netty解读及如何设计一个简单的RPC框架

[b]引言[/b]

RPC框架对于一个公司的系统来讲应该是一种非常重要的基础能力，承载各系统之间的各种远程调用，比如公司的HSF、TR。如何也实现一个简单的RPC框架，这个通常需要借助一些网络通信框架来实现，自己基于socket的编写实现从时间成本，稳定性上来讲并不推荐。JAVA应用借助比较流行的netty或者JVM自带的RMI来实现,而C应用可以利用像libevent库进行构建。


[b]netty的优势[/b]

netty作为后起之秀，借鉴了很多前者优秀的经验。它是基于java nio包扩展的一个高性能高并发的异步网络通信框架，对比原来的java io包，做了很多的改进。最大的变化在于编程模型的改变，原来的输入输出(inputstream/outputstream)对于一次操作来讲是单向的，只能进行读或写操作，需要内部构造两个stream才能完成。而nio则使用channel的方式，读写共用一个管道对象，每个连接等于一个管道（实际使用中连接同一远程服务的多个请求可以共用同一个管道，是不是很高效，后面会有介绍）。
注：本文所指的RPC并不是APP端向网关发起的请求，而是指后台各系统之间的调用。APP端的RPC是走http请求，再由网关经过后台RPC请求到各业务方后台。


[b]工作原理[/b]
一般的tcp server开启服务大概是如下几个步骤：bind(port) listen() accept() read() write()，netty也采用此种方式。不过是采用NIO的多路复用Selector模式来实现。参考以下NIO的实例。

        selector.select();
        Set selectedKeys = selector.selectedKeys();
        Iterator keyIterator = selectedKeys.iterator();
        while(keyIterator.hasNext()) {
        SelectionKey key = keyIterator.next();
        if(key.isAcceptable()) {
            // a connection was accepted by a ServerSocketChannel.
        } else if (key.isConnectable()) {
            // a connection was established with a remote server.
        } else if (key.isReadable()) {
            // a channel is ready for reading
        } else if (key.isWritable()) {
            // a channel is ready for writing
        }

上述模型乍一看是一个同步阻塞的，但实际上netty做了改进程，由一个boss线程进行循环收集就绪的IO事件（OP_CONNECT,OP_READ,OP_WRITE,OP_ACCEPT），然后初始化成一个channel，并进行dispatch到worker线程处理（Reactor模式），从应用层上看则是一个异步非阻塞。

netty tcp server构造示例：由一个boss线程组和一个worker线程组构成

        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();  
        EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();  
        try {  
            ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();  
            b.group(bossGroup, workerGroup).channel(NioServerSocketChannel.class)

boss线程收集到就绪IO事件以后如何分发给worker线程组的？
可以参看NioServerSocketChannel.java

protected int doReadMessages(List