今天,给大家带来一篇关于Dubbo IO交互的文章。
本文是一位同事所写,用有趣的文字把枯燥的知识点写出来,通俗易懂,非常有意思,所以迫不及待找作者授权然后分享给大家:
Dubbo是一个优秀的RPC框架,其中有错综复杂的线程模型,本篇文章笔者从自己浅薄的认知中,来剖析Dubbo的整个IO过程。在开始之前,我们先来看如下几个问题:
接下来笔者将用Dubbo2.5.3 作为Consumer,2.7.3作为Provider来讲述整个交互过程,笔者站在数据包视角,用第一人称来讲述,系好安全带,我们出发咯。
我是一个数据包,出生在一个叫Dubbo2.5.3 Consumer的小镇,我的使命是是传递信息,同时也喜欢出门旅行。
某一天,我即将被发送出去,据说是要去一个叫Dubbo 2.7.3 Provider的地方。
这一天,业务线程发起发起方法调用,在FailoverClusterInvoker#doInvoke
我选择了一个Provider,然后经过各种Consumer Filter,再经过Netty3的pipeline,最后通过NioWorker#scheduleWriteIfNecessary
方法,我来到了NioWorker的writeTaskQueue队列中。FailoverClusterInvoker#doInvoke
我选择了一个Provider,然后经过各种Consumer Filter,再经过Netty3的pipeline,最后通过NioWorker#scheduleWriteIfNecessary
方法,我来到了NioWorker的writeTaskQueue队列中。
当我回头看主线程时,发现他在DefaultFuture中的Condition等待,我不知道他在等什么,也不知道他要等多久。
我在writeTaskQueue队列排了一会队,看到netty3 IO worker线程在永不停歇的执行run方法,大家都称这个为死循环。
最后,我很幸运,NioWorker#processWriteTaskQueue
我在操作系统socket缓冲区,经过了很多神奇的事情。
最有意思的是,我们坐的都是一段一段缆车,每换一个缆车,就要修改目标MAC地址、源MAC地址,后来问了同行的数据包小伙伴,这个模式叫“下一跳”,一跳一跳的跳过去。这里有很多数据包,体型大的单独一个缆车,体型小的几个挤一个缆车,还有一个可怕的事情,体型再大一点,要分拆做多个缆车(虽然这对我们数据包没啥问题),这个叫拆包和粘包。期间我们经过交换机、路由器,这些地方玩起来很Happy。
当然也有不愉快的事情,就是拥堵,目的地缆车满了,来不及被拉走,只能等待咯。
好不容易,我来到了目的地,我坐上了一个叫“零拷贝”号的快艇,迅速到了netty4,netty4果然富丽堂皇,经过NioEventLoop#processSelectedKeys
,再经过pipeline中的各种入站handler,我来到了AllChannelHandler的线程池,当然我有很多选择,但是我随便选了一个目的地,这里会经历解码、一系列的Filter,才会来的目的地“业务方法”,NettyCodecAdapter#InternalDecoder
解码器很厉害,他可以处理拆包和粘包。
在AllChannelHandler的线程池中我会停留一会,于是我也画了一张图,记录旅程。
自此,我的旅行结束,新的故事将由新的数据包续写。
我是一个数据包,出生在一个叫Dubbo2.7.3 Provider的小镇,我的使命是去唤醒命中注定的线程,接下来我会开始一段旅行,去一个叫Dubbo2.5.3 Consumer的地方。
在Provider业务方法执行之后
io.netty.channel.AbstractChannelHandlerContext#writeAndFlush
io.netty.channel.AbstractChannelHandlerContext#writeAndFlush
io.netty.util.concurrent.SingleThreadEventExecutor#execute
执行addTaskio.netty.util.concurrent.SingleThreadEventExecutor#taskQueue
io.netty.channel.AbstractChannelHandlerContext$WriteTask
等待NioEventLoop发车,等待的过程中,我记录了走过的脚步。在这里,我看到NioEventLoop是一个死循环,不停地从任务队列取任务,执行任务AbstractChannelHandlerContext.WriteAndFlushTask
,然后指引我们到socket缓冲区等候,永不知疲倦,我似乎领略到他身上有一种倔强的、追求极致的匠人精神。
经过io.netty.channel.AbstractChannel.AbstractUnsafe#write
io.netty.util。并发.SingleThreadEventExecutor#execute
执行addTask🎜🎜将任务队列队列io.netty.util.concurrent.SingleThreadEventExecutor#taskQueue
🎜🎜我便跟着跟着io.netty.channel.AbstractChannelHandlerContext$WriteTask
等待NioEventLoop发车,等待的过程中,我记录了走过的脚步。 在这里,我看到NioEventLoop是一个死循环,不停地从任务队列取任务,执行任务AbstractChannelHandlerContext.WriteAndFlushTask
,然后指引我们到socket 桌面等候,永不知疲倦,我似乎领略到他身上有一种倔强的、追求极致的匠人精神。🎜
经过io.netty.channel.AbstractChannel.AbstractUnsafe#write
,我到达了网络socket流程图。在网络层面和大多数数据包一样,也做安全到达目的地。🎜
到达dubbo 2.5.3 Consumer端,我在操作系统socket缓冲区等了一会,同样是坐了“零拷贝”号快艇,到达了真正的目的地dubbo 2.5.3 Consumer,在这里我发现,NioWorker#run
是一个死循环,然后执行NioWorker#processSelectedKeys
,通过NioWorker#read
方式读出来,我就到达了AllChannelHandler的线程池,这是一个业务线程池。NioWorker#run
是一个死循环,然后执行NioWorker#processSelectedKeys
,通过NioWorker#read
方式读出来,我就到达了AllChannelHandler的线程池,这是一个业务线程池。
我在这里等待一会,等任务被调度,我看见com.alibaba.dubbo.remoting.exchange.support.DefaultFuture#doReceived
com.alibaba.dubbo.remoting.exchange.support.DefaultFuture#doReceived
被执行了,同时Condition的signal被执行了。我在远处看到了一个被阻塞线程被唤醒,我似乎明白,因为我的到来,唤醒了一个沉睡的线程,我想这应该是我生命的意义。至此,我的使命也完成了,本次旅程结束。说明:这里没有netty3的读过程,netty3读过程和netty4相同,pipeline是由IO线程执行。总结:netty3与netty4线程模型的区别在于写过程,netty3中pipeline由业务线程执行,而netty4无论读写,pipeline统一由IO线程执行。🎜
netty4中ChannelPipeline中的Handler链统一由I/O线程串行调度,无论是读还是写操作,netty3中的write操作时由业务线程处理Handler链。netty4中可以降低线程之间的上下文切换带来的时间消耗,但是netty3中业务线程可以并发执行Handler链。如果有一些耗时的Handler操作会导致netty4的效率低下,但是可以考虑将这些耗时操作放在业务线程最先执行,不放在Handler里处理。由于业务线程可以并发执行,同样也可以提高效率。
有遇到一些比较典型的疑难问题,例如当Provider答应的didi.log耗时正常,而Consumer端超时了,此时有如下排查方向,didi.log的Filter其实处于非常里层,往往不能反映真实的业务方法执行情况。
Provider除了业务方向执行外,序列化也有可能是耗时的,所以可以用arthas监控最外侧方法org.apache.dubbo.remoting.transport.DecodeHandler#received,排除业务方法耗时高的问题
Provider中数据包写入是否耗时,监控io.netty.channel.AbstractChannelHandlerContext#invokeWrite方法
通过netstat 也能查看当前tcp socket的一些信息,比如Recv-Q, Send-Q,Recv-Q是已经到了接受缓冲区,但是还没被应用代码读走的数据。Send-Q是已经到了发送缓冲区,但是对方还没有回复Ack的数据。这两种数据正常一般不会堆积,如果堆积了,可能就有问题了。
看Consumer NioWorker#processSelectedKeys (dubbo2.5.3)方法是否耗时高。
直到最终整个链路的所有细节……问题肯定是可以解决的。
在整个交互过程中,笔者省略线程栈调用的一些细节和源代码的细节,例如序列化与反序列化,dubbo怎么读出完整的数据包的,业务方法执行前那些Filter是怎么排序和分布的,netty的Reactor模式是如何实现的。这些都是非常有趣的问题……
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