RPC原理以及示例
本博客主要讲述RPC的原理以及通过一个简单的示例来讲述RPC的实现过程。之前写过关于dubbo rpc原理实现的博客，而且是偏细节的，有兴趣的话可以参考一下：
Dubbo RPC源码解读：
https://yq.aliyun.com/articles/272405
Dubbo-多线程通信原理：
https://yq.aliyun.com/articles/272406
本博客示例代码见：
[email protected]:wuzhengfei/great-truth.git中ConsumerTest、ProviderTest类。
一、 分析
1. Provider分析
在java中唯一确定一个类需要知道类的全限定名（当然还有ClassLoader，不过Classloader与这里要讨论的内容关系不大，所以暂时忽略）；唯一确定一个方法需要知道方法的签名，即方法名、方法参数类型。对于同一个方法，不同的参数将产生不同的结果，基于此两点，RPC的Provider收到调用请求时，至少需要从请求信息中解析出类名、方法签名、方法参数。
取得类名、方法签名、方法参数信息以后，可以通过反射为此类创建一个Proxy，通过动态代理的方式调用此方法，并返回结果。
2. Consumer方分析
因为是远程调用，所以Consumer需要能够和远程Provider建立连接，并将请求发送的类名、方法名、方法参数类型、方法参数等信息发送过去；然后等待调用返回结果；最后将返回结果解析为需要的对象。
3. 其他分析
最简单的RPC只需要Consumer、Provider，但从维护性上、负载均衡、failover、监控等等层面看，这显然只能作为一个小孩子的玩具，而上不了台面。以下模型为dubbo的rpc模型，网上有大把的资料讲述这个模型，所以我就不再这里赘言了。
二、 demo
接下来我们使用一个简单的demo来实现一次rpc调用。
HelloService、HelloServiceImpl是真正的服务。
Provider是服务提供者。
Consumer是服务消费者。
RpcContainer中管理者Provider信息。
RpcFramework管理RPC服务的生命周期。
1. service
1) HelloService
public interface HelloService {
String sayHello(String name);
}2) HelloServiceImpl
public classHelloServiceImpl implements HelloService {
@Override
public String sayHello(String name) {
return "Hello RPC!, I'm " + name;
}
}
2. RpcContainer
public class RpcContainer {
private static final HashMap> EXPORTED_SERVICES = newHashMap>();
public void register(Class interfaceClass, Class interfaceImplClass) {
EXPORTED_SERVICES.put(interfaceClass.getName(), interfaceImplClass);
}
public Class getTargetClass(String interfaceName){
return EXPORTED_SERVICES.get(interfaceName);
}
}
3. Provider
public class Provider implements Runnable {
Socket socket = null;
RpcContainer rpcContainer = null;
public Provider(Socket socket,RpcContainer rpcContainer) {
this.socket = socket;
this.rpcContainer= rpcContainer ;
}
public voidrun() {
ObjectInputStreaminput = null;
ObjectOutputStreamoutput = null;
try {
// 2.将客户端发送的码流反序列化成对象，反射调用服务实现者，获取执行结果
input = newObjectInputStream(socket.getInputStream());
StringserviceName = input.readUTF();
StringmethodName = input.readUTF();
Class[]parameterTypes = (Class[]) input.readObject();
Object[]arguments = (Object[]) input.readObject();
ClassserviceClass = rpcContainer.getTargetClass(serviceName);
if (serviceClass== null) {
throw newClassNotFoundException(serviceName + " not found");
}
Methodmethod = serviceClass.getMethod(methodName, parameterTypes);
Objectresult = method.invoke(serviceClass.newInstance(), arguments);
// 3.将执行结果反序列化，通过socket发送给客户端
output = newObjectOutputStream(socket.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 (socket != null) {
try {
socket.close();
}catch (IOException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}
4. RpcFramework
public class RpcFramework {
private staticExecutorService executor =Executors.newFixedThreadPool(10);
private RpcContainer rpcContainer;
private int port;
public RpcFramework(intport) {
this.port = port;
}
public voidstart() throws IOException {
ServerSocketserver = newServerSocket();
server.bind(newInetSocketAddress(port));
System.out.println("****** rpc framework started!******");
try {
while (true) {
// 1.监听客户端的TCP连接，接到TCP连接后将其封装成task，由线程池执行
Providerprovider = newProvider(server.accept(), rpcContainer);
executor.execute(provider);
}
}finally {
server.close();
executor.shutdown();
}
}
public intgetPort() {
return port;
}
public RpcContainer getRpcContainer() {
return rpcContainer;
}
public void setRpcContainer(RpcContainerrpcContainer) {
this.rpcContainer = rpcContainer;
}
}
5. Consumer
public classConsumer {
public static T getRpcProxy(final ClassserviceInterface, finalInetSocketAddress addr) {
// 1.将本地的接口调用转换成JDK的动态代理，在动态代理中实现接口的远程调用
ConsumerInvocationHandlerhandler = newConsumerInvocationHandler(addr, serviceInterface);
T proxy = (T)Proxy.newProxyInstance(serviceInterface.getClassLoader(), new Class[] { serviceInterface}, handler);
return proxy ;
}
public static class ConsumerInvocationHandler implements InvocationHandler {
private InetSocketAddress addr;
private Class serviceInterface;
public ConsumerInvocationHandler(InetSocketAddressaddr, Class serviceInterface) {
super();
this.addr = addr;
this.serviceInterface = serviceInterface;
}
public Object invoke(Object proxy, Method method,Object[] args) throwsThrowable {
Socketsocket = null;
ObjectOutputStreamoutput = null;
ObjectInputStreaminput = null;
try {
// 2.创建Socket客户端，根据指定地址连接远程服务提供者
socket = newSocket();
socket.connect(addr);
// 3.将远程服务调用所需的接口类、方法名、参数列表等编码后发送给服务提供者
output = newObjectOutputStream(socket.getOutputStream());
output.writeUTF(serviceInterface.getName());
output.writeUTF(method.getName());
output.writeObject(method.getParameterTypes());
output.writeObject(args);
// 4.同步阻塞等待服务器返回应答，获取应答后返回
input = newObjectInputStream(socket.getInputStream());
return input.readObject();
} finally {
if (socket != null)
socket.close();
if (output != null)
output.close();
if (input != null)
input.close();
}
}
}
}
6. Test
1) ProviderTest
public class ProviderTest {
public static void main(String[] args)throws IOException {
int port = 8888;
RpcContainerrpcContainer = newRpcContainer();
rpcContainer.register(HelloService.class, HelloServiceImpl.class);
RpcFrameworkserviceServer = newRpcFramework(port);
serviceServer.setRpcContainer (rpcContainer);
serviceServer.start();
}
}
2) ConsumerTest
public class ConsumerTest {
public static void main(String[] args)throws IOException {
int port =8888;
HelloServiceservice = Consumer.getRpcProxy(HelloService.class, newInetSocketAddress("localhost", port));
String name = "wzf";
String result = service.sayHello(name);
System.err.println("name="+ name + " result=" + result);
}
}
三、 Demo的问题
demo中的示例太过于简单，缺少一下几部分内容:
² consumer无法发现provider的服务。
² Consumer无法及时感知provider是否可用。
² 没有负载均衡功能。
² Consumer、provider均不支持多线程，多线程情况下数据会错乱。
² 不支持集群。
² 其他性能问题：demo使用的是阻塞时io，高并发情况下不可取。
² 等等。。。
这些问题dubbo都已经非常好的解决了，关于dubbo的实现，在博客中已经有详细的讨论，此处就不再讨论了。