從2.7.0-2.7.5版本，Dubbo調用鏈路是如何提升30%性能的

Dubbo 2.7.5版本發佈也有快兩個月了，從2.7.0到2.7.5，Dubbo在性能優化上也做了不少事情，據官方的壓測結果，在QPS層面，從2.7.0到2.7.5，Dubbo 單次RPC調用鏈路性能提升了 30%，本文就帶大家看一看Dubbo做了哪些改動來提升RPC 調用鏈路性能。

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服務元數據靜態化，減少鏈路計算

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consumer端緩存ConsumerModel

我們知道當一個服務啟動時，如果配置了服務引用相關的配置時，在consumer端會生成所引用服務的代理對象，有關服務引用過程的源碼解析可以直接掃下方二維碼關注公眾號【加點代碼調調味】獲取。在生成服務的代理對象前會做一些校驗配置以及更新配置等工作，它們主要是在ReferenceConfig的#checkAndUpdateSubConfigs()方法中實現的。在2.7.5版本中，該方法被新增了一些加載服務元數據的邏輯，下面來看看下面這部分源碼：

<code>public void checkAndUpdateSubConfigs() {
    /**
     * 省略無關代碼
     */
      // part1-start
    //init serivceMetadata
    serviceMetadata.setVersion(version);
    serviceMetadata.setGroup(group);
    serviceMetadata.setDefaultGroup(group);
    serviceMetadata.setServiceType(getActualInterface());
    serviceMetadata.setServiceInterfaceName(interfaceName);
    // TODO, uncomment this line once service key is unified
    serviceMetadata.setServiceKey(URL.buildKey(interfaceName, group, version));
        // part2-start
    ServiceRepository repository = ApplicationModel.getServiceRepository();
    ServiceDescriptor serviceDescriptor = repository.registerService(interfaceClass);
    repository.registerConsumer(
            serviceMetadata.getServiceKey(),
            serviceDescriptor,
            this,
            null,
            serviceMetadata);
        // part2-end 

       /**
      * 省略無關代碼
      */
}/<code>

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provider端緩存ProviderModel

當服務啟動時，必然會經過doExportUrls方法，跟consumer端一樣，在新版本中添加了加載和計算元數據的邏輯。看下面源碼：

<code>private void doExportUrls() {
      // part1-start
    ServiceRepository repository = ApplicationModel.getServiceRepository();
    ServiceDescriptor serviceDescriptor = repository.registerService(getInterfaceClass());
    repository.registerProvider(
            getUniqueServiceName(),
            ref,
            serviceDescriptor,
            this,
            serviceMetadata
    );
      // part1-end
        /**
     * 省略無關代碼
     */
}/<code>

看到這裡還是一頭霧水吧，不要放棄，接著往下看：

可以看到consumer端的part1部分只是賦值一些服務相關的元數據，而consumer端的part2部分以及provider端的part1部分則是引入了ServiceRepository，ServiceRepository是服務倉庫，它封裝了服務相關的元數據、consumer端的元數據模型ConsumerModel以及provider端的元數據模型ProviderModel，ConsumerModel和ProviderModel兩個模型，分別封裝了consumer端和provider端的配置，比如ConsumerModel就封裝了referenceConfig、methodConfig等。在part2部分最重要的就是實例化了一個ServiceRepository對象，然後將version、group、服務類型、服務接口名等元數據放入ServiceRepository對象中，保證在進程啟動階段服務元數據儘量做一些計算，做一些元數據以及計算結果的緩存，（比如生成方法參數描述parameterDesc數據等），從而在RPC調用鏈路上需要用到相關元數據時可以直接能直接拿到計算結果。在下面幾個地方用到了ServiceRepository中緩存的元數據計算結果。

• 初始化RpcInvocation時：無論是consumer端的調用鏈路中還是provider端的調用鏈路中，RpcInvocation一直都是整個調用鏈路內攜帶元數據的載體，舉個例子：可以看源碼中RpcInvocation有一個方法initParameterDesc()，這其中是賦值parameterDesc、compatibleParamSignatures、returnTypes這三個屬性，但是這三個數據都是直接從ServiceRepository中直接獲取的，並不是在初始化RpcInvocation時再計算這三個值。
• 解碼時：當provider端對請求進行解碼時，會解析需要調用的方法簽名，包括方法的參數類型、返回類型，現在這些內容都已經做了緩存，所以無需再重新解析，只要直接從ServiceRepository中獲取即可，具體的源碼可以看DecodeableRpcInvocation的#decode(Channel channel, InputStream input)方法。

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減少調用過程中的 URL 操作產生的內存分配

除了在consumer端以及provider端在各自的調用鏈路中提升性能外，減少調用過程中的URL操作產生的內存分配動作也是一個優化的點。在2.7.x以前的版本，也就是還沒有元數據中心的版本，統一模型URL攜帶的內容極其多，這會導致在網絡中數據的傳輸中數據包太大，影響響應時間。而在2.7.x版本縮減了URL中的相關內容，讓URL只關注服務定位相關的元數據，比如protocol、host、port等。下面來看看在最新的版本中是如何做到減少調用過程中的 URL 操作產生的內存分配的。主要從以下幾個方面著手：

• 減少了URL對於方法級別元數據獲取操作的內存分配
• 減少URL.getAddress的對象分配

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減少了URL對於方法級別元數據獲取操作的內存分配

<code>public class URL implements Serializable {
      /**
     * 省略無關代碼
     */
    private final Map<string> parameters;
    private final Map<string>> methodParameters;
    private volatile transient Map<string>> methodNumbers;
  
    public static Map<string>> toMethodParameters(Map<string> parameters) {
        Map<string>> methodParameters = new HashMap<>();
        if (parameters == null) {
            return methodParameters;
        }

        String methodsString = parameters.get(METHODS_KEY);
        if (StringUtils.isNotEmpty(methodsString)) {
            String[] methods = methodsString.split(",");
            for (Map.Entry<string> entry : parameters.entrySet()) {
                String key = entry.getKey();
                for (String method : methods) {
                    String methodPrefix = method + '.';
                    if (key.startsWith(methodPrefix)) {
                        String realKey = key.substring(methodPrefix.length());
                        URL.putMethodParameter(method, realKey, entry.getValue(), methodParameters);
                    }
                }
            }
        } else {
            for (Map.Entry<string> entry : parameters.entrySet()) {
                String key = entry.getKey();
                int methodSeparator = key.indexOf('.');
                if (methodSeparator > 0) {
                    String method = key.substring(0, methodSeparator);
                    String realKey = key.substring(methodSeparator + 1);
                    URL.putMethodParameter(method, realKey, entry.getValue(), methodParameters); 

                }
            }
        }
        return methodParameters;
    }
      /**
     * 省略無關代碼
     */
}/<string>/<string>/<string>/<string>/<string>/<string>/<string>/<string>/<code>

在url中parameters屬性攜帶著服務相關的一些元數據配置，比如group、timeout等配置，包括方法級別的配置，還有服務相關的methods、interface等元數據，下圖是我跑的一個demo，其中展示了parameters的一些內容：

在新版本中將方法相關的元數據通過一個map維護在url中，減少對字符串的操作，因為每次需要獲取方法的元數據時，都需要從parameters中獲取對應的值，比如獲取sayHello.timeout的值，然後還要根據“.”分割獲取該配置的key為timeout，最終才能獲取到sayHello這個方法的timeout配置，現在方法級別的元數據直接維護在url中，就不需要每次都進行字符串操作，並且還添加了緩存methodNumbers，加快二次獲取的速度。

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減少URL.getAddress的對象分配

舊版本代碼

<code>public class URL implements Serializable {
    /**
     * 省略無關代碼
     */
    private final String host;
    private final int port;
    public String getAddress(String host, int port) {
        return port <= 0 ? host : host + ':' + port;
    }
    /**
     * 省略無關代碼
     */
}/<code>

新版本代碼

<code>public class URL implements Serializable {
      /**
     * 省略無關代碼
     */
    private transient String address;
    private final String host;
    private final int port; 

    private static String getAddress(String host, int port) {
        return port <= 0 ? host : host + ':' + port;
    }
      
    public String getAddress() {
        if (address == null) {
            address = getAddress(host, port);
        }
        return address;
    }
        /**
     * 省略無關代碼
     */

}/<code>

從源碼看，在URL中新增了address這個屬性，在獲取address時只做一次對象分配，而不需要像原來每次調用getAddress方法時都做一些字符串拼接，由於拼接的host和port都是一個String類型的對象，所以在拼接的時候並不會被在編譯期間就優化，而是會創建一個StringBuilder對象來進行拼接，這樣每次獲取address就會帶來對象的內存分配的性能損耗。

除了對於URL.getAddress的對象分配的優化外，在2.7.5版本發佈後，還有幾個pull request也是針對對象分配的優化，原理和這個差不多，這裡就不一一列舉了。

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