条件路由规则由两个条件组成，分别用于对服务消费者和提供者进行匹配。比如有这样一条规则：

host = 10.20.153.10 => host = 10.20.153.11

该条规则表示 IP 为 10.20.153.10 的服务消费者只可调用 IP 为 10.20.153.11 机器上的服务，不可调用其他机器上的服务。条件路由规则的格式如下：

[服务消费者匹配条件] => [服务提供者匹配条件]

如果服务消费者匹配条件为空，表示不对服务消费者进行限制。如果服务提供者匹配条件为空，表示对某些服务消费者禁用服务。

初始化

首先看一下路由是如何初始化的。

当发起服务目录的notify通知时，会根据通知的url列表筛选出有路由规则的，然后添加到路由列表中：

List<URL> routerURLs = categoryUrls.getOrDefault(ROUTERS_CATEGORY, Collections.emptyList());
// 这里设置routers
toRouters(routerURLs).ifPresent(this::addRouters);

我们看一下url转Router的方法：

private Optional<List<Router>> toRouters(List<URL> urls) {
    if (urls == null || urls.isEmpty()) {
        return Optional.empty();
    }

    List<Router> routers = new ArrayList<>();
    for (URL url : urls) {
        if (EMPTY_PROTOCOL.equals(url.getProtocol())) {
            continue;
        }
        String routerType = url.getParameter(ROUTER_KEY);
        if (routerType != null && routerType.length() > 0) {
            url = url.setProtocol(routerType);
        }
        try {
            Router router = ROUTER_FACTORY.getRouter(url);
            if (!routers.contains(router)) {
                routers.add(router);
            }
        } catch (Throwable t) {
            logger.error("convert router url to router error, url: " + url, t);
        }
    }

    return Optional.of(routers);
}

通过ROUTER_FACTORY创建：

private static final RouterFactory ROUTER_FACTORY = ExtensionLoader.getExtensionLoader(RouterFactory.class)
        .getAdaptiveExtension();

这里提供了几种路由方式：

file=org.apache.dubbo.rpc.cluster.router.file.FileRouterFactory
script=org.apache.dubbo.rpc.cluster.router.script.ScriptRouterFactory
condition=org.apache.dubbo.rpc.cluster.router.condition.ConditionRouterFactory
service=org.apache.dubbo.rpc.cluster.router.condition.config.ServiceRouterFactory
app=org.apache.dubbo.rpc.cluster.router.condition.config.AppRouterFactory
tag=org.apache.dubbo.rpc.cluster.router.tag.TagRouterFactory
mock=org.apache.dubbo.rpc.cluster.router.mock.MockRouterFactory

我们以条件路由为例：

public class ConditionRouterFactory implements RouterFactory {

    public static final String NAME = "condition";

    @Override
    public Router getRouter(URL url) {
        return new ConditionRouter(url);
    }

}

根据URL创建了一个ConditionRouter对象，看一下它的初始化方法：

public ConditionRouter(URL url) {
    this.url = url;
    // 获取 priority 和 force 配置
    this.priority = url.getParameter(PRIORITY_KEY, 0);
    this.force = url.getParameter(FORCE_KEY, false);
    this.enabled = url.getParameter(ENABLED_KEY, true);
    // 获取路由规则
    init(url.getParameterAndDecoded(RULE_KEY));
}

然后是init方法：

public void init(String rule) {
    try {
        if (rule == null || rule.trim().length() == 0) {
            throw new IllegalArgumentException("Illegal route rule!");
        }
        rule = rule.replace("consumer.", "").replace("provider.", "");
        // 定位 => 分隔符
        int i = rule.indexOf("=>");
        // 分别获取服务消费者和提供者匹配规则
        String whenRule = i < 0 ? null : rule.substring(0, i).trim();
        String thenRule = i < 0 ? rule.trim() : rule.substring(i + 2).trim();
        // 解析服务消费者匹配规则
        Map<String, MatchPair> when = StringUtils.isBlank(whenRule) || "true".equals(whenRule) ? new HashMap<String, MatchPair>() : parseRule(whenRule);
        // 解析服务提供者匹配规则
        Map<String, MatchPair> then = StringUtils.isBlank(thenRule) || "false".equals(thenRule) ? null : parseRule(thenRule);
        // NOTE: It should be determined on the business level whether the `When condition` can be empty or not.
        this.whenCondition = when;
        this.thenCondition = then;
    } catch (ParseException e) {
        throw new IllegalStateException(e.getMessage(), e);
    }
}

ConditionRouter 构造方法先是对路由规则做预处理，然后调用 parseRule 方法分别对服务提供者和消费者规则进行解析，最后将解析结果赋值给 whenCondition 和 thenCondition 成员变量。

首先先看一下内部类MatchPair的定义：

protected static final class MatchPair {
    final Set<String> matches = new HashSet<String>();
    final Set<String> mismatches = new HashSet<String>();

    private boolean isMatch(String value, URL param) {
        ...
    }
}

isMatch方法后面规则匹配时再分析。这里我们知道定义了两个集合，分别用于存放匹配和不匹配的条件。

这里我们关注parseRule方法：

private static Map<String, MatchPair> parseRule(String rule)
        throws ParseException {
    // 定义条件映射集合
    Map<String, MatchPair> condition = new HashMap<String, MatchPair>();
    if (StringUtils.isBlank(rule)) {
        return condition;
    }
    // Key-Value pair, stores both match and mismatch conditions
    MatchPair pair = null;
    // Multiple values
    Set<String> values = null;
    // 通过正则表达式匹配路由规则，ROUTE_PATTERN = ([&!=,]*)\s*([^&!=,\s]+)
    // 这个表达式看起来不是很好理解，第一个括号内的表达式用于匹配"&", "!", "=" 和 "," 等符号。
    // 第二括号内的用于匹配英文字母，数字等字符。举个例子说明一下：
    //    host = 2.2.2.2 & host != 1.1.1.1 & method = hello
    // 匹配结果如下：
    //     括号一      括号二
    // 1.  null       host
    // 2.   =         2.2.2.2
    // 3.   &         host
    // 4.   !=        1.1.1.1
    // 5.   &         method
    // 6.   =         hello
    final Matcher matcher = ROUTE_PATTERN.matcher(rule);
    while (matcher.find()) { // Try to match one by one
        // 获取括号一内的匹配结果
        String separator = matcher.group(1);
        // 获取括号二内的匹配结果
        String content = matcher.group(2);
        // Start part of the condition expression.
        // 分隔符为空，表示匹配的是表达式的开始部分
        if (StringUtils.isEmpty(separator)) {
            // 创建 MatchPair 对象
            pair = new MatchPair();
            // 存储 <匹配项, MatchPair> 键值对，比如 <host, MatchPair>
            condition.put(content, pair);
        }
        // The KV part of the condition expression
        // 如果分隔符为 &，表明接下来也是一个条件
        else if ("&".equals(separator)) {
            // 尝试从 condition 获取 MatchPair
            if (condition.get(content) == null) {
                // 未获取到 MatchPair，重新创建一个，并放入 condition 中
                pair = new MatchPair();
                condition.put(content, pair);
            } else {
                pair = condition.get(content);
            }
        }
        // The Value in the KV part.
        // 分隔符为 =
        else if ("=".equals(separator)) {
            if (pair == null) {
                throw new ParseException("Illegal route rule \""
                        + rule + "\", The error char '" + separator
                        + "' at index " + matcher.start() + " before \""
                        + content + "\".", matcher.start());
            }

            values = pair.matches;
            // 将 content 存入到 MatchPair 的 matches 集合中
            values.add(content);
        }
        // The Value in the KV part.
        //  分隔符为 !=
        else if ("!=".equals(separator)) {
            if (pair == null) {
                throw new ParseException("Illegal route rule \""
                        + rule + "\", The error char '" + separator
                        + "' at index " + matcher.start() + " before \""
                        + content + "\".", matcher.start());
            }

            values = pair.mismatches;
            // 将 content 存入到 MatchPair 的 mismatches 集合中
            values.add(content);
        }
        // The Value in the KV part, if Value have more than one items.
        // 分隔符为 ,
        else if (",".equals(separator)) { // Should be separated by ','
            if (values == null || values.isEmpty()) {
                throw new ParseException("Illegal route rule \""
                        + rule + "\", The error char '" + separator
                        + "' at index " + matcher.start() + " before \""
                        + content + "\".", matcher.start());
            }
            // 将 content 存入到上一步获取到的 values 中，可能是 matches，也可能是 mismatches
            values.add(content);
        } else {
            throw new ParseException("Illegal route rule \"" + rule
                    + "\", The error char '" + separator + "' at index "
                    + matcher.start() + " before \"" + content + "\".", matcher.start());
        }
    }
    return condition;
}

以上就是路由规则的解析逻辑，该逻辑由正则表达式和一个 while 循环以及数个条件分支组成。下面通过一个示例对解析逻辑进行演绎。示例为 host = 2.2.2.2 & host != 1.1.1.1 & method = hello。正则解析结果如下：

    括号一      括号二
1.  null       host
2.   =         2.2.2.2
3.   &         host
4.   !=        1.1.1.1
5.   &         method
6.   =         hello

现在线程进入 while 循环：

第一次循环：分隔符 separator = null，content = “host”。此时创建 MatchPair 对象，并存入到 condition 中，condition = {“host”: MatchPair@123}

第二次循环：分隔符 separator = “="，content = “2.2.2.2”，pair = MatchPair@123。此时将 2.2.2.2 放入到 MatchPair@123 对象的 matches 集合中。

第三次循环：分隔符 separator = “&"，content = “host”。host 已存在于 condition 中，因此 pair = MatchPair@123。

第四次循环：分隔符 separator = “!="，content = “1.1.1.1”，pair = MatchPair@123。此时将 1.1.1.1 放入到 MatchPair@123 对象的 mismatches 集合中。

第五次循环：分隔符 separator = “&"，content = “method”。condition.get(“method”) = null，因此新建一个 MatchPair 对象，并放入到 condition 中。此时 condition = {“host”: MatchPair@123, “method”: MatchPair@ 456}

第六次循环：分隔符 separator = “="，content = “2.2.2.2”，pair = MatchPair@456。此时将 hello 放入到 MatchPair@456 对象的 matches 集合中。

循环结束，此时 condition 的内容如下：

{
    "host": {
        "matches": ["2.2.2.2"],
        "mismatches": ["1.1.1.1"]
    },
    "method": {
        "matches": ["hello"],
        "mismatches": []
    }
}

路由匹配

在服务目录doList时触发路由匹配：

invokers = routerChain.route(getConsumerUrl(), invocation);

我们看一下routerChain的route方法：

public List<Invoker<T>> route(URL url, Invocation invocation) {
    List<Invoker<T>> finalInvokers = invokers;
    for (Router router : routers) {
        finalInvokers = router.route(finalInvokers, url, invocation);
    }
    return finalInvokers;
}

就是对前面notify时添加的路由遍历执行route方法

我们看一下ConditionRouter的route方法：

@Override
public <T> List<Invoker<T>> route(List<Invoker<T>> invokers, URL url, Invocation invocation)
        throws RpcException {
    if (!enabled) {
        return invokers;
    }

    if (CollectionUtils.isEmpty(invokers)) {
        return invokers;
    }
    try {
        // 先对服务消费者条件进行匹配，如果匹配失败，表明服务消费者 url 不符合匹配规则，
        // 无需进行后续匹配，直接返回 Invoker 列表即可。比如下面的规则：
        //     host = 10.20.153.10 => host = 10.0.0.10
        // 这条路由规则希望 IP 为 10.20.153.10 的服务消费者调用 IP 为 10.0.0.10 机器上的服务。
        // 当消费者 ip 为 10.20.153.11 时，matchWhen 返回 false，表明当前这条路由规则不适用于
        // 当前的服务消费者，此时无需再进行后续匹配，直接返回即可。
        if (!matchWhen(url, invocation)) {
            return invokers;
        }
        List<Invoker<T>> result = new ArrayList<Invoker<T>>();
        // 服务提供者匹配条件未配置，表明对指定的服务消费者禁用服务，也就是服务消费者在黑名单中
        if (thenCondition == null) {
            logger.warn("The current consumer in the service blacklist. consumer: " + NetUtils.getLocalHost() + ", service: " + url.getServiceKey());
            return result;
        }
        // 这里可以简单的把 Invoker 理解为服务提供者，现在使用服务提供者匹配规则对
        // Invoker 列表进行匹配
        for (Invoker<T> invoker : invokers) {
            // 若匹配成功，表明当前 Invoker 符合服务提供者匹配规则。
            // 此时将 Invoker 添加到 result 列表中
            if (matchThen(invoker.getUrl(), url)) {
                result.add(invoker);
            }
        }
        // 返回匹配结果，如果 result 为空列表，且 force = true，表示强制返回空列表，
        // 否则路由结果为空的路由规则将自动失效
        if (!result.isEmpty()) {
            return result;
        } else if (force) {
            logger.warn("The route result is empty and force execute. consumer: " + NetUtils.getLocalHost() + ", service: " + url.getServiceKey() + ", router: " + url.getParameterAndDecoded(RULE_KEY));
            return result;
        }
    } catch (Throwable t) {
        logger.error("Failed to execute condition router rule: " + getUrl() + ", invokers: " + invokers + ", cause: " + t.getMessage(), t);
    }
    // 原样返回，此时 force = false，表示该条路由规则失效
    return invokers;
}

route 方法先是调用 matchWhen 对服务消费者进行匹配，如果匹配失败，直接返回 Invoker 列表。如果匹配成功，再对服务提供者进行匹配，匹配逻辑封装在了 matchThen 方法中。下面来看一下这两个方法的逻辑：

boolean matchWhen(URL url, Invocation invocation) {
    // 服务消费者条件为 null 或空，均返回 true，比如：
    //     => host != 172.22.3.91
    // 表示所有的服务消费者都不得调用 IP 为 172.22.3.91 的机器上的服务
    return CollectionUtils.isEmptyMap(whenCondition) || matchCondition(whenCondition, url, null, invocation);
}

private boolean matchThen(URL url, URL param) {
    // 服务提供者条件为 null 或空，表示禁用服务
    return CollectionUtils.isNotEmptyMap(thenCondition) && matchCondition(thenCondition, url, param, null);
}

这两个方法长的有点像，不过逻辑上还是有差别的，大家注意看。这两个方法均调用了 matchCondition 方法，但它们所传入的参数是不同的。这个需要特别注意一下，不然后面的逻辑不好弄懂。下面我们对这几个参数进行溯源。matchWhen 方法向 matchCondition 方法传入的参数为 [whenCondition, url, null, invocation]，第一个参数 whenCondition 为服务消费者匹配条件，这个前面分析过。第二个参数 url 源自 route 方法的参数列表，该参数由外部类调用 route 方法时传入。接下来再来看看 matchThen 向 matchCondition 方法传入的参数 [thenCondition, url, param, null]。第一个参数不用解释了。第二个和第三个参数来自 matchThen 方法的参数列表，这两个参数分别为服务提供者 url 和服务消费者 url。搞清楚这些参数来源后，接下来就可以分析 matchCondition 方法了。

private boolean matchCondition(Map<String, MatchPair> condition, URL url, URL param, Invocation invocation) {
    // 将服务提供者或消费者 url 转成 Map
    Map<String, String> sample = url.toMap();
    boolean result = false;
    // 遍历 condition 列表
    for (Map.Entry<String, MatchPair> matchPair : condition.entrySet()) {
        // 获取匹配项名称，比如 host、method 等
        String key = matchPair.getKey();
        String sampleValue;
        //get real invoked method name from invocation
        // 如果 invocation 不为空，且 key 为 mehtod(s)，表示进行方法匹配
        if (invocation != null && (METHOD_KEY.equals(key) || METHODS_KEY.equals(key))) {
            // 从 invocation 获取被调用方法的名称
            sampleValue = invocation.getMethodName();
        } else if (ADDRESS_KEY.equals(key)) {
            sampleValue = url.getAddress();
        } else if (HOST_KEY.equals(key)) {
            sampleValue = url.getHost();
        } else {
            // 从服务提供者或消费者 url 中获取指定字段值，比如 host、application 等
            sampleValue = sample.get(key);
            if (sampleValue == null) {
                // 尝试通过 default.xxx 获取相应的值
                sampleValue = sample.get(key);
            }
        }
        if (sampleValue != null) {
            // 调用 MatchPair 的 isMatch 方法进行匹配
            if (!matchPair.getValue().isMatch(sampleValue, param)) {
                // 只要有一个规则匹配失败，立即返回 false 结束方法逻辑
                return false;
            } else {
                result = true;
            }
        } else {
            //not pass the condition
            // sampleValue 为空，表明服务提供者或消费者 url 中不包含相关字段。此时如果
            // MatchPair 的 matches 不为空，表示匹配失败，返回 false。比如我们有这样
            // 一条匹配条件 loadbalance = random，假设 url 中并不包含 loadbalance 参数，
            // 此时 sampleValue = null。既然路由规则里限制了 loadbalance 必须为 random，
            // 但 sampleValue = null，明显不符合规则，因此返回 false
            if (!matchPair.getValue().matches.isEmpty()) {
                return false;
            } else {
                result = true;
            }
        }
    }
    return result;
}

前半部分获取sampleValue的值，然后调用isMatch判断是否匹配：

private boolean isMatch(String value, URL param) {
    // 情况一：matches 非空，mismatches 为空
    if (!matches.isEmpty() && mismatches.isEmpty()) {
        // 遍历 matches 集合，检测入参 value 是否能被 matches 集合元素匹配到。
        // 举个例子，如果 value = 10.20.153.11，matches = [10.20.153.*],
        // 此时 isMatchGlobPattern 方法返回 true
        for (String match : matches) {
            if (UrlUtils.isMatchGlobPattern(match, value, param)) {
                return true;
            }
        }
        // 如果所有匹配项都无法匹配到入参，则返回 false
        return false;
    }

    // 情况二：matches 为空，mismatches 非空
    if (!mismatches.isEmpty() && matches.isEmpty()) {
        // 只要入参被 mismatches 集合中的任意一个元素匹配到，就返回 false
        for (String mismatch : mismatches) {
            if (UrlUtils.isMatchGlobPattern(mismatch, value, param)) {
                return false;
            }
        }
        // mismatches 集合中所有元素都无法匹配到入参，此时返回 true
        return true;
    }

    // 情况三：matches 非空，mismatches 非空
    if (!matches.isEmpty() && !mismatches.isEmpty()) {
        //when both mismatches and matches contain the same value, then using mismatches first
        // matches 和 mismatches 均为非空，此时优先使用 mismatches 集合元素对入参进行匹配。
        // 只要 mismatches 集合中任意一个元素与入参匹配成功，就立即返回 false，结束方法逻辑
        for (String mismatch : mismatches) {
            if (UrlUtils.isMatchGlobPattern(mismatch, value, param)) {
                return false;
            }
        }
        // mismatches 集合元素无法匹配到入参，此时再使用 matches 继续匹配
        for (String match : matches) {
            // 只要 matches 集合中任意一个元素与入参匹配成功，就立即返回 true
            if (UrlUtils.isMatchGlobPattern(match, value, param)) {
                return true;
            }
        }
        // 全部失配，则返回 false
        return false;
    }
    // 情况四：matches 和 mismatches 均为空，此时返回 false
    return false;
}

isMatch 方法逻辑比较清晰，由三个条件分支组成，用于处理四种情况。这里对四种情况下的匹配逻辑进行简单的总结，如下：

	条件	过程
情况一	matches 非空，mismatches 为空	遍历 matches 集合元素，并与入参进行匹配。只要有一个元素成功匹配入参，即可返回 true。若全部失配，则返回 false。
情况二	matches 为空，mismatches 非空	遍历 mismatches 集合元素，并与入参进行匹配。只要有一个元素成功匹配入参，立即 false。若全部失配，则返回 true。
情况三	matches 非空，mismatches 非空	优先使用 mismatches 集合元素对入参进行匹配，只要任一元素与入参匹配成功，就立即返回 false，结束方法逻辑。否则再使用 matches 中的集合元素进行匹配，只要有任意一个元素匹配成功，即可返回 true。若全部失配，则返回 false
情况四	matches 为空，mismatches 为空	直接返回 false

isMatch 方法是通过 UrlUtils 的 isMatchGlobPattern 方法进行匹配，因此下面我们再来看看 isMatchGlobPattern 方法的逻辑。

public static boolean isMatchGlobPattern(String pattern, String value, URL param) {
    if (param != null && pattern.startsWith("$")) {
        // 引用服务消费者参数，param 参数为服务消费者 url
        pattern = param.getRawParameter(pattern.substring(1));
    }
    // 调用重载方法继续比较
    return isMatchGlobPattern(pattern, value);
}

public static boolean isMatchGlobPattern(String pattern, String value) {
    // 对 * 通配符提供支持
    if ("*".equals(pattern)) {
        // 匹配规则为通配符 *，直接返回 true 即可
        return true;
    }
    if (StringUtils.isEmpty(pattern) && StringUtils.isEmpty(value)) {
        // pattern 和 value 均为空，此时可认为两者相等，返回 true
        return true;
    }
    if (StringUtils.isEmpty(pattern) || StringUtils.isEmpty(value)) {
        // pattern 和 value 其中有一个为空，表明两者不相等，返回 false
        return false;
    }


    // 定位 * 通配符位置
    int i = pattern.lastIndexOf('*');
    // doesn't find "*"
    if (i == -1) {
        // 匹配规则中不包含通配符，此时直接比较 value 和 pattern 是否相等即可，并返回比较结果
        return value.equals(pattern);
    }
    // 通配符 "*" 在匹配规则尾部，比如 10.0.21.*
    // "*" is at the end
    else if (i == pattern.length() - 1) {
        // 检测 value 是否以“不含通配符的匹配规则”开头，并返回结果。比如:
        // pattern = 10.0.21.*，value = 10.0.21.12，此时返回 true
        return value.startsWith(pattern.substring(0, i));
    }
    // "*" is at the beginning
    // 通配符 "*" 在匹配规则头部
    else if (i == 0) {
        // 检测 value 是否以“不含通配符的匹配规则”结尾，并返回结果
        return value.endsWith(pattern.substring(i + 1));
    }
    // "*" is in the middle
    // 通配符 "*" 在匹配规则中间位置
    else {
        // 通过通配符将 pattern 分成两半，得到 prefix 和 suffix
        String prefix = pattern.substring(0, i);
        String suffix = pattern.substring(i + 1);
        // 检测 value 是否以 prefix 开头，且以 suffix 结尾，并返回结果
        return value.startsWith(prefix) && value.endsWith(suffix);
    }
}

这两个方法分别对普通的匹配过程，以及”引用消费者参数“和通配符匹配等特性提供了支持。

总结

• 路由对象的初始化
• 路由链调用
• 单个路由的匹配逻辑