dubbo 网络设计

1、网络 IO 模型

IO 多路复用常见的有 select, poll, epoll。
在 netty 中，要使用 epollo，需要使用 EpollEventLoopGroup, 要使用 select，需要使用 NioEventLoopGroup。
下面，来看下 dubbo 在创建 EventLoopGroup 时，使用的是哪个类.
netty 在创建 EventLoopGroup 都是通过 NettyEventLoopFactory#eventLoopGroup(int, String) 去创建。

默认不开启 epollo
当 netty.epoll.enable 为 true 且操作系统为 linux 时， epollo 才生效

private static boolean shouldEpoll() {
    Configuration configuration = ApplicationModel.getEnvironment().getConfiguration();
    if (configuration.getBoolean("netty.epoll.enable", false)) {
        String osName = configuration.getString("os.name");
        return osName.toLowerCase().contains("linux") && Epoll.isAvailable();
    }
    return false;
}

为什么默认不使用 epollo?

个人看法：一般而言在连接不多的情况下，select 会比 epollo 更高效。而对于大部分应用程序，不会有太多的节点，因此使用 select 比 epollo 更合理。

1.1、业务线程设计

netty 的网络模型使用的是 reactor 模式。在 reactor 模式中，将线程分为了 bossGroup、workGroup、业务线程。
bossGroup 用于处理连接。建立连接后，将连接交给 workGroup, workGroup 负责读写。读写处理完后，再将消息转发给业务线程。
在 dubbo 中，业务逻辑处理使用的是业务线程。编解码消息体默认使用 workGroup 线程，可通过 decode.in.io 配置进行修改。

那么在 dubbo 中，工作线程长什么样呢？

dubbo 允许用户通过 SPI 机制修改工作线程。默认提供的工作线程有如下：

CachedThreadPool(cached)
线程池模型为 Executors.newCachedThreadPool()
EagerThreadPool(ager)
核心线程数满时，创建新的线程去执行任务，而不是将任务放到阻塞队列中
FixedThreadPool(默认-fixed)
线程池模型为 Executors.newFixedThreadPool()
LimitedThreadPool(limited)
不会收缩的线程池

可以通过 dubbo.protocol.threadpool 修改默认行为

2、任务派发

我们知道 reactor 有分 IO 线程、工作线程。如果派发到工作线程，则还需要将任务提交给工作线程。如果在 IO 线程执行，则免去这一步骤, 效率更高。因为接收消息的就是 IO 线程。
dubbo 提供了以下几种分发策略

all 所有消息都派发到业务线程池，包括请求，响应，连接事件，断开事件，心跳等。（默认）
direct 所有消息都不派发到业务线程池，全部在 workGroup 线程上直接执行。
message 只有请求响应消息派发到业务线程池，其它连接断开事件，心跳等消息，直接在 workGroup 线程上执行。
execution 只有请求消息派发到业务线程池，不含响应，响应和其它连接断开事件，心跳等消息，直接在 workGroup 线程上执行。
connection 在 workGroup 线程上，将连接断开事件放入队列，有序逐个执行，其它消息派发到业务线程池。

3、粘包、半包处理

代码入口：InternalDecoder#decode()
粘包、半包的处理原则是：不停的读取数据流，直到数据流成为一个完整的包。至于如何判断是否为完整的包，则由程序决定。RPC 中，常用的是固定的消息头大小 + 可变的消息体。并在消息头在声明消息体的大小。dubbo 采用的就是这种方式。

4、心跳机制

dubbo 没有重新设计心跳机制，而是使用 netty 自带的心跳机制。

4.1、client

功能为：客户端如果 60s 没有发送数据包，则发送一次心跳包。每次发完心跳包，都会检查连接是否已经失效。如果是，则关闭连接，并从本地缓存中删掉该连接

代码位置 NettyClient#doOpen()

ch.pipeline()
.addLast("client-idle-handler", new IdleStateHandler(60000, 0, 0, MILLISECONDS))
.addLast("handler", nettyClientHandler);

具体的处理机制, 代码位置 NettyClientHandler

public void userEventTriggered(ChannelHandlerContext ctx, Object evt) throws Exception {
    // send heartbeat when read idle.
    if (evt instanceof IdleStateEvent) {
        try {
            NettyChannel channel = NettyChannel.getOrAddChannel(ctx.channel(), url, handler);
            if (logger.isDebugEnabled()) {
                logger.debug("IdleStateEvent triggered, send heartbeat to channel " + channel);
            }
            Request req = new Request();
            req.setVersion(Version.getProtocolVersion());
            req.setTwoWay(true);
            req.setEvent(HEARTBEAT_EVENT);
            channel.send(req);
        } finally {
            NettyChannel.removeChannelIfDisconnected(ctx.channel());
        }
    } else {
        super.userEventTriggered(ctx, evt);
    }
}

4.2、server

功能为：如果 180s 没有任何的收发数据包，则关闭连接
代码位置 NettyServer#doOpen

ch.pipeline()
.addLast("server-idle-handler", new IdleStateHandler(0, 0, idleTimeout, MILLISECONDS))
.addLast("handler", nettyServerHandler);

代码位置 NettyServerHandler

public void userEventTriggered(ChannelHandlerContext ctx, Object evt) throws Exception {
    // server will close channel when server don't receive any heartbeat from client util timeout.
    if (evt instanceof IdleStateEvent) {
        NettyChannel channel = NettyChannel.getOrAddChannel(ctx.channel(), url, handler);
        try {
            logger.info("IdleStateEvent triggered, close channel " + channel);
            channel.close();
        } finally {
            NettyChannel.removeChannelIfDisconnected(ctx.channel());
        }
    }
    super.userEventTriggered(ctx, evt);
}

5、client 重连机制

client 通过定时任务方式，定时检查 client 是否需要重连.

5.1、创建重连定时任务

代码入口：HeaderExchangeClient(Client, boolean)
默认每隔 180s 检测一次。即，心跳时间的 3 倍。
需要注意，大部分框架，都会将判断应用是否死亡时间，设置为心跳时间的 3倍。主要的原因是：可能出于网络原因，导致心跳包没有接收到。因此给了 client 2 次重试的机会。