Rpc概述-實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡單的Rpc框架

RPC，全稱為Remote Procedure Call，即遠(yuǎn)程過程調(diào)用，它是一個(gè)計(jì)算機(jī)通信協(xié)議。它允許像調(diào)用本地服務(wù)一樣調(diào)用遠(yuǎn)程服務(wù)。它可以有不同的實(shí)現(xiàn)方式。如RMI(遠(yuǎn)程方法調(diào)用)、Hessian、Http invoker等。另外，RPC是與語言無關(guān)的。

來張圖：


RPC調(diào)用過程

如上圖所示，假設(shè)Computer1在調(diào)用sayHi()方法，對于Computer1而言調(diào)用sayHi()方法就像調(diào)用本地方法一樣，調(diào)用 –>返回。但從后續(xù)調(diào)用可以看出Computer1調(diào)用的是Computer2中的sayHi()方法，RPC屏蔽了底層的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，讓調(diào)用者無需關(guān)注網(wǎng)絡(luò)通信，數(shù)據(jù)傳輸?shù)燃?xì)節(jié)。

好了，直接上代碼：git地址 https://github.com/JeffySnail/simple-rpc

代碼結(jié)構(gòu)
  • api 定義了業(yè)務(wù)接口
  • client 定義了客戶的端的測試代碼 maven依賴 rpc-frame和api
  • rpc-frame 定義實(shí)現(xiàn)rpc的框架代碼
  • server 實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)api定義的接口 maven依賴 rpc-frame和api

API 代碼：

package com.ibort.api;

/**
 * @author jeffy 
 * @date 2018-06-16
 */
public interface HelloService {

    /**
     * 定義一個(gè)API
     * @param name
     * @return
     */
    String sayHi(String name);
}

client 代碼測試類

package com.ibort.client.main;

import com.ibort.api.HelloService;
import com.ibort.frame.server.RPCClient;

import java.net.InetSocketAddress;

/**
 * @author jeffy
 * @date 2018/6/16
 **/
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        HelloService service = RPCClient.getRemoteProxyObj(HelloService.class, new InetSocketAddress("localhost", 8088));
        System.out.println("客戶端調(diào)用接口,返回結(jié)果為：" + service.sayHi("test"));
    }
}

rpc-frame 實(shí)現(xiàn)內(nèi)部框架封裝總共三個(gè)類

  • RPCClient供客戶端調(diào)用使用
  • Server 定義服務(wù)端方法
  • ServerCenter 實(shí)現(xiàn)Server類
package com.ibort.frame.server;

import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.Socket;

/**
 * @author jeffy
 * @date 2018/6/16
 **/
public class RPCClient<T> {
    public static <T> T getRemoteProxyObj(final Class<?> serviceInterface, final InetSocketAddress addr) {
        return (T) Proxy.newProxyInstance(serviceInterface.getClassLoader(), new Class<?>[]{serviceInterface}, new InvocationHandlerImp(addr, serviceInterface));

    }


    private static class InvocationHandlerImp implements InvocationHandler {

        private final InetSocketAddress addr;

        private Class<?> serviceInterface;

        public InvocationHandlerImp(InetSocketAddress addr, Class<?> serviceInterface) {
            this.addr = addr;
            this.serviceInterface = serviceInterface;
        }

        public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
            Socket socket = null;
            ObjectOutputStream output = null;
            ObjectInputStream input = null;
            try {
                // 2.創(chuàng)建Socket客戶端，根據(jù)指定地址連接遠(yuǎn)程服務(wù)提供者
                socket = new Socket();
                socket.connect(addr);

                // 3.將遠(yuǎn)程服務(wù)調(diào)用所需的接口類、方法名、參數(shù)列表等編碼后發(fā)送給服務(wù)提供者
                output = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());
                output.writeUTF(serviceInterface.getName());
                output.writeUTF(method.getName());
                output.writeObject(method.getParameterTypes());
                output.writeObject(args);

                // 4.同步阻塞等待服務(wù)器返回應(yīng)答，獲取應(yīng)答后返回
                input = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
                return input.readObject();
            } finally {
                if (socket != null) socket.close();
                if (output != null) output.close();
                if (input != null) input.close();
            }
        }
    }
}

package com.ibort.frame.server;

import java.io.IOException;

/**
 * @author jeffy
 */
public interface Server {

    /**
     * 停止
     */
    void stop();

    /**
     * 啟動
     *
     * @throws IOException
     */
    void start() throws IOException;

    /**
     * 注冊服務(wù)
     *
     * @param serviceInterface
     * @param impl
     */
    void register(Class serviceInterface, Class impl);

    /**
     * 判斷是否在運(yùn)行
     *
     * @return
     */
    boolean isRunning();

    /**
     * 獲取端口號
     *
     * @return
     */
    int getPort();

}

package com.ibort.frame.server;

import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.lang.reflect.Method;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.HashMap;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
 * @author jeffy
 * @date 2018/6/15
 **/
public class ServerCenter implements Server {
    private static final ExecutorService EXECUTOR_SERVICE = Executors.newFixedThreadPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors());
    private static final HashMap<String, Class> serviceRegistry = new HashMap<String, Class>();
    private static boolean isRunning = false;
    private int port;


    public ServerCenter(int port) {
        this.port = port;
    }

    public void stop() {
        isRunning = false;
        EXECUTOR_SERVICE.shutdown();
    }

    public void start() throws IOException {
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket();
        serverSocket.bind(new InetSocketAddress(port));
        try {
            while (true) {
                // 1.監(jiān)聽客戶端的TCP連接，接到TCP連接后將其封裝成task，由線程池執(zhí)行
                EXECUTOR_SERVICE.execute(new ServiceTask(serverSocket.accept()));
            }
        } finally {
            serverSocket.close();
        }
    }

    public void register(Class serviceInterface, Class impl) {
        serviceRegistry.put(serviceInterface.getName(), impl);
    }

    public boolean isRunning() {
        return isRunning;
    }

    public int getPort() {
        return this.port;
    }

    private class ServiceTask implements Runnable {
        Socket client = null;

        public ServiceTask(Socket client) {
            this.client = client;
        }

        public void run() {
            ObjectInputStream input = null;
            ObjectOutputStream output = null;
            try {
                input = new ObjectInputStream(client.getInputStream());
                String serviceName = input.readUTF();
                String methodName = input.readUTF();
                Class<?>[] parameterTypes = (Class<?>[]) input.readObject();
                Object[] arguments = (Object[]) input.readObject();
                Class serviceClass = serviceRegistry.get(serviceName);
                if (serviceClass == null) {
                    throw new ClassNotFoundException(serviceName + " not found");
                }
                Method method = serviceClass.getMethod(methodName, parameterTypes);
                Object result = method.invoke(serviceClass.newInstance(), arguments);
                output = new ObjectOutputStream(client.getOutputStream());
                output.writeObject(result);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                if (output != null) {
                    try {
                        output.close();
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                if (input != null) {
                    try {
                        input.close();
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                if (client != null) {
                    try {
                        client.close();
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }
    }
}

server 模塊包含兩個(gè)類

  • HelloServiceImpl api的實(shí)現(xiàn)
  • Main 服務(wù)端啟動類
package com.ibort.service;

import com.ibort.api.HelloService;

/**
 * @author jeffy
 * @date 2018/6/15
 **/
public class HelloServiceImpl implements HelloService {

    /**
     * 實(shí)現(xiàn)api定義的接口
     * @param name
     * @return
     */
    public String sayHi(String name) {
        System.out.println("收到客戶端請求，參數(shù)為：  " + name);
        return "Hi, " + name;
    }
}

package com.ibort.main;

import com.ibort.api.HelloService;
import com.ibort.frame.server.Server;
import com.ibort.frame.server.ServerCenter;
import com.ibort.service.HelloServiceImpl;

import java.io.IOException;

/**
 * @author jeffy
 * @date 2018/6/17
 **/
public class Main {

    /**
     * start server
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        Server serviceServer = new ServerCenter(8088);
        serviceServer.register(HelloService.class, HelloServiceImpl.class);
        try {
            System.err.println("server start");
            serviceServer.start();

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }
}

啟動順序

  • 啟動server模塊中的main方法，控制臺看到server start
server start……
  • 啟動客戶端測試類,控制臺輸出
客戶端調(diào)用接口,返回結(jié)果為：Hi, test

同時(shí)，在服務(wù)端看到控制臺輸出：

收到客戶端請求，參數(shù)為：  test

至此，代碼調(diào)試成功

這篇文章主要是對rpc原理的實(shí)現(xiàn)介紹，如果要實(shí)現(xiàn)一個(gè)rpc框架還有很多需要優(yōu)化和考量的。這里實(shí)現(xiàn)的簡單RPC框架是使用Java語言開發(fā)，與Java語言高度耦合，并且通信方式采用的Socket是基于BIO實(shí)現(xiàn)的，IO效率不高，還有Java原生的序列化機(jī)制占內(nèi)存太多，運(yùn)行效率也不高?？梢钥紤]從下面幾種方法改進(jìn)。

  • 可以采用基于JSON數(shù)據(jù)傳輸?shù)腞PC框架；
  • 可以使用NIO或直接使用Netty替代BIO實(shí)現(xiàn)；
  • 使用開源的序列化機(jī)制，如Hadoop Avro與Google protobuf等；
  • 服務(wù)注冊可以使用Zookeeper進(jìn)行管理，能夠讓應(yīng)用更加穩(wěn)定。

目前主要流行的rpc款框架有阿里的dubbo 美團(tuán)點(diǎn)評的pigeon，還有thrift等。

后邊的文章會對pigeon進(jìn)行源碼解析。

參閱： https://www.cnblogs.com/codingexperience/p/5930752.html

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