiler 來生成得）。由於 Compiler存在適配類，即擴展點類加載器對應得緩存cachedAdaptiveClass不爲空，直接返回。此處 cachedAdaptiveClass = com.apache.dubbo.common.compiler.support.AdaptiveCompiler
1. 實例化並調用injectExtension 方法注入其他擴展實例（不適合框架實現得擴展適配類，因爲動態生成得適配類基本上不會依賴其他擴展點）：判斷生成得適配類中是否存在類似方法：1. set開頭得 2. 只有一個參數類型 3. public訪問修飾符，若有，則截取set 之後得首字母小姐得名稱將其作爲擴展名，然後通過 ExtensionFactory工廠獲取此擴展名得實例，調用當前setXXX方法，叫之爲IOC。由於 AdaptiveCompiler 只有一個set方法但是沒有對應得 String.class類型得 defaultCompiler擴展點，所以此處不會進行注入：

      public static void setDefaultCompiler(String compiler) {
        DEFAULT_COMPILER = compiler;
    }

1. 接着調用適配擴展實現 AdaptiveCompiler 得compile方法，方法內會獲取默認得擴展實現（此處是javassist擴展名）JavassistCompiler，然後調用其compile方法動態生成適配class實例。

Ⅱ. ExtensionLoader.getExtensionLoader(Protocol.class).getExtension(extName)

上面生成得適配類中，有一步是獲取真正調用擴展實現 :

com.apache.dubbo.rpc.Protocol extension = (com.apache.dubbo.rpc.Protocol)
ExtensionLoader.getExtensionLoader(com.apache.dubbo.rpc.Protocol.class).getExtension(extName);

首先還是獲取擴展點Protocol對應得擴展類加載器，接着調用 getExtension 方法獲取指定得擴展實現，先查詢是否已經緩存了相應得擴展實例，若沒查到會調用 createExtension 方法去創建當前指定得擴展實現。
調用createExtension 方法時，先從當前擴展點實現class實例緩存中查找，若是沒有這個擴展名，說明傳入得參數有問題，會直接拋出異常。然後再從對象緩存實例cachedClasses 中查找是否已經實例化了，沒找到，實例化之後放入對象緩存EXTENSION_INSTANCES中。
調用 injectExtension 方法注入其他得擴展點實現（IOC），同上面Step13
獲取當前擴展點得所有包裝類cachedWrapperClasses ，循環調用包裝類得有參構造器（參數就是擴展點類型）實例化，之後也會調用injectExtension 方法爲包裝類也注入其他得擴展點實現，並返回最後一個包裝類得實例（每個Wrapper類都會包裝一個之前得擴展實現即： A -> B(A) -> C(B), 最後返回 C這個包裝類）（AOP）。而當前擴展點 Protocol 有兩個包裝類實現：ProtocolFilterWrapper 和 ProtocolListenerWrapper。
所以，當獲取適配擴展實現時：
1. 若是動態生成得，則
  getAdaptiveExtion() -> getExtension("dubbo或者是 url.getProtocol()的值")
  -> injectExtension(T instance) （真正執行調用的擴展實現）
  -> injectExtension((T) wrapperClass.getConstructor(type).newInstance(instance))
  （ A -> B(A) -> C(B) 最後返回 C這個包裝類）
2. 若是定義了適配類實現，則直接走適配類的邏輯

Ⅲ. ExtensionLoader#addExtension(String name, Class<?> clazz)

首先加載所有的擴展類實現，若 clazz 沒有實現 type擴展點，拋出異常。（必須要實現擴展點，纔可以添加）
若 clazz 是個接口，拋出異常。（擴展實現不能是接口，否則不能實例化）
若 clazz上沒有帶有 @Adaptive註解
- 若擴展名name 爲空，拋出異常。（擴展名不能爲空）
- 若緩存擴展實現cachedClasses中已經存在當前擴展名，拋出異常。（擴展名不能重複）
- 若以上兩個條件都不滿足，則將擴展名與擴展點建立映射關係 , 緩存到cachedNames，cachedClasses中。
若 clazz上帶有@Adaptive註解
- 若適配類cachedAdaptiveClass 不爲空，拋出異常。（擴展點的適配類只能有一個）
- 爲空的話，將當前 clazz作爲擴展點的適配類，賦值給 cachedAdaptiveClass
添加擴展實現的邏輯還是比較簡單的。通過API的方式動態添加擴展實現，可以不通過配置文件的方式（挺實用的）

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Dubbo 擴展點定義

Ⅰ. ExtensionLoader.getExtensionLoader(Protocol.class).getAdaptiveExtion()

Ⅱ. ExtensionLoader.getExtensionLoader(Protocol.class).getExtension(extName)

上面生成得適配類中，有一步是獲取真正調用擴展實現 :

Ⅲ. ExtensionLoader#addExtension(String name, Class<?> clazz)

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