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Java培训:dubbo源码解析-SPI机制

更新时间:2022-09-15 来源:黑马程序员 浏览量:

  架构体系

  框架介绍

  概述

  Dubbo是阿里巴巴公司开源的一个高性能优秀的服务框架,使得应用可通过高性能的 RPC 实现服务的输出和输入功能,可以和 Spring框架无缝集成。

  Dubbo是一款高性能、轻量级的开源Java RPC框架,它提供了三大核心能力:面向接口的远程方法调用,智能容错和负载均衡,以及服务自动注册和发现。

  相关概念

  dubbo运行架构如下图示

1663221925031_1.png

  节点角色说明

  | 节点 | 角色说明 |

  | ----------- | -------------------------------------- |

  | `Provider` | 暴露服务的服务提供方 |

  | `Consumer` | 调用远程服务的服务消费方 |

  | `Registry` | 服务注册与发现的注册中心 |

  | `Monitor` | 统计服务的调用次数和调用时间的监控中心 |

  | `Container` | 服务运行容器 |

  调用关系说明

  1. 服务容器负责启动,加载,运行服务提供者。

  2. 服务提供者在启动时,向注册中心注册自己提供的服务。

  3. 服务消费者在启动时,向注册中心订阅自己所需的服务。

  4. 注册中心返回服务提供者地址列表给消费者,如果有变更,注册中心将基于长连接推送变更数据给消费者。

  5. 服务消费者,从提供者地址列表中,基于软负载均衡算法,选一台提供者进行调用,如果调用失败,再选另一台调用。

  6. 服务消费者和提供者,在内存中累计调用次数和调用时间,定时每分钟发送一次统计数据到监控中心。

  关于dubbo 的特点分别有连通性、健壮性、伸缩性、以及向未来架构的升级性。特点的详细介绍也可以参考[官方文档](http://dubbo.apache.org/zh-cn/docs/user/preface/architecture.html)。

  环境搭建

  接下来逐步对dubbo各个模块的源码以及原理进行解析,目前dubbo框架已经交由Apache基金会进行孵化,被在github开源。

  Dubbo 社区目前主力维护的有 2.6.x 和 2.7.x 两大版本,其中,

  - 2.6.x 主要以 bugfix 和少量 enhancements 为主,因此能完全保证稳定性

  - 2.7.x 作为社区的主要开发版本,得到持续更新并增加了大量新 feature 和优化,同时也带来了一些稳定性挑战

  源码拉取

  通过以下的这个命令签出最新的dubbo项目源码,并导入到IDEA中

git clone https://github.com/apache/dubbo.git dubbo

1663220480525_2.jpg

  可以看到Dubbo被拆分成很多的Maven项目,在后续课程中会介绍左边每个模块的大致作用。

  环境导入

  在本次课程中,不仅讲解dubbo源码还会涉及到相关的基础知识,为了方便学员快速理解并掌握各个内容,已经准备好了相关工程,只需导入到IDEA中即可。对于工程中代码的具体作用,在后续课程会依次讲解。

  测试

  (1) 安装zookeeper

  (2) 修改官网案例,配置zookeeper地址

  (3) 启动服务提供者,启动服务消费者

  架构体系

  源码结构

  通过如下图形可以大致的了解到,dubbo源码各个模块的相关作用:

1663220559257_3.jpg

  模块说明:

  - dubbo-common 公共逻辑模块:包括 Util 类和通用模型。

  - dubbo-remoting 远程通讯模块:相当于 Dubbo 协议的实现,如果 RPC 用 RMI协议则不需要使用此包。

  - dubbo-rpc 远程调用模块:抽象各种协议,以及动态代理,只包含一对一的调用,不关心集群的管理。

  - dubbo-cluster 集群模块:将多个服务提供方伪装为一个提供方,包括:负载均衡, 容错,路由等,集群的地址列表可以是静态配置的,也可以是由注册中心下发。

  - dubbo-registry 注册中心模块:基于注册中心下发地址的集群方式,以及对各种注册中心的抽象。

  - dubbo-monitor 监控模块:统计服务调用次数,调用时间的,调用链跟踪的服务。

  - dubbo-config 配置模块:是 Dubbo 对外的 API,用户通过 Config 使用Dubbo,隐藏 Dubbo 所有细节。

  - dubbo-container 容器模块:是一个 Standlone 的容器,以简单的 Main 加载 Spring 启动,因为服务通常不需要 Tomcat/JBoss 等 Web 容器的特性,没必要用 Web 容器去加载服务。

  整体设计

1663220600455_4.jpg

  图例说明:

  - 图中左边淡蓝背景的为服务消费方使用的接口,右边淡绿色背景的为服务提供方使用的接口,位于中轴线上的为双方都用到的接口。

  - 图中从下至上分为十层,各层均为单向依赖,右边的黑色箭头代表层之间的依赖关系,每一层都可以剥离上层被复用,其中,Service 和 Config 层为 API,其它各层均为 SPI。

  - 图中绿色小块的为扩展接口,蓝色小块为实现类,图中只显示用于关联各层的实现类。

  - 图中蓝色虚线为初始化过程,即启动时组装链,红色实线为方法调用过程,即运行时调时链,紫色三角箭头为继承,可以把子类看作父类的同一个节点,线上的文字为调用的方法。

  各层说明

  - config 配置层:对外配置接口,以 `ServiceConfig`, `ReferenceConfig` 为中心,可以直接初始化配置类,也可以通过 spring 解析配置生成配置类。

  - proxy 服务代理层:服务接口透明代理,生成服务的客户端 Stub 和服务器端 Skeleton, 以 `ServiceProxy` 为中心,扩展接口为 `ProxyFactory`。

  - registry 注册中心层:封装服务地址的注册与发现,以服务 URL 为中心,扩展接口为 `RegistryFactory`, `Registry`, `RegistryService`。

  - cluster 路由层:封装多个提供者的路由及负载均衡,并桥接注册中心,以 `Invoker` 为中心,扩展接口为 `Cluster`, `Directory`, `Router`, `LoadBalance`。

  - monitor 监控层:RPC 调用次数和调用时间监控,以 `Statistics` 为中心,扩展接口为 `MonitorFactory`, `Monitor`, `MonitorService`。

  - protocol 远程调用层:封装 RPC 调用,以 `Invocation`, `Result` 为中心,扩展接口为 `Protocol`, `Invoker`, `Exporter`。

  - exchange 信息交换层:封装请求响应模式,同步转异步,以 `Request`, `Response` 为中心,扩展接口为 `Exchanger`, `ExchangeChannel`, `ExchangeClient`, `ExchangeServer`。

  - transport 网络传输层:抽象 mina 和 netty 为统一接口,以 `Message` 为中心,扩展接口为 `Channel`, `Transporter`, `Client`, `Server`, `Codec`。

  - serialize 数据序列化层:可复用的一些工具,扩展接口为 `Serialization`, `ObjectInput`, `ObjectOutput`, `ThreadPool`。

  SPI机制

  在 Dubbo 中,SPI 是一个非常重要的模块。基于 SPI,我们可以很容易的对 Dubbo 进行拓展。如果大家想要学习 Dubbo 的源码,SPI 机制务必弄懂。接下来,我们先来了解一下 Java SPI 与 Dubbo SPI 的用法,然后再来分析 Dubbo SPI 的源码。

  SPI的概述

  SPI的主要作用

  SPI 全称为 Service Provider Interface,是一种服务发现机制。SPI 的本质是将接口实现类的全限定名配置在文件中,并由服务加载器读取配置文件,加载实现类。这样可以在运行时,动态为接口替换实现类。正因此特性,我们可以很容易的通过 SPI 机制为我们的程序提供拓展功能。

1663220669266_5.jpg

  Java SPI 实际上是“基于接口的编程+策略模式+配置文件”组合实现的动态加载机制。

  入门案例

  首先,我们定义一个接口,名称为 Robot。

public interface Robot {
    void sayHello();
}

  接下来定义两个实现类,分别为 OptimusPrime 和 Bumblebee。

public class OptimusPrime implements Robot {
   
    @Override
    public void sayHello() {
        System.out.println("Hello, I am Optimus Prime.");
    }
}

public class Bumblebee implements Robot {

    @Override
    public void sayHello() {
        System.out.println("Hello, I am Bumblebee.");
    }
}

  接下来 META-INF/services 文件夹下创建一个文件,名称为 Robot 的全限定名 com.itheima.java.spi.Robot。文件内容为实现类的全限定的类名,如下:

  ```properties

  com.itheima.java.spi.impl.Bumblebee

  com.itheima.java.spi.impl.OptimusPrime

  ```

  做好所需的准备工作,接下来编写代码进行测试。

public class JavaSPITest {

    @Test
    public void sayHello() throws Exception {
        ServiceLoader<Robot> serviceLoader = ServiceLoader.load(Robot.class);
        System.out.println("Java SPI");
        serviceLoader.forEach(Robot::sayHello);
    }
}

  最后来看一下测试结果,如下:

1663220848723_6.jpg

  从测试结果可以看出,我们的两个实现类被成功的加载,并输出了相应的内容。

  总结

  调用过程

  应用程序调用ServiceLoader.load方法,创建一个新的ServiceLoader,并实例化该类中的成员变量

  应用程序通过迭代器接口获取对象实例,ServiceLoader先判断成员变量providers对象中(LinkedHashMap类型)是否有缓存实例对象,如果有缓存,直接返回。

  如果没有缓存,执行类的装载,

  优点

  使用 Java SPI 机制的优势是实现解耦,使得接口的定义与具体业务实现分离,而不是耦合在一起。应用进程可以根据实际业务情况启用或替换具体组件。

  缺点

  - 不能按需加载。虽然 ServiceLoader 做了延迟载入,但是基本只能通过遍历全部获取,也就是接口的实现类得全部载入并实例化一遍。如果你并不想用某些实现类,或者某些类实例化很耗时,它也被载入并实例化了,这就造成了浪费。

  - 获取某个实现类的方式不够灵活,只能通过 Iterator 形式获取,不能根据某个参数来获取对应的实现类。

  - 多个并发多线程使用 ServiceLoader 类的实例是不安全的。

  - 加载不到实现类时抛出并不是真正原因的异常,错误很难定位。

  Dubbo中的SPI

  概述

  Dubbo 并未使用 Java SPI,而是重新实现了一套功能更强的 SPI 机制。Dubbo SPI 的相关逻辑被封装在了 ExtensionLoader 类中,通过 ExtensionLoader,我们可以加载指定的实现类。

  入门案例

  与 Java SPI 实现类配置不同,Dubbo SPI 是通过键值对的方式进行配置,这样我们可以按需加载指定的实现类。下面来演示 Dubbo SPI 的用法:

  Dubbo SPI 所需的配置文件需放置在 META-INF/dubbo 路径下,与 Java SPI 实现类配置不同,Dubbo SPI 是通过键值对的方式进行配置,配置内容如下。

  ```properties

  optimusPrime = org.apache.spi.OptimusPrime

  bumblebee = org.apache.spi.Bumblebee

  ```

  在使用Dubbo SPI 时,需要在接口上标注 @SPI 注解。

@SPI
public interface Robot {
    void sayHello();
}

  通过 ExtensionLoader,我们可以加载指定的实现类,下面来演示 Dubbo SPI :

public class DubboSPITest {

    @Test
    public void sayHello() throws Exception {
        ExtensionLoader<Robot> extensionLoader =
            ExtensionLoader.getExtensionLoader(Robot.class);
        Robot optimusPrime = extensionLoader.getExtension("optimusPrime");
        optimusPrime.sayHello();
        Robot bumblebee = extensionLoader.getExtension("bumblebee");
        bumblebee.sayHello();
    }
}

  测试结果如下:

1663221037401_7.jpg

  Dubbo SPI 除了支持按需加载接口实现类,还增加了 IOC 和 AOP 等特性,这些特性将会在接下来的源码分析章节中一一进行介绍。

  源码分析

  上一章简单演示了 Dubbo SPI 的使用方法,首先通过 ExtensionLoader 的 getExtensionLoader 方法获取一个 ExtensionLoader 实例,然后再通过 ExtensionLoader 的 getExtension 方法获取拓展类对象。下面我们从 ExtensionLoader 的 getExtension 方法作为入口,对拓展类对象的获取过程进行详细的分析。

public T getExtension(String name) {
        if (StringUtils.isEmpty(name)) {
            throw new IllegalArgumentException("Extension name == null");
        }
        if ("true".equals(name)) {
             // 获取默认的拓展实现类
            return getDefaultExtension();
        }
        // Holder,顾名思义,用于持有目标对象
        Holder<Object> holder = getOrCreateHolder(name);
        Object instance = holder.get();
         // 双重检查
        if (instance == null) {
            synchronized (holder) {
                instance = holder.get();
                if (instance == null) {
                    // 创建拓展实例
                    instance = createExtension(name);
                    // 设置实例到 holder 中
                    holder.set(instance);
                }
            }
        }
        return (T) instance;
    }

  上面代码的逻辑比较简单,首先检查缓存,缓存未命中则创建拓展对象。下面我们来看一下创建拓展对象的过程是怎样的。

private T createExtension(String name) {
    // 从配置文件中加载所有的拓展类,可得到“配置项名称”到“配置类”的映射关系表
    Class<?> clazz = getExtensionClasses().get(name);
    if (clazz == null) {
        throw findException(name);
    }
    try {
        T instance = (T) EXTENSION_INSTANCES.get(clazz);
        if (instance == null) {
            // 通过反射创建实例
            EXTENSION_INSTANCES.putIfAbsent(clazz, clazz.newInstance());
            instance = (T) EXTENSION_INSTANCES.get(clazz);
        }
        // 向实例中注入依赖
        injectExtension(instance);
        Set<Class<?>> wrapperClasses = cachedWrapperClasses;
        if (CollectionUtils.isNotEmpty(wrapperClasses)) {
              // 循环创建 Wrapper 实例
            for (Class<?> wrapperClass : wrapperClasses) {
                // 将当前 instance 作为参数传给 Wrapper 的构造方法,并通过反射创建 Wrapper 实例。
                // 然后向 Wrapper 实例中注入依赖,最后将 Wrapper 实例再次赋值给 instance 变量
                instance = injectExtension(
                    (T) wrapperClass.getConstructor(type).newInstance(instance));
            }
        }
        return instance;
    } catch (Throwable t) {
        throw new IllegalStateException("...");
    }
}

  createExtension 方法的逻辑稍复杂一下,包含了如下的步骤:

  1. 通过 getExtensionClasses 获取所有的拓展类

  2. 通过反射创建拓展对象

  3. 向拓展对象中注入依赖

  4. 将拓展对象包裹在相应的 Wrapper 对象中

  以上步骤中,第一个步骤是加载拓展类的关键,第三和第四个步骤是 Dubbo IOC 与 AOP 的具体实现。由于此类设计源码较多,这里简单的总结下ExtensionLoader整个执行逻辑:

  ```tex

  getExtension(String name) #根据key获取拓展对象

  -->createExtension(String name) #创建拓展实例

  -->getExtensionClasses #根据路径获取所有的拓展类

  -->loadExtensionClasses #加载拓展类

  -->cacheDefaultExtensionName #解析@SPI注解

  -->loadDirectory #方法加载指定文件夹配置文件

  -->loadResource #加载资源

  -->loadClass #加载类,并通过 loadClass 方法对类进行缓存

  ```

  SPI中的IOC和AOP

  依赖注入

  Dubbo IOC 是通过 setter 方法注入依赖。Dubbo 首先会通过反射获取到实例的所有方法,然后再遍历方法列表,检测方法名是否具有 setter 方法特征。若有,则通过 ObjectFactory 获取依赖对象,最后通过反射调用 setter 方法将依赖设置到目标对象中。整个过程对应的代码如下:

private T injectExtension(T instance) {
    try {
        if (objectFactory != null) {
            // 遍历目标类的所有方法
            for (Method method : instance.getClass().getMethods()) {
                // 检测方法是否以 set 开头,且方法仅有一个参数,且方法访问级别为 public
                if (method.getName().startsWith("set")
                    && method.getParameterTypes().length == 1
                    && Modifier.isPublic(method.getModifiers())) {
                    // 获取 setter 方法参数类型
                    Class<?> pt = method.getParameterTypes()[0];
                    try {
                        // 获取属性名,比如 setName 方法对应属性名 name
                        String property = method.getName().length() > 3 ? 
                            method.getName().substring(3, 4).toLowerCase() +
                                method.getName().substring(4) : "";
                        // 从 ObjectFactory 中获取依赖对象
                        Object object = objectFactory.getExtension(pt, property);
                        if (object != null) {
                            // 通过反射调用 setter 方法设置依赖
                            method.invoke(instance, object);
                        }
                    } catch (Exception e) {
                        logger.error("fail to inject via method...");
                    }
                }
            }
        }
    } catch (Exception e) {
        logger.error(e.getMessage(), e);
    }
    return instance;
}

  在上面代码中,objectFactory 变量的类型为 AdaptiveExtensionFactory,AdaptiveExtensionFactory 内部维护了一个 ExtensionFactory 列表,用于存储其他类型的 ExtensionFactory。Dubbo 目前提供了两种 ExtensionFactory,分别是 SpiExtensionFactory 和 SpringExtensionFactory。前者用于创建自适应的拓展,后者是用于从 Spring 的 IOC 容器中获取所需的拓展。这两个类的类的代码不是很复杂,这里就不一一分析了。

  Dubbo IOC 目前仅支持 setter 方式注入,总的来说,逻辑比较简单易懂。

  动态增强

  在用Spring的时候,我们经常会用到AOP功能。在目标类的方法前后插入其他逻辑。比如通常使用Spring AOP来实现日志,监控和鉴权等功能。 Dubbo的扩展机制,是否也支持类似的功能呢?答案是yes。在Dubbo中,有一种特殊的类,被称为Wrapper类。通过装饰者模式,使用包装类包装原始的扩展点实例。在原始扩展点实现前后插入其他逻辑,实现AOP功能。

  装饰者模式

  装饰者模式:在不改变原类文件以及不使用继承的情况下,动态地将责任附加到对象上,从而实现动态拓展一个对象的功能。它是通过创建一个包装对象,也就是装饰来包裹真实的对象。

1663221244675_8.jpg

  一般来说装饰者模式有下面几个参与者:

  - Component:装饰者和被装饰者共同的父类,是一个接口或者抽象类,用来定义基本行为

  - ConcreteComponent:定义具体对象,即被装饰者

  - Decorator:抽象装饰者,继承自Component,从外类来扩展ConcreteComponent。对于ConcreteComponent来说,不需要知道Decorator的存在,Decorator是一个接口或抽象类

  - ConcreteDecorator:具体装饰者,用于扩展ConcreteComponent

  注:装饰者和被装饰者对象有相同的超类型,因为装饰者和被装饰者必须是一样的类型,这里利用继承是为了达到类型匹配,而不是利用继承获得行为。

  dubbo中的AOP

  Dubbo AOP 是通过装饰者模式完成的,接下来通过一个简单的案例来学习dubbo中AOP的实现方式。

  首先定义一个接口

package com.itheima.dubbo;

import org.apache.dubbo.common.extension.SPI;

@SPI
public interface Phone {
    void call();
}

  定义接口的实现类,也就是被装饰者

package com.itheima.dubbo;

public class IphoneX implements Phone {

    @Override
    public void call() {
        System.out.println("iphone正在拨打电话");
    }
}

  为了简单,这里省略了装饰者接口。仅仅定义一个装饰者,实现phone接口,内部配置增强逻辑方法

package com.itheima.dubbo;

public class MusicPhone implements Phone {

    private Phone phone;

    public MusicPhone(Phone phone) {
        this.phone = phone;
    }

    @Override
    public void call() {
        System.out.println("播放彩铃");
        this.phone.call();
    }
}

  ```

  添加拓展点配置文件META-INF/dubbo/com.itheima.dubbo.Phone,内容如下

  ```

  iphone = com.itheima.dubbo.IphoneX

  filter = com.itheima.dubbo.MusicPhone

  ```

  配置测试方法

public static void main(String[] args) {
        ExtensionLoader<Phone> extensionLoader =
                ExtensionLoader.getExtensionLoader(Phone.class);
        Phone phone = extensionLoader.getExtension("iphone");
        phone.call();
    }

  具体执行效果如下

1663221390449_9.jpg

  先调用装饰者增强,再调用目标方法完成业务逻辑。

  通过测试案例,可以看到在Dubbo SPI中具有增强AOP的功能,我们只需要关注dubbo源码中这样一行代码就够了。

//检查是否具有装饰者类,如果有调用装饰者类的构造方法,并返回实例对象
if (CollectionUtils.isNotEmpty(wrapperClasses)) {
    for (Class<?> wrapperClass : wrapperClasses) {
        instance = injectExtension(
            (T) wrapperClass.getConstructor(type).newInstance(instance));
    }
}

  动态编译

  SPI中的自适应

  我们知道在 Dubbo 中,很多拓展都是通过 SPI 机制 进行加载的,比如 Protocol、Cluster、LoadBalance、ProxyFactory 等。有时,有些拓展并不想在框架启动阶段被加载,而是希望在拓展方法被调用时,根据运行时参数进行加载,即根据参数动态加载实现类。如下所示:

  

1663221441258_10.jpg

  这种在运行时,根据方法参数才动态决定使用具体的拓展,在dubbo中就叫做扩展点自适应实例。其实是一个扩展点的代理,将扩展的选择从Dubbo启动时,延迟到RPC调用时。Dubbo中每一个扩展点都有一个自适应类,如果没有显式提供,Dubbo会自动为我们创建一个,默认使用Javaassist。

  自适应拓展机制的实现逻辑是这样的

  1. 首先 Dubbo 会为拓展接口生成具有代理功能的代码;

  2. 通过 javassist 或 jdk 编译这段代码,得到 Class 类;

  3. 通过反射创建代理类;

  4. 在代理类中,通过URL对象的参数来确定到底调用哪个实现类;

  javassist入门

  Javassist是一个开源的分析、编辑和创建Java字节码的类库。是由东京工业大学的数学和计算机科学系的 Shigeru Chiba (千叶滋)所创建的。它已加入了开放源代码JBoss 应用服务器项目,通过使用Javassist对字节码操作为JBoss实现动态AOP框架。javassist是jboss的一个子项目,其主要的优点,在于简单,而且快速。直接使用java编码的形式,而不需要了解虚拟机指令,就能动态改变类的结构,或者动态生成类。为了方便更好的理解dubbo中的自适应,这里通过案例的形式来熟悉下Javassist的基本使用。

package com.itheima.compiler;

import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Modifier;

import javassist.ClassPool;
import javassist.CtClass;
import javassist.CtConstructor;
import javassist.CtField;
import javassist.CtMethod;
import javassist.CtNewMethod;

/**
 *  Javassist是一个开源的分析、编辑和创建Java字节码的类库
 *  能动态改变类的结构,或者动态生成类
 */
public class CompilerByJavassist {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        // ClassPool:class对象容器
        ClassPool pool = ClassPool.getDefault();

        // 通过ClassPool生成一个User类
        CtClass ctClass = pool.makeClass("com.itheima.domain.User");

        // 添加属性     -- private String username
        CtField enameField = new CtField(pool.getCtClass("java.lang.String"),
                "username", ctClass);

        enameField.setModifiers(Modifier.PRIVATE);

        ctClass.addField(enameField);

        // 添加属性    -- private int age
        CtField enoField = new CtField(pool.getCtClass("int"), "age", ctClass);

        enoField.setModifiers(Modifier.PRIVATE);

        ctClass.addField(enoField);

        //添加方法
        ctClass.addMethod(CtNewMethod.getter("getUsername", enameField));
        ctClass.addMethod(CtNewMethod.setter("setUsername", enameField));
        ctClass.addMethod(CtNewMethod.getter("getAge", enoField));
        ctClass.addMethod(CtNewMethod.setter("setAge", enoField));


        // 无参构造器
        CtConstructor constructor = new CtConstructor(null, ctClass);
        constructor.setBody("{}");
        ctClass.addConstructor(constructor);

        // 添加构造函数
        //ctClass.addConstructor(new CtConstructor(new CtClass[] {}, ctClass));

        CtConstructor ctConstructor = new CtConstructor(new CtClass[] {pool.get(String.class.getName()),CtClass.intType}, ctClass);
        ctConstructor.setBody("{\n this.username=$1; \n this.age=$2;\n}");
        ctClass.addConstructor(ctConstructor);

        // 添加自定义方法
        CtMethod ctMethod = new CtMethod(CtClass.voidType, "printUser",new CtClass[] {}, ctClass);
        // 为自定义方法设置修饰符
        ctMethod.setModifiers(Modifier.PUBLIC);
        // 为自定义方法设置函数体
        StringBuffer buffer2 = new StringBuffer();
        buffer2.append("{\nSystem.out.println(\"用户信息如下\");\n")
                .append("System.out.println(\"用户名=\"+username);\n")
                .append("System.out.println(\"年龄=\"+age);\n").append("}");
        ctMethod.setBody(buffer2.toString());
        ctClass.addMethod(ctMethod);

        //生成一个class
        Class<?> clazz = ctClass.toClass();

        Constructor cons2 = clazz.getDeclaredConstructor(String.class,Integer.TYPE);

        Object obj = cons2.newInstance("itheima",20);

        //反射 执行方法
        obj.getClass().getMethod("printUser", new Class[] {})
                .invoke(obj, new Object[] {});

        // 把生成的class文件写入文件
        byte[] byteArr = ctClass.toBytecode();
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("D://User.class"));
        fos.write(byteArr);
        fos.close();
    }
}

  通过以上代码,我们可以知道使用javassist可以方便的在运行时,按需动态的创建java对象,并执行内部方法。而这也是dubbo中动态编译的核心。

  源码分析

  Adaptive注解

  在开始之前,我们有必要先看一下与自适应拓展息息相关的一个注解,即 Adaptive 注解。

@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})
public @interface Adaptive {
    String[] value() default {};
}

  从上面的代码中可知,Adaptive 可注解在类或方法上。

  - 标注在类上:Dubbo 不会为该类生成代理类。

  - 标注在方法上:Dubbo 则会为该方法生成代理逻辑,表示当前方法需要根据 参数URL 调用对应的扩展点实现。

  获取自适应拓展类

  dubbo中每一个扩展点都有一个自适应类,如果没有显式提供,Dubbo会自动为我们创建一个,默认使用Javaassist。 先来看下创建自适应扩展类的代码:

public T getAdaptiveExtension() {
    Object instance = cachedAdaptiveInstance.get();
    if (instance == null) {
            synchronized (cachedAdaptiveInstance) {
                instance = cachedAdaptiveInstance.get();
                if (instance == null) {
                      instance = createAdaptiveExtension();
                      cachedAdaptiveInstance.set(instance);
                }
            }        
    }

    return (T) instance;
}

  继续看createAdaptiveExtension方法

```java
private T createAdaptiveExtension() {        
    return injectExtension((T) getAdaptiveExtensionClass().newInstance());
}
```

  继续看getAdaptiveExtensionClass方法

private Class<?> getAdaptiveExtensionClass() {
        getExtensionClasses();
        if (cachedAdaptiveClass != null) {
            return cachedAdaptiveClass;
        }
        return cachedAdaptiveClass = createAdaptiveExtensionClass();
    }

  继续看createAdaptiveExtensionClass方法,绕了一大圈,终于来到了具体的实现了。看这个createAdaptiveExtensionClass方法,它首先会生成自适应类的Java源码,然后再将源码编译成Java的字节码,加载到JVM中。

private Class<?> createAdaptiveExtensionClass() {
        String code = createAdaptiveExtensionClassCode();
        ClassLoader classLoader = findClassLoader();
        org.apache.dubbo.common.compiler.Compiler compiler = ExtensionLoader.getExtensionLoader(org.apache.dubbo.common.compiler.Compiler.class).getAdaptiveExtension();
        return compiler.compile(code, classLoader);
    }
```

  Compiler的代码,默认实现是javassist。

@SPI("javassist")
public interface Compiler {
    Class<?> compile(String code, ClassLoader classLoader);
}

  createAdaptiveExtensionClassCode()方法中使用一个StringBuilder来构建自适应类的Java源码。方法实现比较长,这里就不贴代码了。这种生成字节码的方式也挺有意思的,先生成Java源代码,然后编译,加载到jvm中。通过这种方式,可以更好的控制生成的Java类。而且这样也不用care各个字节码生成框架的api等。因为xxx.java文件是Java通用的,也是我们最熟悉的。只是代码的可读性不强,需要一点一点构建xx.java的内容。

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