一、服务目录（Directory）核心设计
1.服务目录的核心作用
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graph TB A[服务消费者] --> B[服务目录Directory] B --> C[RegistryDirectory] B --> D[StaticDirectory] C --> E[服务发现] C --> F[配置变更监听] C --> G[Invoker列表维护]
2.RegistryDirectory核心实现
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public class RegistryDirectory<T> extends AbstractDirectory<T> implements NotifyListener { // 核心数据结构 private final Map<String, Invoker<T>> urlInvokerMap = new ConcurrentHashMap<>(); private final Map<String, List<Invoker<T>>> methodInvokerMap = new ConcurrentHashMap<>(); // 服务发现与注册中心 private Registry registry; private URL consumerUrl; /** * 订阅服务变更通知 */ @Override public synchronized void notify(List<URL> urls) { // 1. 服务提供者URL分类 Map<String, List<URL>> categoryUrls = urls.stream() .filter(UrlUtils::isMatch) .collect(Collectors.groupingBy(url -> { if (UrlUtils.isConfigurator(url)) { return CONFIGURATORS_CATEGORY; } else if (UrlUtils.isRoute(url)) { return ROUTERS_CATEGORY; } else if (UrlUtils.isProvider(url)) { return PROVIDERS_CATEGORY; } return ""; })); // 2. 处理配置URL List<URL> configuratorUrls = categoryUrls.getOrDefault(CONFIGURATORS_CATEGORY, Collections.emptyList()); this.configurators = Configurator.toConfigurators(configuratorUrls); // 3. 处理路由URL List<URL> routerUrls = categoryUrls.getOrDefault(ROUTERS_CATEGORY, Collections.emptyList()); toRouters(routerUrls).ifPresent(this::addRouters); // 4. 处理服务提供者URL List<URL> providerUrls = categoryUrls.getOrDefault(PROVIDERS_CATEGORY, Collections.emptyList()); refreshOverrideAndInvoker(providerUrls); } /** * 刷新Invoker列表 */ private void refreshOverrideAndInvoker(List<URL> urls) { // 1. 覆盖配置处理 overrideDirectoryUrl(); // 2. 转换为Invoker Map<String, Invoker<T>> newUrlInvokerMap = toInvokers(urls); // 3. 状态转换 if (newUrlInvokerMap == null || newUrlInvokerMap.isEmpty()) { // 服务不可用 destroyAllInvokers(); } else { // 更新Invoker映射 this.urlInvokerMap = newUrlInvokerMap; // 4. 构建方法级Invoker映射 Map<String, List<Invoker<T>>> newMethodInvokerMap = toMethodInvokers(newUrlInvokerMap); // 5. 合并多组Invoker this.methodInvokerMap = multiGroup ? toMergeInvokerList(newMethodInvokerMap) : newMethodInvokerMap; // 6. 销毁无用Invoker destroyUnusedInvokers(newUrlInvokerMap); } } /** * URL转Invoker */ private Map<String, Invoker<T>> toInvokers(List<URL> urls) { Map<String, Invoker<T>> newUrlInvokerMap = new HashMap<>(); if (urls == null || urls.isEmpty()) { return newUrlInvokerMap; } Set<String> keys = new HashSet<>(); for (URL url : urls) { // 应用配置规则 URL configuredUrl = getConfiguredInvokerUrl(url); // 生成key: protocol://host:port/path?version String key = configuredUrl.toFullString(); if (keys.contains(key)) { continue; // 去重 } keys.add(key); // 缓存中获取或创建Invoker Invoker<T> invoker = invokersCache.get(key); if (invoker == null) { // 创建新的Invoker invoker = protocol.refer(serviceType, configuredUrl); invokersCache.put(key, invoker); } newUrlInvokerMap.put(key, invoker); } keys.clear(); return newUrlInvokerMap; } }3.服务目录的核心功能
3.1 服务发现与注册
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public class RegistryDirectory<T> extends AbstractDirectory<T> { // 订阅服务 public void subscribe(URL url) { this.consumerUrl = url; // 注册消费者 registry.register(consumerUrl); // 订阅服务提供者 registry.subscribe(url, this); } // 取消订阅 public void unsubscribe(URL url) { registry.unsubscribe(url, this); destroyAllInvokers(); } }3.2 动态配置更新
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public class RegistryDirectory<T> extends AbstractDirectory<T> { // 配置变更监听 private void refreshInvoker(List<URL> invokerUrls) { if (invokerUrls != null && invokerUrls.size() == 1 && invokerUrls.get(0) != null && Constants.EMPTY_PROTOCOL.equals(invokerUrls.get(0).getProtocol())) { // 服务提供者下线 this.forbidden = true; this.methodInvokerMap = null; destroyAllInvokers(); } else { this.forbidden = false; Map<String, Invoker<T>> localUrlInvokerMap = this.urlInvokerMap; // 对比新旧URL，增量更新 Map<String, Invoker<T>> newUrlInvokerMap = toInvokers(invokerUrls); // 找出需要销毁的Invoker List<Invoker<T>> destroyedInvokers = new ArrayList<>(); for (Map.Entry<String, Invoker<T>> entry : localUrlInvokerMap.entrySet()) { if (!newUrlInvokerMap.containsKey(entry.getKey())) { destroyedInvokers.add(entry.getValue()); } } // 销毁无用Invoker for (Invoker<T> invoker : destroyedInvokers) { invoker.destroy(); invokersCache.remove(invoker.getUrl().toFullString()); } } } }篇幅限制下面就只能给大家展示小册部分内容了。整理了一份核心面试笔记包括了：Java面试、Spring、JVM、MyBatis、Redis、MySQL、并发编程、微服务、Linux、Springboot、SpringCloud、MQ、Kafc
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二、路由链（RouterChain）实现原理
1.路由链的构建过程
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public class RouterChain<T> { private List<Router> routers = new ArrayList<>(); // 构建路由链 public static <T> RouterChain<T> buildChain(URL url) { RouterChain<T> chain = new RouterChain<>(); // 1. 内置路由 chain.addRouter(new TagRouter()); chain.addRouter(new AppRouter()); // 2. 配置的路由（从URL参数获取） String routerConfig = url.getParameter(Constants.ROUTER_KEY); if (StringUtils.isNotEmpty(routerConfig)) { String[] routerTypes = routerConfig.split(","); for (String routerType : routerTypes) { Router router = ExtensionLoader.getExtensionLoader(RouterFactory.class) .getExtension(routerType) .getRouter(url); chain.addRouter(router); } } // 3. 脚本路由 chain.addRouter(new ScriptRouter(url)); // 4. 条件路由 chain.addRouter(new ConditionRouter(url)); return chain; } // 路由调用 public List<Invoker<T>> route(URL url, Invocation invocation) { List<Invoker<T>> finalInvokers = invokers; // 依次通过各个路由筛选 for (Router router : routers) { finalInvokers = router.route(finalInvokers, url, invocation); // 如果已经没有可用Invoker，提前终止 if (finalInvokers == null || finalInvokers.isEmpty()) { return finalInvokers; } } return finalInvokers; } }2.核心路由实现详解
2.1 条件路由（ConditionRouter）
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public class ConditionRouter implements Router { // 路由规则解析 private final Map<String, MatchPair> whenCondition; private final Map<String, MatchPair> thenCondition; @Override public <T> List<Invoker<T>> route(List<Invoker<T>> invokers, URL url, Invocation invocation) { if (invokers == null || invokers.isEmpty()) { return invokers; } try { // 1. 判断是否匹配when条件 if (!matchWhen(url, invocation)) { return invokers; // 不匹配，返回所有 } List<Invoker<T>> result = new ArrayList<>(); // 2. 应用then条件筛选 for (Invoker<T> invoker : invokers) { if (matchThen(invoker.getUrl(), url)) { result.add(invoker); } } // 3. 如果有匹配的结果，返回；否则返回空 if (!result.isEmpty()) { return result; } else if (thenCondition.isEmpty()) { // then条件为空表示黑名单，返回空 return result; } } catch (Throwable t) { // 路由出错，返回所有 return invokers; } return invokers; } // 条件匹配 private boolean matchWhen(URL url, Invocation invocation) { return whenCondition == null || whenCondition.isEmpty() || matchCondition(whenCondition, url, null, invocation); } // 模式匹配引擎 private boolean matchCondition(Map<String, MatchPair> condition, URL url, URL param, Invocation invocation) { Map<String, String> sample = url.toMap(); for (Map.Entry<String, MatchPair> entry : condition.entrySet()) { String key = entry.getKey(); MatchPair pair = entry.getValue(); // 获取参数值 String sampleValue = getSampleValue(key, sample, url, param, invocation); if (sampleValue == null) { // 参数不存在但规则要求必须匹配，返回false if (!pair.matches.isEmpty()) { return false; } continue; } // 检查是否匹配 if (!pair.isMatch(sampleValue)) { return false; } } return true; } }2.2 标签路由（TagRouter）
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public class TagRouter implements Router { @Override public <T> List<Invoker<T>> route(List<Invoker<T>> invokers, URL url, Invocation invocation) { if (invokers == null || invokers.isEmpty()) { return invokers; } // 1. 获取请求标签 String tag = StringUtils.isNotEmpty(invocation.getAttachment(TAG_KEY)) ? invocation.getAttachment(TAG_KEY) : url.getParameter(TAG_KEY); // 2. 如果没有标签，过滤掉有标签的提供者 if (StringUtils.isEmpty(tag)) { return invokers.stream() .filter(invoker -> { String providerTag = invoker.getUrl().getParameter(TAG_KEY); return StringUtils.isEmpty(providerTag); }) .collect(Collectors.toList()); } // 3. 匹配标签 List<Invoker<T>> tagInvokers = invokers.stream() .filter(invoker -> tag.equals(invoker.getUrl().getParameter(TAG_KEY))) .collect(Collectors.toList()); // 4. 如果没有匹配的标签服务，降级到无标签服务 if (!tagInvokers.isEmpty()) { return tagInvokers; } else { return invokers.stream() .filter(invoker -> StringUtils.isEmpty(invoker.getUrl().getParameter(TAG_KEY))) .collect(Collectors.toList()); } } }3.路由链的扩展机制
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// 自定义路由实现 @SPI public interface Router extends Comparable<Router> { int DEFAULT_PRIORITY = 0; /** * 路由方法 */ <T> List<Invoker<T>> route(List<Invoker<T>> invokers, URL url, Invocation invocation); /** * 获取路由URL */ URL getUrl(); /** * 路由优先级，数值越小优先级越高 */ default int getPriority() { return DEFAULT_PRIORITY; } } // 路由工厂 @SPI public interface RouterFactory { /** * 创建路由器 */ @Adaptive("protocol") Router getRouter(URL url); } // 扩展点配置 // META-INF/dubbo/internal/com.alibaba.dubbo.rpc.RouterFactory condition=com.alibaba.dubbo.rpc.cluster.router.condition.ConditionRouterFactory script=com.alibaba.dubbo.rpc.cluster.router.script.ScriptRouterFactory file=com.alibaba.dubbo.rpc.cluster.router.file.FileRouterFactory三、服务目录与路由链的协同工作
1.完整的调用流程
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public abstract class AbstractDirectory<T> implements Directory<T> { @Override public List<Invoker<T>> list(Invocation invocation) throws RpcException { // 1. 获取所有Invoker List<Invoker<T>> invokers = doList(invocation); // 2. 获取路由链 List<Router> routers = getRouters(); // 3. 应用路由链 if (routers != null && !routers.isEmpty()) { for (Router router : routers) { invokers = router.route(invokers, getConsumerUrl(), invocation); } } // 4. 返回过滤后的Invoker return invokers == null ? Collections.emptyList() : invokers; } // 具体实现 protected List<Invoker<T>> doList(Invocation invocation) { if (forbidden) { throw new RpcException("No provider available for service " + getInterface().getName()); } List<Invoker<T>> invokers = null; // 从缓存中获取 Map<String, List<Invoker<T>>> localMethodInvokerMap = this.methodInvokerMap; if (localMethodInvokerMap != null && localMethodInvokerMap.size() > 0) { String methodName = invocation.getMethodName(); invokers = localMethodInvokerMap.get(methodName); // 方法级路由 if (invokers == null) { invokers = localMethodInvokerMap.get(Constants.ANY_VALUE); } } return invokers; } }2.动态配置更新机制
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public class RegistryDirectory<T> extends AbstractDirectory<T> { // 监听配置变更 private void notify(List<URL> urls) { // 路由规则更新 List<URL> routerUrls = filterRouter(urls); if (!routerUrls.isEmpty()) { // 更新路由链 List<Router> routers = toRouters(routerUrls); if (routers != null) { setRouters(routers); } } // 配置规则更新 List<URL> configuratorUrls = filterConfigurator(urls); if (!configuratorUrls.isEmpty()) { // 刷新配置 refreshInvoker(invokerUrls); } } // 路由规则转换 private Optional<List<Router>> toRouters(List<URL> routerUrls) { List<Router> routers = new ArrayList<>(); for (URL routerUrl : routerUrls) { try { // 通过SPI加载路由工厂 RouterFactory factory = ExtensionLoader.getExtensionLoader(RouterFactory.class) .getAdaptiveExtension(); Router router = factory.getRouter(routerUrl); routers.add(router); } catch (Throwable t) { logger.error("Failed to create router from url: " + routerUrl, t); } } return Optional.of(routers); } }四、高级特性与优化
1.路由缓存与性能优化
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public class RouterChain<T> { // 路由结果缓存 private final Map<String, List<Invoker<T>>> routeCache = new LRUCache<>(1000); public List<Invoker<T>> route(URL url, Invocation invocation) { // 生成缓存key String cacheKey = generateCacheKey(url, invocation); // 尝试从缓存获取 List<Invoker<T>> cachedResult = routeCache.get(cacheKey); if (cachedResult != null) { return cachedResult; } // 计算路由结果 List<Invoker<T>> result = doRoute(url, invocation); // 放入缓存（设置合适的TTL） if (shouldCache(invocation)) { routeCache.put(cacheKey, result); } return result; } private String generateCacheKey(URL url, Invocation invocation) { StringBuilder sb = new StringBuilder(); sb.append(url.getServiceKey()) .append("#") .append(invocation.getMethodName()) .append("#") .append(getParameterHash(url, invocation)); return sb.toString(); } }2.灰度发布与路由策略
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// 基于权重的灰度路由 public class WeightRouter implements Router { @Override public <T> List<Invoker<T>> route(List<Invoker<T>> invokers, URL url, Invocation invocation) { // 计算总权重 int totalWeight = 0; List<WeightedInvoker<T>> weightedInvokers = new ArrayList<>(); for (Invoker<T> invoker : invokers) { int weight = invoker.getUrl().getParameter(WEIGHT_KEY, DEFAULT_WEIGHT); if (weight > 0) { totalWeight += weight; weightedInvokers.add(new WeightedInvoker<>(invoker, weight)); } } // 随机选择 if (totalWeight > 0) { int random = ThreadLocalRandom.current().nextInt(totalWeight); int current = 0; for (WeightedInvoker<T> weightedInvoker : weightedInvokers) { current += weightedInvoker.weight; if (random < current) { return Collections.singletonList(weightedInvoker.invoker); } } } // 降级到随机选择 return invokers; } private static class WeightedInvoker<T> { final Invoker<T> invoker; final int weight; WeightedInvoker(Invoker<T> invoker, int weight) { this.invoker = invoker; this.weight = weight; } } }3.故障转移与熔断路由
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public class FailoverRouter implements Router { private final CircuitBreakerRegistry circuitBreakerRegistry = CircuitBreakerRegistry.getInstance(); @Override public <T> List<Invoker<T>> route(List<Invoker<T>> invokers, URL url, Invocation invocation) { return invokers.stream() .filter(invoker -> { // 检查熔断器状态 String serviceKey = invoker.getUrl().getServiceKey(); CircuitBreaker circuitBreaker = circuitBreakerRegistry.getCircuitBreaker(serviceKey); if (circuitBreaker != null && circuitBreaker.isOpen()) { // 熔断器打开，跳过该服务 return false; } // 检查健康状态 return isHealthy(invoker); }) .collect(Collectors.toList()); } private <T> boolean isHealthy(Invoker<T> invoker) { // 检查最近错误率 // 检查响应时间 // 检查连接状态 return true; } }篇幅限制下面就只能给大家展示小册部分内容了。整理了一份核心面试笔记包括了：Java面试、Spring、JVM、MyBatis、Redis、MySQL、并发编程、微服务、Linux、Springboot、SpringCloud、MQ、Kafc
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五、最佳实践与配置
1.配置示例
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运行
<!-- 服务消费者配置 --> <dubbo:reference id="userService" interface="com.example.UserService"> <!-- 路由规则 --> <dubbo:parameter key="router" value="tag,condition" /> <!-- 条件路由规则 --> <dubbo:parameter key="rule" value=" => host != 192.168.1.100 & method = find* => host = 192.168.1.* & version = 2.0 => cluster = cluster1 " /> <!-- 标签路由 --> <dubbo:parameter key="tag" value="gray" /> </dubbo:reference> <!-- 动态配置 --> <dubbo:config-center address="zookeeper://127.0.0.1:2181"> <dubbo:parameter key="router" value=" scope: service key: com.example.UserService enabled: true rules: - priority: 1 conditions: - method=find* => host=192.168.1.* - priority: 2 conditions: - => tag=gray " /> </dubbo:config-center>
2.监控与调试
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// 路由链监控 public class RouterChainMonitor { public void monitorRouteChain(RouterChain<?> chain, Invocation invocation) { List<Invoker<?>> initialInvokers = chain.getInitialInvokers(); Map<String, List<Invoker<?>>> routeHistory = new LinkedHashMap<>(); // 记录每个路由器的输出 for (Router router : chain.getRouters()) { List<Invoker<?>> before = routeHistory.isEmpty() ? initialInvokers : routeHistory.values().iterator().next(); List<Invoker<?>> after = router.route(before, getUrl(), invocation); routeHistory.put(router.getClass().getSimpleName(), after); // 记录到监控系统 recordRouteMetrics(router, before.size(), after.size()); } // 输出路由链详情 logRouteChainDetail(routeHistory); } }六、总结
Dubbo服务目录与路由链的核心要点：
服务目录：
负责维护可用的服务提供者列表
监听注册中心变化，动态更新Invoker
提供方法级的服务分组
路由链：
通过责任链模式实现多重路由规则
支持条件路由、标签路由、脚本路由等
路由优先级控制执行顺序
关键特性：
动态更新：配置热更新，无需重启
扩展性强：SPI机制支持自定义路由
性能优化：缓存、懒加载等优化手段
容错机制：路由失败降级策略
最佳实践：
合理设计路由规则，避免过度复杂
监控路由链性能，及时优化
结合业务场景选择合适的路由策略
这种设计使得Dubbo能够实现复杂的流量治理需求，如灰度发布、蓝绿部署、区域路由等高级功能。
