技术

对容器云平台的理解 Prometheus 源码分析 并发的成本 基础设施优化 hashicorp raft源码学习 docker 架构 mosn细节 与微服务框架整合 Java动态代理 编程范式 并发通信模型 《网络是怎样连接的》笔记 go细节 codereview mat使用 jvm 线程实现 go打包机制 go interface及反射 如何学习Kubernetes 《编译原理之美》笔记——后端部分 《编译原理之美》笔记——前端部分 Pilot MCP协议分析 go gc 内存管理玩法汇总 软件机制 istio流量管理 Pilot源码分析 golang io 学习Spring mosn源码浅析 MOSN简介 《datacenter as a computer》笔记 学习JVM Tomcat源码分析 Linux可观测性 MVCC 学习存储 学计算 Gotty源码分析 kubernetes operator kaggle泰坦尼克问题实践 kubernetes自动扩容缩容 神经网络模型优化 直觉上理解机器学习 knative入门 如何学习机器学习 神经网络系列笔记 TIDB源码分析 《阿里巴巴云原生实践15讲》笔记 Alibaba Java诊断工具Arthas TIDB存储——TIKV 《Apache Kafka源码分析》——简介 netty中的线程池 guava cache 源码分析 Springboot 启动过程分析 Spring 创建Bean的年代变迁 Linux内存管理 自定义CNI IPAM 扩展Kubernetes 副本一致性 spring redis 源码分析 kafka实践 spring kafka 源码分析 Linux进程调度 让kafka支持优先级队列 Codis源码分析 Redis源码分析 C语言学习 《趣谈Linux操作系统》笔记 docker和k8s安全机制 jvm crash分析 Kubernetes监控 Kubernetes 控制器模型 Prometheus 学习 容器日志采集 容器狂占cpu怎么办? Kubernetes资源调度——scheduler 时序性数据库介绍及对比 influxdb入门 maven的基本概念 《Apache Kafka源码分析》——server Kubernetes objects之编排对象 源码分析体会 《数据结构与算法之美》——算法新解 Kubernetes源码分析——controller mananger Kubernetes源码分析——apiserver Kubernetes源码分析——kubelet Kubernetes介绍 ansible学习 Kubernetes源码分析——从kubectl开始 jib源码分析之Step实现 kubernetes实践 jib源码分析之细节 线程排队 跨主机容器通信 jib源码分析及应用 为容器选择一个合适的entrypoint kubernetes yaml配置 《持续交付36讲》笔记 mybatis学习 程序猿应该知道的 无锁数据结构和算法 CNI 为什么很多业务程序猿觉得数据结构和算法没用? 串一串一致性协议 当我在说PaaS时,我在说什么 《数据结构与算法之美》——数据结构笔记 PouchContainer技术分享体会 harbor学习 用groovy 来动态化你的代码 《深入剖析kubernetes》笔记 精简代码的利器——lombok 学习 编程语言的动态性 rxjava3——背压 rxjava2——线程切换 spring cloud 初识 《深入拆解java 虚拟机》笔记 《how tomcat works》笔记 hystrix 学习 rxjava1——概念 Redis 学习 TIDB 学习 分布式计算系统的那些套路 Storm 学习 AQS1——论文学习 Unsafe Spark Stream 学习 linux vfs轮廓 mysql 批量操作优化 《自己动手写docker》笔记 java8 实践 中本聪比特币白皮书 细读 区块链泛谈 比特币 大杂烩 总纲——如何学习分布式系统 hbase 泛谈 forkjoin 泛谈 看不见摸不着的cdn是啥 《jdk8 in action》笔记 程序猿视角看网络 bgp初识 calico学习 AQS2——粗略的代码分析 我们能用反射做什么 web 跨域问题 《clean code》笔记 硬件对软件设计的影响 《Elasticsearch权威指南》笔记 mockito简介及源码分析 2017软件开发小结—— 从做功能到做系统 《Apache Kafka源码分析》——clients dns隐藏的一个坑 《mysql技术内幕》笔记2 《mysql技术内幕》笔记1 log4j学习 为什么netty比较难懂? 回溯法 apollo client源码分析及看待面向对象设计 学习并发 docker 环境(主要运行java项目)常见问题 Scala的一些梗 OpenTSDB 入门 spring事务小结 事务一致性 javascript应用在哪里 《netty in action》读书笔记 netty对http2协议的解析 ssl证书是什么东西 http那些事 苹果APNs推送框架pushy apple 推送那些事儿 编写java框架的几大利器 java内存模型 java exception Linux IO学习 network channel network byte buffer 测试环境docker化实践 netty(七)netty在框架中的使用套路 Nginx简单使用 《Linux内核设计的艺术》小结 Go并发机制及语言层工具 Macvlan Linux网络源代码学习——数据包的发送与接收 《docker源码分析》小结 docker中涉及到的一些linux知识 hystrix学习 Linux网络源代码学习——整体介绍 zookeeper三重奏 数据库的一些知识 Spark 泛谈 链式处理的那些套路 netty(六)netty回顾 Thrift基本原理与实践(二) Thrift基本原理与实践(一) 回调 异步执行抽象——Executor与Future Docker0.1.0源码分析 java gc Jedis源码分析 Redis概述 机器学习泛谈 Linux网络命令操作 JTA与TCC 换个角度看待设计模式 Scala初识 向Hadoop学习NIO的使用 以新的角度看数据结构 并发控制相关的硬件与内核支持 systemd 简介 异构数据库表在线同步 quartz 源码分析 基于docker搭建测试环境(二) spring aop 实现原理简述 自己动手写spring(八) 支持AOP 自己动手写spring(七) 类结构设计调整 分析log日志 自己动手写spring(六) 支持FactoryBean 自己动手写spring(九) 总结 自己动手写spring(五) bean的生命周期管理 自己动手写spring(四) 整合xml与注解方式 自己动手写spring(三) 支持注解方式 自己动手写spring(二) 创建一个bean工厂 自己动手写spring(一) 使用digester varnish 简单使用 关于docker image的那点事儿 基于docker搭建测试环境 分布式配置系统 JVM内存与执行 git spring rmi和thrift maven/ant/gradle使用 再看tcp 缓存系统 java nio的多线程扩展 《Concurrency Models》笔记 回头看Spring IOC IntelliJ IDEA使用 Java泛型 vagrant 使用 Go常用的一些库 Python初学 Goroutine 调度模型 虚拟网络 《程序员的自我修养》小结 VPN(Virtual Private Network) Kubernetes存储 Kubernetes 其它特性 访问Kubernetes上的Service Kubernetes副本管理 Kubernetes pod 组件 使用etcd + confd + nginx做动态负载均衡 如何通过fleet unit files 来构建灵活的服务 CoreOS 安装 CoreOS 使用 Go学习 JVM类加载 硬币和扑克牌问题 LRU实现 virtualbox 使用 ThreadLocal小结 docker快速入门

标签


mosn细节

2020年04月16日

前言

多协议机制

MOSN 多协议机制解析

多路复用

借鉴了http2 的stream 的理念(所以Stream interface 上有一个方法是ID()),Stream 是虚拟的,在“连接”的层面上看,消息却是乱序收发的“帧”(http2 frame),通过StreamId关联,用来实现在一个Connection 之上的“多路复用”。tcp 数据包在网络上流转,os 维护了socket 对象,随着连接创建、关闭而新建和销毁。 frame 数据包在 连接中传输,网络 应用层维护了 stream 对象,随着 request-response 产生、结束而新建和销毁。

Stream 的概念并不新鲜,在微服务通信中,一般要为client request 分配一个requestId,并将requestId 暂存在 client cache中,当client 收到response 时, 从response 数据包中提取requestId,进而确定 response 是client cache中哪个request 的响应。之前这只是一种“技巧” 或“惯例”,Http2将其 正式 称之为多路复用/Stream

mosn http2 和 xprotocol 的StreamConnection 中都保存有 requestId 与 Stream 映射。当发现 frame 携带的 requestId 不存在时,则NewStream,否则读取Stream。然后拿着 Stream 对象 执行stream.receiver.OnReceive

以http2 和 xprotocol 对比来说,在收到 network 出来的字节数据时,执行Dispatch 方法

    frame, err := sc.protocol.Decode(streamCtx, buf)
    // 如果没有足够数据,则直接返回,若是凑够了一个frame ,则handleFrame
    handleFrame(streamCtx, xframe)

对于http2 来说,一个 请求/响应 对应多个frame(至少包含header 和 data 2个frame),一个stream 对应一个请求加 多个响应 即 多个frame。除了数据frame,http2 还支持很多的control frame。

对于xprotocol 来说,对于普通rpc 协议(支持steaming rpc的协议除外)

  1. 一个 请求/响应 对应一个frame(或者说一个frame 只区分 request/response),一个stream 对应一个请求 加一个响应 2个frame。
  2. 请求和 响应 一般共用一个统一的数据格式,因此可以用一个 frame struct 表示
  3. 一般会支持 心跳机制,即心跳frame

StreamConnection

StreamConnection is a connection runs multiple streams

mosn/pkg/stream
    http
        stream.go
            func init() {
                str.Register(protocol.HTTP1, &streamConnFactory{})
            }
            type streamConnFactory struct{}
    http2
        stream.go
            func init() {
                str.Register(protocol.HTTP2, &streamConnFactory{})
            }
            type streamConnFactory struct{}
    xprotocol
        factory.go
            func init() {
                stream.Register(protocol.Xprotocol, &streamConnFactory{})
            }
            type streamConnFactory struct{}
    factory.go
        var streamFactories map[types.ProtocolName]ProtocolStreamFactory
        func init() {
            streamFactories = make(map[types.ProtocolName]ProtocolStreamFactory)
        }
        func Register(prot types.ProtocolName, factory ProtocolStreamFactory) {
            streamFactories[prot] = factory
        }
        type ProtocolStreamFactory interface {
            CreateClientStream(...) types.ClientStreamConnection
            CreateServerStream(...) types.ServerStreamConnection
            CreateBiDirectStream(...) types.ClientStreamConnection
            ProtocolMatch(context context.Context, prot string, magic []byte) error
        }
    stream.go
    types.go

stream 包最外层 定义了ProtocolStreamFactory interface ,针对每个协议 都有一个对应的 streamConnFactory 实现(维护在var streamFactories map[types.ProtocolName]ProtocolStreamFactory),协议对应的pkg 内启动时自动执行 init 方法,注册到map。最终 实现根据 Protocol 得到 streamConnFactory 进而得到 ServerStreamConnection 实例

// mosn/pkg/stream/factory.go
func CreateServerStreamConnection(context context.Context, prot api.Protocol, connection api.Connection,
	callbacks types.ServerStreamConnectionEventListener) types.ServerStreamConnection {

	if ssc, ok := streamFactories[prot]; ok {
		return ssc.CreateServerStream(context, connection, callbacks)
	}

	return nil
}

mosn 数据接收时,从proxy.onData 收到传上来的数据,执行对应协议的serverStreamConnection.Dispatch ==> 根据协议解析数据 ,经过协议解析,收到一个完整的请求时serverStreamConnection.handleFrame 会创建一个 Stream,然后逻辑 转给了StreamReceiveListener.OnReceive。proxy.downStream 实现了 StreamReceiveListener

连接池管理

同样应用了工厂模式

mosn/pkg/types
    upstream.go
        func init() {
	        ConnPoolFactories = make(map[api.Protocol]bool)
        }
        var ConnPoolFactories map[api.Protocol]bool
        func RegisterConnPoolFactory(protocol api.Protocol, registered bool) {
            ConnPoolFactories[protocol] = registered
        }
mosn/pkg/network
    connpool.go
        func init() {
            ConnNewPoolFactories = make(map[types.ProtocolName]connNewPool)
        }
        var ConnNewPoolFactories map[types.ProtocolName]connNewPool
        func RegisterNewPoolFactory(protocol types.ProtocolName, factory connNewPool) {
            ConnNewPoolFactories[protocol] = factory
        }
mosn/pkg/stream
    http
        connpool.go
            func init() {
                network.RegisterNewPoolFactory(protocol.HTTP1, NewConnPool)
	            types.RegisterConnPoolFactory(protocol.HTTP1, true)
            }
    http2
        connpool.go
            func init() {
                network.RegisterNewPoolFactory(protocol.HTTP2, NewConnPool)
	            types.RegisterConnPoolFactory(protocol.HTTP2, true)
            }
    xprotocol
        factory.go
            func init() {
                network.RegisterNewPoolFactory(protocol.Xprotocol, NewConnPool)
	            types.RegisterConnPoolFactory(protocol.Xprotocol, true)
            }
    factory.go
    stream.go
    types.go
        type Client interface
    client.go
        type client struct

协议的编解码

工厂模式,各个协议的包在启动时,将自己注册到protocolMap 和 matcherMap 中。

mosn/pkg/protocol/xprotocol
    bolt
        protocol.go
            func init() {
	            xprotocol.RegisterProtocol(ProtocolName, &boltProtocol{})
            }
    dubbo
        protocol.go
            func init() {
                xprotocol.RegisterProtocol(ProtocolName, &dubboProtocol{})
            }
    factory.go
        var (
            protocolMap = make(map[types.ProtocolName]XProtocol)
            matcherMap  = make(map[types.ProtocolName]types.ProtocolMatch)
        )
        func RegisterProtocol(name types.ProtocolName, protocol XProtocol) error {
            ...
            protocolMap[name] = protocol
            ...
        }

一个dubbo 协议的config.json 为例

{
    "servers":[
        {
            "listeners":[
                {
                    "filter_chains":[
                        {
                            "filters":[
                                {
                                    "downstream_protocol": "X",
                                    "upstream_protocol": "X",
                                    "extend_config": {
                                        "sub_protocol": "dubbo"
                                    }
                                }
                            ]
                        }
                    ]
                }
            ]
        }
    ]
}

bolt、dubbo 都属于 xprotocol ,它们的区别在于 协议格式的不同(“语义”不同),但数据的通信流程 是相同的(“语法”相同)

filter扩展机制

MOSN 源码解析 - filter扩展机制MOSN 使用了过滤器模式来实现扩展。MOSN 把过滤器相关的代码放在了 pkg/filter 目录下,包括 accept 过程的 filter,network 处理过程的 filter,以及 stream 处理的 filter。其中 accept filters 目前暂不提供扩展(加载、运行写死在代码里面,如要扩展需要修改源码), steram、network filters 是可以通过定义新包在 pkg/filter 目录下实现扩展。

mosn 的配置文件config.json 中的Listener 配置包含 stream filter 配置

"listeners":[
    {
        "name":"",
        "address":"", ## Listener 监听的地址
        "filter_chains":[],  ##  MOSN 仅支持一个 filter_chain
        "stream_filters":[], ## 一组 stream_filter 配置,目前只在 filter_chain 中配置了 filter 包含 proxy 时生效
    }
]

代码中的示例

mosn/pkg/filter/stream
    faultinject
        factory.go
            func init() {
                api.RegisterStream(v2.FaultStream, CreateFaultInjectFilterFactory)
            }
            type FilterConfigFactory struct {
                Config *v2.StreamFaultInject
            }
    mixer
        func init() {
            api.RegisterStream(v2.MIXER, CreateMixerFilterFactory)
        }
        type FilterConfigFactory struct {
	        MixerConfig *v2.Mixer
        }
mosn.io/api
    filter_factory.go
        func init() {
            creatorListenerFactory = make(map[string]ListenerFilterFactoryCreator)
            creatorStreamFactory = make(map[string]StreamFilterFactoryCreator)
            creatorNetworkFactory = make(map[string]NetworkFilterFactoryCreator)
        }
        func RegisterStream(filterType string, creator StreamFilterFactoryCreator) {
            creatorStreamFactory[filterType] = creator
        }

与control plan 的交互

pkg/xds/v2/adssubscriber.go 启动发送线程和接收线程

func (adsClient *ADSClient) Start() {
    adsClient.StreamClient = adsClient.AdsConfig.GetStreamClient()
    utils.GoWithRecover(func() {
        adsClient.sendThread()
    }, nil)
    utils.GoWithRecover(func() {
        adsClient.receiveThread()
    }, nil)
}
```go

定时发送请求
```go
func (adsClient *ADSClient) sendThread() {
    refreshDelay := adsClient.AdsConfig.RefreshDelay
    t1 := time.NewTimer(*refreshDelay)
    for {
        select {
        ...
        case <-t1.C:
            err := adsClient.reqClusters(adsClient.StreamClient)
            if err != nil {
                log.DefaultLogger.Infof("[xds] [ads client] send thread request cds fail!auto retry next period")
                adsClient.reconnect()
            }
            t1.Reset(*refreshDelay)
        }
    }
}

接收响应

func (adsClient *ADSClient) receiveThread() {
    for {
        select {
    
        default:
            adsClient.StreamClientMutex.RLock()
            sc := adsClient.StreamClient
            adsClient.StreamClientMutex.RUnlock()
            ...
            resp, err := sc.Recv()
            ...
            typeURL := resp.TypeUrl
            HandleTypeURL(typeURL, adsClient, resp)
        }
    }
}

处理逻辑是事先注册好的函数

func HandleTypeURL(url string, client *ADSClient, resp *envoy_api_v2.DiscoveryResponse) {
    if f, ok := typeURLHandleFuncs[url]; ok {
        f(client, resp)
    }
}
func init() {
    RegisterTypeURLHandleFunc(EnvoyListener, HandleEnvoyListener)
    RegisterTypeURLHandleFunc(EnvoyCluster, HandleEnvoyCluster)
    RegisterTypeURLHandleFunc(EnvoyClusterLoadAssignment, HandleEnvoyClusterLoadAssignment)
    RegisterTypeURLHandleFunc(EnvoyRouteConfiguration, HandleEnvoyRouteConfiguration)
}

以cluster 信息为例 HandleEnvoyCluster

func HandleEnvoyCluster(client *ADSClient, resp *envoy_api_v2.DiscoveryResponse) {
    clusters := client.handleClustersResp(resp)
    ...
    conv.ConvertUpdateClusters(clusters)
    clusterNames := make([]string, 0)
    ...
    for _, cluster := range clusters {
        if cluster.GetType() == envoy_api_v2.Cluster_EDS {
            clusterNames = append(clusterNames, cluster.Name)
        }
    }
    ...
}

会触发ClusterManager 更新cluster

func ConvertUpdateEndpoints(loadAssignments []*envoy_api_v2.ClusterLoadAssignment) error {
    for _, loadAssignment := range loadAssignments {
        clusterName := loadAssignment.ClusterName
        for _, endpoints := range loadAssignment.Endpoints {
            hosts := ConvertEndpointsConfig(&endpoints)
            clusterMngAdapter := clusterAdapter.GetClusterMngAdapterInstance()
            ...
            clusterAdapter.GetClusterMngAdapterInstance().TriggerClusterHostUpdate(clusterName, hosts); 
            ...
            
        }
    }
    return errGlobal
}

服务发现注册

从一个公司的实际来说,不可能一下子所有的服务都在容器环境内运行。容器环境内的rpc 服务启动时需要将自己的服务信息注册到 registry 上,进而可以被容器环境外的服务访问到。有几种方式

  1. 从k8s向registry 同步数据
  2. 业务容器的sdk 直接向registry 写入数据
  3. 业务容器的sdk 通过 sidecar 向registry 写入数据
mosn/pkg/upstream/servicediscovery/dubbod
    init.go
        func init() {
	        Init()
        }
    bootstrap.go
        func Init( /*port string, dubboLogPath string*/ ) {
	        r := chi.NewRouter()
            r.Post("/sub", subscribe)
	        r.Post("/unsub", unsubscribe)
	        r.Post("/pub", publish)
	        r.Post("/unpub", unpublish)
            ...
        }
    pub.go
        func publish(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
	        err = doPubUnPub(req, true)
	        return
        }

sidecar 启动时,通过func init 启动一个webserver组件,和业务容器约定一个pub请求,sidecar web server 收到请求之后,将信息写到 registry(比如zk) 上。