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21 Exchange 层剖析：彻底搞懂 Request-Response 模型（上）
在前面的课程中，我们深入介绍了 Dubbo Remoting 中的 Transport 层，了解了 Dubbo 抽象出来的端到端的统一传输层接口，并分析了以 Netty 为基础的相关实现。当然，其他 NIO 框架的接入也是类似的，本课程就不再展开赘述了。
在本课时中，我们将介绍 Transport 层的上一层，也是 Dubbo Remoting 层中的最顶层—— Exchange 层。Dubbo 将信息交换行为抽象成 Exchange 层，官方文档对这一层的说明是：封装了请求-响应的语义，即关注一问一答的交互模式，实现了同步转异步。在 Exchange 这一层，以 Request 和 Response 为中心，针对 Channel、ChannelHandler、Client、RemotingServer 等接口进行实现。
下面我们从 Request 和 Response 这一对基础类开始，依次介绍 Exchange 层中 ExchangeChannel、HeaderExchangeHandler 的核心实现。
Request 和 Response
Exchange 层的 Request 和 Response 这两个类是 Exchange 层的核心对象，是对请求和响应的抽象。我们先来看Request 类的核心字段：
public class Request {
// 用于生成请求的自增ID，当递增到Long.MAX_VALUE之后，会溢出到Long.MIN_VALUE，我们可以继续使用该负数作为消息ID
private static final AtomicLong INVOKE_ID = new AtomicLong(0);
private final long mId; // 请求的ID
private String mVersion; // 请求版本号
// 请求的双向标识，如果该字段设置为true，则Server端在收到请求后，
// 需要给Client返回一个响应
private boolean mTwoWay = true;
// 事件标识，例如心跳请求、只读请求等，都会带有这个标识
private boolean mEvent = false;
// 请求发送到Server之后，由Decoder将二进制数据解码成Request对象，
// 如果解码环节遇到异常，则会设置该标识，然后交由其他ChannelHandler根据
// 该标识做进一步处理
private boolean mBroken = false;
// 请求体，可以是任何Java类型的对象,也可以是null
private Object mData;
}
接下来是 Response 的核心字段：
public class Response {
// 响应ID，与相应请求的ID一致
private long mId = 0;
// 当前协议的版本号，与请求消息的版本号一致
private String mVersion;
// 响应状态码，有OK、CLIENT_TIMEOUT、SERVER_TIMEOUT等10多个可选值
private byte mStatus = OK;
private boolean mEvent = false;
private String mErrorMsg; // 可读的错误响应消息
private Object mResult; // 响应体
}
ExchangeChannel & DefaultFuture
在前面的课时中，我们介绍了 Channel 接口的功能以及 Transport 层对 Channel 接口的实现。在 Exchange 层中定义了 ExchangeChannel 接口，它在 Channel 接口之上抽象了 Exchange 层的网络连接。ExchangeChannel 接口的定义如下：
ExchangeChannel 接口
其中，request() 方法负责发送请求，从图中可以看到这里有两个重载，其中一个重载可以指定请求的超时时间，返回值都是 Future 对象。
HeaderExchangeChannel 继承关系图
从上图中可以看出，HeaderExchangeChannel 是 ExchangeChannel 的实现，它本身是 Channel 的装饰器，封装了一个 Channel 对象，其 send() 方法和 request() 方法的实现都是依赖底层修饰的这个 Channel 对象实现的。
public void send(Object message, boolean sent) throws RemotingException {
if (message instanceof Request || message instanceof Response
|| message instanceof String) {
channel.send(message, sent);
} else {
Request request = new Request();
request.setVersion(Version.getProtocolVersion());
request.setTwoWay(false);
request.setData(message);
channel.send(request, sent);
}
}
public CompletableFuture