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dubbo心跳机制 （1）
叁叁肆2018-11-16 13:20此文已由作者赵计刚授权网易云社区发布。
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dubbo的心跳机制：
目的：检测provider与consumer之间的connection连接是不是还连接着，如果连接断了，需要作出相应的处理。
原理：
provider：dubbo的心跳默认是在heartbeat（默认是60s）内如果没有接收到消息，就会发送心跳消息，如果连着3次（180s）没有收到心跳响应，provider会关闭channel。
consumer：dubbo的心跳默认是在60s内如果没有接收到消息，就会发送心跳消息，如果连着3次（180s）没有收到心跳响应，consumer会进行重连。
来看源码调用链。先看provider端。
一、provider端心跳机制
-->openServer(URL url) url：dubbo://10.10.10.10:20880/com.alibaba.dubbo.demo.DemoService?anyhost=true&application=demo-provider&bind.ip=10.10.10.10&bind.port=20880&default.server=netty4&dubbo=2.0.0&generic=false&interface=com.alibaba.dubbo.demo.DemoService&methods=sayHello&pid=21999&qos.port=22222&side=provider×tamp=1520660491836 -->createServer(URL url) -->HeaderExchanger.bind(URL url, ExchangeHandler handler) url：dubbo://10.10.10.10:20880/com.alibaba.dubbo.demo.DemoService?anyhost=true&application=demo-provider&bind.ip=10.10.10.10&bind.port=20880&channel.readonly.sent=true&codec=dubbo&default.server=netty4&dubbo=2.0.0&generic=false&heartbeat=60000&interface=com.alibaba.dubbo.demo.DemoService&methods=sayHello&pid=21999&qos.port=22222&side=provider×tamp=1520660491836 handler:DubboProtocol.requestHandler -->new DecodeHandler(new HeaderExchangeHandler(handler))) -->NettyTransporter.bind(URL url, ChannelHandler listener) listener:上边的DecodeHandler实例 -->new NettyServer(URL url, ChannelHandler handler) -->ChannelHandler.wrapInternal(ChannelHandler handler, URL url) handler:上边的DecodeHandler实例 -->doOpen()//开启netty服务 -->new HeaderExchangeServer(Server server) server:上述的NettyServer -->startHeatbeatTimer()
服务端在开启netty服务时， 在调用createServer时，会从url的parameters map中获取heartbeat配置，代码如下：
1 private ExchangeServer createServer(URL url) {
2
3 ...
4
5 url = url.addParameterIfAbsent(Constants.HEARTBEAT_KEY, String.valueOf(Constants.DEFAULT_HEARTBEAT));
6
7 ...
8
9 ExchangeServer server;
10 try {
11 server = Exchangers.bind(url, requestHandler);
12 } catch (RemotingException e) {
13 throw new RpcException("Fail to start server(url: " + url + ") " + e.getMessage(), e);
14 }
15
16 ...
17
18 return server;
19 }
其中：int DEFAULT_HEARTBEAT = 60 * 1000，即当用户没有配置heartbeat（心跳时间）时，默认heartbeat=60s（即60s内没有接收到任何请求，就会发送心跳信息）。那么这个heartbeat到底该怎么配？
provider端：
1 <dubbo:service ...> 2 <dubbo:parameter key="heartbeat" value="3000"/> 3 </dubbo:service>
consumer端：
1 <dubbo:reference ...> 2 <dubbo:parameter key="heartbeat" value="3000"/> 3 </dubbo:reference>
再来看调用链，当执行到这一句。
1 ChannelHandler.wrapInternal(ChannelHandler handler, URL url)
会形成一个handler调用链，调用链如下：
1 MultiMessageHandler 2 -->handler: HeartbeatHandler 3 -->handler: AllChannelHandler 4 -->url: providerUrl 5 -->executor: FixedExecutor 6 -->handler: DecodeHandler 7 -->handler: HeaderExchangeHandler 8 -->handler: ExchangeHandlerAdapter（DubboProtocol.requestHandler）
这也是netty接收到请求后的处理链路，注意其中有一个HeartbeatHandler。
最后，执行new HeaderExchangeServer(Server server)，来看源码：
1 public class HeaderExchangeServer implements ExchangeServer {
2 /** 心跳定时器 */
3 private final ScheduledExecutorService scheduled = Executors.newScheduledThreadPool(1,
4 new NamedThreadFactory(
5 "dubbo-remoting-server-heartbeat",
6 true));
7 /** NettyServer */
8 private final Server server;
9 // heartbeat timer
10 private ScheduledFuture<?> heatbeatTimer;
11 // heartbeat timeout (ms), default value is 0 , won't execute a heartbeat.
12 private int heartbeat;
13 private int heartbeatTimeout;
14 private AtomicBoolean closed = new AtomicBoolean(false);
15
16 public HeaderExchangeServer(Server server) {
17 if (server == null) {
18 throw new IllegalArgumentException("server == null");
19 }
20 this.server = server;
21 this.heartbeat = server.getUrl().getParameter(Constants.HEARTBEAT_KEY, 0);
22 this.heartbeatTimeout = server.getUrl().getParameter(Constants.HEARTBEAT_TIMEOUT_KEY, heartbeat * 3);
23 if (heartbeatTimeout < heartbeat * 2) {
24 throw new IllegalStateException("heartbeatTimeout < heartbeatInterval * 2");
25 }
26 startHeatbeatTimer();
27 }
28
29 private void startHeatbeatTimer() {
30 stopHeartbeatTimer();
31 if (heartbeat > 0) {
32 heatbeatTimer = scheduled.scheduleWithFixedDelay(
33 new HeartBeatTask(new HeartBeatTask.ChannelProvider() {
34 public Collection<Channel> getChannels() {
35 return Collections.unmodifiableCollection(
36 HeaderExchangeServer.this.getChannels());
37 }
38 }, heartbeat, heartbeatTimeout),
39 heartbeat, heartbeat, TimeUnit.MILLISECONDS);
40 }
41 }
42
43 private void stopHeartbeatTimer() {
44 try {
45 ScheduledFuture<?> timer = heatbeatTimer;
46 if (timer != null && !timer.isCancelled()) {
47 timer.cancel(true);
48 }
49 } catch (Throwable t) {
50 logger.warn(t.getMessage(), t);
51 } finally {
52 heatbeatTimer = null;
53 }
54 }
55 }
创建HeaderExchangeServer时，初始化了heartbeat（心跳间隔时间）和heartbeatTimeout（心跳响应超时时间：即如果最终发送的心跳在这个时间内都没有返回，则做出响应的处理）。
heartbeat默认是0（从startHeatbeatTimer()方法可以看出只有heartbeat>0的情况下，才会发心跳，这里heartbeat如果从url的parameter map中获取不到，就是0，但是我们在前边看到dubbo会默认设置heartbeat=60s到parameter map中，所以此处的heartbeat=60s）；
heartbeatTimeout：默认是heartbeat*3。（原因：假设一端发出一次heartbeatRequest，另一端在heartbeat内没有返回任何响应-包括正常请求响应和心跳响应，此时不能认为是连接断了，因为有可能还是网络抖动什么的导致了tcp包的重传超时等）
scheduled是一个含有一个线程的定时线程执行器（其中的线程名字为："dubbo-remoting-server-heartbeat-thread-*"）
之后启动心跳定时任务：
首先如果原来有心跳定时任务，关闭原来的定时任务
之后启动scheduled中的定时线程，从启动该线程开始，每隔heartbeat执行一次HeartBeatTask任务（第一次执行是在启动线程后heartbeat时）
来看一下HeartBeatTask的源码：
1 final class HeartBeatTask implements Runnable {
2 // channel获取器：用于获取所有需要进行心跳检测的channel
3 private ChannelProvider channelProvider;
4 private int heartbeat;
5 private int heartbeatTimeout;
6
7 HeartBeatTask(ChannelProvider provider, int heartbeat, int heartbeatTimeout) {
8 this.channelProvider = provider;
9 this.heartbeat = heartbeat;
10 this.heartbeatTimeout = heartbeatTimeout;
11 }
12
13 public void run() {
14 try {
15 long now = System.currentTimeMillis();
16 for (Channel channel : channelProvider.getChannels()) {
17 if (channel.isClosed()) {
18 continue;
19 }
20 try {
21 // 获取最后一次读操作的时间
22 Long lastRead = (Long) channel.getAttribute(
23 HeaderExchangeHandler.KEY_READ_TIMESTAMP);
24 // 获取最后一次写操作的时间
25 Long lastWrite = (Long) channel.getAttribute(
26 HeaderExchangeHandler.KEY_WRITE_TIMESTAMP);27 // 如果在heartbeat内没有进行读操作或者写操作，则发送心跳请求
28 if ((lastRead != null && now - lastRead > heartbeat)
29 || (lastWrite != null && now - lastWrite > heartbeat)) {
30 Request req = new Request();
31 req.setVersion("2.0.0");
32 req.setTwoWay(true);
33 req.setEvent(Request.HEARTBEAT_EVENT);
34 channel.send(req);
35 if (logger.isDebugEnabled()) {
36 logger.debug("Send heartbeat to remote channel " + channel.getRemoteAddress()
37 + ", cause: The channel has no data-transmission exceeds a heartbeat period: " + heartbeat + "ms");
38 }
39 }
40 //正常消息和心跳在heartbeatTimeout都没接收到
41 if (lastRead != null && now - lastRead > heartbeatTimeout) {
42 logger.warn("Close channel " + channel
43 + ", because heartbeat read idle time out: " + heartbeatTimeout + "ms");
44 // consumer端进行重连
45 if (channel instanceof Client) {
46 try {
47 ((Client) channel).reconnect();
48 } catch (Exception e) {
49 //do nothing
50 }
51 } else {// provider端关闭连接
52 channel.close();
53 }
54 }
55 } catch (Throwable t) {
56 logger.warn("Exception when heartbeat to remote channel " + channel.getRemoteAddress(), t);
57 }
58 }
59 } catch (Throwable t) {
60 logger.warn("Unhandled exception when heartbeat, cause: " + t.getMessage(), t);
61 }
62 }
63
64 interface ChannelProvider {
65 Collection<Channel> getChannels();
66 }
67 }
HeartBeatTask首先获取所有的channelProvider#getChannels获取所有需要心跳检测的channel，channelProvider实例是HeaderExchangeServer中在启动线程定时执行器的时候创建的内部类。
1 new HeartBeatTask.ChannelProvider() {
2 public Collection<Channel> getChannels() {
3 return Collections.unmodifiableCollection(
4 HeaderExchangeServer.this.getChannels());
5 }
6 }
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