RPC与Netty简介

RPC

一.Socket介绍

Socket概述

Socket，套接字就是两台主机之间逻辑连接的端点。TCP/IP协议是传输层协议，主要解决数据如何在网络中传输，而HTTP是应用层协议，主要解决如何包装数据。Socket是通信的基石，是支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。它是网络通信过程中端点的抽象表示，包含进行网络通信必须的五种信息：连接使用的协议、本地主机的IP地址、本地进程的协议端口、远程主机的IP地址、远程进程的协议端口。

Socket整体流程

Socket编程主要涉及到客户端和服务端两个方面，首先是在服务器端创建一个服务器套接字（ServerSocket），并把它附加到一个端口上，服务器从这个端口监听连接。端口号的范围是0到65536，但是0到1024是为特权服务保留的端口号，可以选择任意一个当前没有被其他进程使用的端口。

客户端请求与服务器进行连接的时候，根据服务器的域名或者IP地址，加上端口号，打开一个套接字。当服务器接受连接后，服务器和客户端之间的通信就像输入输出流一样进行操作。

二.IO介绍

IO模型说明

1. 简单的理解：就是用什么样的通道进行数据的发送和接收，很大程度上决定了程序通信的性能

2. Java 共支持 3 种网络编程模型/IO 模式：BIO(同步并阻塞)、NIO(同步非阻塞)、AIO(异步非阻塞)

阻塞与非阻塞

主要指的是访问IO的线程是否会阻塞（或处于等待）

线程访问资源，该资源是否准备就绪的一种处理方式

同步和异步

主要是指的数据的请求方式

同步和异步是指访问数据的一种机制

BIO(同步并阻塞)

Java BIO就是传统的 socket编程.

BIO(blocking I/O) ： 同步阻塞，服务器实现模式为一个连接一个线程，即客户端有连接请求时服务器端就需要启动一个线程进行处理，如果这个连接不做任何事情会造成不必要的线程开销，可以通过线程池机制改善(实现多个客户连接服务器)。

工作机制

BIO分析

1. 每个请求都需要创建独立的线程，与对应的客户端进行数据 Read，业务处理，数据 Write

2. 并发数较大时，需要创建大量线程来处理连接，系统资源占用较大

3. 连接建立后，如果当前线程暂时没有数据可读，则线程就阻塞在 Read 操作上，造成线程资源浪费

NIO(同步非阻塞)

同步非阻塞，服务器实现模式为一个线程处理多个请求(连接)，即客户端发送的连接请求都会注册到多路复用器上，多路复用器轮询到连接有 I/O 请求就进行处理

AIO(异步非阻塞)

AIO 引入异步通道的概念，采用了 Proactor 模式，简化了程序编写，有效的请求才启动线程，它的特点是先由操作系统完成后才通知服务端程序启动线程去处理，一般适用于连接数较多且连接时间较长的应用

Proactor 模式是一个消息异步通知的设计模式，Proactor 通知的不是就绪事件，而是操作完成事件，这也就是操作系统异步 IO 的主要模型。

BIO、NIO、AIO适用场景分析

1. BIO(同步并阻塞) 方式适用于连接数目比较小且固定的架构，这种方式对服务器资源要求比较高，并发局限于应用中，JDK1.4以前的唯一选择，但程序简单易理解

2. NIO(同步非阻塞) 方式适用于连接数目多且连接比较短（轻操作）的架构，比如聊天服务器，弹幕系统，服务器间通讯等。编程比较复杂，JDK1.4 开始支持

3. AIO(异步非阻塞) 方式使用于连接数目多且连接比较长（重操作）的架构，比如相册服务器，充分调用 OS 参与并发操作， 编程比较复杂，JDK7 开始支持。

三.NIO

NIO介绍

Java NIO 全称java non-blocking IO ，是指 JDK 提供的新 API。从 JDK1.4 开始，Java 提供了一系列改进的输入/输出的新特性，被统称为 NIO(即 New IO)，是同步非阻塞的.

1. NIO 有三大核心部分：Channel(通道)，Buffer(缓冲区), Selector(选择器)

2. NIO是 面向缓冲区编程的。数据读取到一个缓冲区中，需要时可在缓冲区中前后移动，这就增加了处理过程中的灵活性，使用它可以提供非阻塞式的高伸缩性网络

3. Java NIO 的非阻塞模式，使一个线程从某通道发送请求或者读取数据，但是它仅能得到目前可用的数据，如果目前没有数据可用时，就什么都不会获取，而不是保持线程阻塞，所以直至数据变的可以读取之前，该线程可以继续做其他的事情。 非阻塞写也是如此，一个线程请求写入一些数据到某通道，但不需要等待它完全写入， 这个线程同时可以去做别的事情。通俗理解：NIO 是可以做到用一个线程来处理多个操作的。假设有 10000 个请求过来,根据实际情况，可以分配50 或者 100 个线程来处理。不像之前的阻塞 IO 那样，非得分配 10000 个

NIO和 BIO的比较

1. BIO 以流的方式处理数据,而 NIO 以缓冲区的方式处理数据,缓冲区 I/O 的效率比流 I/O 高很多

2. BIO 是阻塞的，NIO则是非阻塞的

3. BIO 基于字节流和字符流进行操作，而 NIO 基于 Channel(通道)和 Buffer(缓冲区)进行操作，数据总是从通道读取到缓冲区中，或者从缓冲区写入到通道中。Selector(选择器)用于监听多个通道的事件（比如：连接请求， 数据到达等），因此使用单个线程就可以监听多个客户端通道

NIO三大核心原理示意图

一张图描述 NIO 的 Selector 、 Channel 和 Buffer 的关系

1. 每个 channel 都会对应一个 Buffer

2. Selector 对应一个线程， 一个线程对应多个 channel(连接)

3. 每个 channel 都注册到 Selector选择器上

4. Selector不断轮询查看Channel上的事件, 事件是通道Channel非常重要的概念

5. Selector 会根据不同的事件，完成不同的处理操作

6. Buffer 就是一个内存块 ， 底层是有一个数组

7. 数据的读取写入是通过 Buffer, 这个和 BIO 不一样, BIO 中要么是输入流，或者是输出流, 不能双向，但是NIO 的 Buffer 是可以读也可以写 , channel 是双向的.

缓冲区(Buffer)API介绍

缓冲区（Buffer）：缓冲区本质上是一个可以读写数据的内存块，可以理解成是一个数组，该对象提供了一组方法，可以更轻松地使用内存块，，缓冲区对象内置了一些机制，能够跟踪和记录缓冲区的状态变化情况。Channel 提供从网络读取数据的渠道，但是读取或写入的数据都必须经由 Buffer

Buffer常用API介绍

1.Buffer 类及其子类

在 NIO 中，Buffer是一个顶层父类，它是一个抽象类, 类的层级关系图,常用的缓冲区分别对应byte,short, int, long,float,double,char 7种.

2.缓冲区对象创建

方法名	说明
static ByteBuffer allocate(长度)	创建byte类型的指定长度的缓冲区
static ByteBuffer wrap(byte[] array)	创建一个有内容的byte类型缓冲区

3.缓冲区对象添加数据

方法名	说明
int position()/position(int newPosition)	获得当前要操作的索引/修改当前要操作的索引位置
int limit()/limit(int newLimit)	最多能操作到哪个索引/修改最多能操作的索引位置
int capacity()	返回缓冲区的总长度
int remaining()/boolean hasRemaining()	还有多少能操作索引个数/是否还有能操作
put(byte b)/put(byte[] src)	添加一个字节/添加字节数组

4.缓冲区对象读取数据

方法名	介绍
flip()	写切换读模式 limit设置position位置, position设置0
get()	读一个字节
get(byte[] dst)	读多个字节
get(int index)	读指定索引的字节
rewind()	将position设置为0，可以重复读
clear()	切换写模式 position设置为0 , limit 设置为 capacity
array()	将缓冲区转换成字节数组返回

注意事项:

capacity：容量（长度）limit： 界限（最多能读/写到哪里）posotion：位置（读/写哪个索引）

获取缓冲区里面数据之前，需要调用flip()方法,因为在写完数据后posotion往后是没有数据的，如果直接读，无法读到写入的数据

再次写数据之前，需要调用clear()方法，因为在读完数据后posotion=limit，如果直接写，无法写入数据。调用clear()方法后数据还未消失，等再次写入数据，被覆盖了才会消失。

通道(Channel)

通常来说NIO中的所有IO都是从 Channel（通道） 开始的。NIO 的通道类似于流，但有些区别如下：

1. 通道可以读也可以写，流一般来说是单向的（只能读或者写，所以之前我们用流进行IO操作的时候需要分别创建一个输入流和一个输出流）

2. 通道可以异步读写

3. 通道总是基于缓冲区Buffer来读写

常用的Channel实现类类 有 ：FileChannel , DatagramChannel ,ServerSocketChannel和SocketChannel 。FileChannel 用于文件的数据读写， DatagramChannel 用于 UDP 的数据读写， ServerSocketChannel 和SocketChannel 用于 TCP 的数据读写。

SocketChannel 与ServerSocketChannel类似 Socke和ServerSocket,可以完成客户端与服务端数据的通信工作.

Selector (选择器)

Selector 能够检测多个注册的服务端通道上是否有事件发生，如果有事件发生，便获取事件然后针对每个事件进行相应的处理。这样就可以只用一个单线程去管理多个通道，也就是管理多个连接和请求。

没有选择器的情况下,每个连接对应一个处理线程.但是连接并不能马上就会发送信息,所以还会产生资源浪费

有选择器的情况下只有在通道真正有读写事件发生时，才会进行读写，就大大地减少了系统开销，并且不必为每个连接都创建一个线程，不用去维护多个线程,避免了多线程之间的上下文切换导致的开销

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常用方法

方法名	介绍
statis open()	得到一个选择器对象
select() /select(time)	阻塞/阻塞一定的时间,监控所有注册的通道,当有对应的事件操作时, 会将SelectionKey放入集合内部并返回事件数量
selectedKeys()	返回存有SelectionKey的集合

SelectionKey

常用方法

方法名	介绍
isAcceptable()	是否是连接继续事件
isConnectable()	是否是连接就绪事件
isReadable()	是否是读就绪事件
isWritable()	是否是写就绪事件

SelectionKey中定义的4种事件:

方法名	介绍
SelectionKey.OP_ACCEPT	接收连接继续事件，表示服务器监听到了客户连接，服务器可以接收这个连接了
SelectionKey.OP_CONNECT	连接就绪事件，表示客户端与服务器的连接已经建立成功
SelectionKey.OP_READ	读就绪事件，表示通道中已经有了可读的数据，可以执行读操作了（通道目前有数据，可以进行读操作了）
SelectionKey.OP_WRITE	写就绪事件，表示已经可以向通道写数据了（通道目前可以用于写操作）

四.Netty核心原理

Netty介绍

原生 NIO 存在的问题

1. NIO 的类库和 API 繁杂，使用麻烦：需要熟练掌握 Selector、ServerSocketChannel、SocketChannel、ByteBuffer等。

2. 需要具备其他的额外技能：要熟悉 Java 多线程编程，因为 NIO 编程涉及到 Reactor 模式，你必须对多线程和网络编程非常熟悉，才能编写出高质量的 NIO 程序。

3. 开发工作量和难度都非常大：例如客户端面临断连重连、网络闪断、半包读写、失败缓存、网络拥塞和异常流的处理等等。

4. JDK NIO 的 Bug：臭名昭著的 Epoll Bug，它会导致 Selector 空轮询，最终导致 CPU 100%。直到JDK 1.7版本该问题仍旧存在，没有被根本解决

   在NIO中通过Selector的轮询当前是否有IO事件，根据JDK NIO api描述，Selector的select方法会一直阻塞，直到IO事件达到或超时，但是在Linux平台上这里有时会出现问题，在某些场景下select方法会直接返回，即使没有超时并且也没有IO事件到达，这就是著名的epoll bug，这是一个比较严重的bug，它会导致线程陷入死循环，会让CPU飙到100%，极大地影响系统的可靠性，到目前为止，JDK都没有完全解决这个问题。

Netty概述

Netty 是由 JBOSS 提供的一个 Java 开源框架。Netty 提供异步的、基于事件驱动的网络应用程序框架，用以快速开发高性能、高可靠性的网络 IO 程序。 Netty 是一个基于 NIO 的网络编程框架，使用Netty 可以帮助你快速、简单的开发出一 个网络应用，相当于简化和流程化了 NIO 的开发过程。 作为当前最流行的 NIO 框架，Netty 在互联网领域、大数据分布式计算领域、游戏行业、 通信行业等获得了广泛的应用，知名的 Elasticsearch 、Dubbo 框架内部都采用了 Netty。

Netty 的强大之处：零拷贝、可拓展事件模型；支持 TCP、UDP、HTTP、WebSocket 等协议；提供安全传输、压缩、大文件传输、编解码支持等等。

具备如下优点:

1. 设计优雅，提供阻塞和非阻塞的 Socket；提供灵活可拓展的事件模型；提供高度可定制的线程模型。

2. 具备更高的性能和更大的吞吐量，使用零拷贝技术,最小化不必要的内存复制，减少资源的消耗。

3. 提供安全传输特性。

4. 支持多种主流协议；预置多种编解码功能，支持用户开发私有协议。

Netty线程模型

线程模型基本介绍

不同的线程模式，对程序的性能有很大影响，在学习Netty线程模式之前，首先讲解下各个线程模式，最后看看 Netty 线程模型有什么优越性.目前存在的线程模型有：

• 传统阻塞 I/O 服务模型

• Reactor 模型

  根据 Reactor 的数量和处理资源池线程的数量不同，有 3 种典型的实现

  • 单 Reactor 单线程
  • 单 Reactor 多线程
  • 主从 Reactor 多线程

传统阻塞 IO服务模型

采用阻塞 IO 模式获取输入的数据, 每个连接都需要独立的线程完成数据的输入 , 业务处理和数据返回工作.

存在问题:

1. 当并发数很大，就会创建大量的线程，占用很大系统资源

2. 连接创建后，如果当前线程暂时没有数据可读，该线程会阻塞在 read 操作，造成线程资源浪费

Reactor 模型

Reactor 模式，通过一个或多个输入同时传递给服务处理器的模式 , 服务器端程序处理传入的多个请求,并将它们同步分派到相应的处理线程， 因此 Reactor 模式也叫 Dispatcher模式. Reactor 模式使用IO复用监听事件, 收到事件后，分发给某个线程(进程), 这点就是网络服务器高并发处理关键.

1.单 Reactor 单线程

• Selector是可以实现应用程序通过一个阻塞对象监听多路连接请求

• Reactor 对象通过 Selector监控客户端请求事件，收到事件后通过 Dispatch 进行分发

• 是建立连接请求事件，则由 Acceptor 通过 Accept 处理连接请求，然后创建一个 Handler 对象处理连接完成后的后续业务处理

• Handler 会完成 Read→业务处理→Send 的完整业务流程

**优点:**模型简单，没有多线程、进程通信、竞争的问题，全部都在一个线程中完成

缺点:

1. 性能问题: 只有一个线程，无法完全发挥多核 CPU 的性能。Handler 在处理某个连接上的业务时，整个进程无法处理其他连接事件，很容易导致性能瓶颈

2. 可靠性问题: 线程意外终止或者进入死循环，会导致整个系统通信模块不可用，不能接收和处理外部消息，造成节点故障

2.单 Reactor多线程

• Reactor 对象通过 selector 监控客户端请求事件, 收到事件后，通过 dispatch 进行分发
• 如果建立连接请求, 则由 Acceptor 通过accept 处理连接请求
• 如果不是连接请求，则由 reactor 分发调用连接对应的 handler 来处理
• handler 只负责响应事件，不做具体的业务处理, 通过 read 读取数据后，会分发给后面的worker 线程池的某个线程处理业务
• worker 线程池会分配独立线程完成真正的业务，并将结果返回给 handler
• handler 收到响应后，通过 send 将结果返回给 client

**优点:**可以充分的利用多核 cpu 的处理能力

**缺点:**多线程数据共享和访问比较复

3.主从 Reactor 多线程

• Reactor 主线程 MainReactor 对象通过 select 监听客户端连接事件，收到事件后，通过Acceptor 处理客户端连接事件
• 当 Acceptor 处理完客户端连接事件之后（与客户端建立好 Socket 连接），MainReactor 将连接分配给 SubReactor。（即：MainReactor 只负责监听客户端连接请求，和客户端建立连接之后将连接交由 SubReactor 监听后面的 IO 事件。)
• SubReactor 将连接加入到自己的连接队列进行监听，并创建 Handler 对各种事件进行处理
• 当连接上有新事件发生的时候，SubReactor 就会调用对应的 Handler 处理
• Handler 通过 read 从连接上读取请求数据，将请求数据分发给 Worker 线程池进行业务处理
• Worker 线程池会分配独立线程来完成真正的业务处理，并将处理结果返回给 Handler。
• Handler 通过 send 向客户端发送响应数据
• 一个 MainReactor 可以对应多个 SubReactor，即一个 MainReactor 线程可以对应多个SubReactor 线程

优点:

1. MainReactor 线程与 SubReactor 线程的数据交互简单职责明确，MainReactor 线程只需要接收新连接，SubReactor 线程完成后续的业务处理

2. MainReactor 线程与 SubReactor 线程的数据交互简单， MainReactor 线程只需要把新连接传给 SubReactor 线程，SubReactor 线程无需返回数据

3. 多个 SubReactor 线程能够应对更高的并发请求

缺点:

这种模式的缺点是编程复杂度较高。但是由于其优点明显，在许多项目中被广泛使用，包括Nginx、Memcached、Netty 等。这种模式也被叫做服务器的 1+M+N 线程模式，即使用该模式开发的服务器包含一个（或多个，1 只是表示相对较少）连接建立线程+M 个 IO 线程+N 个业务处理线程。这是业界成熟的服务器程序设计模式。

Netty线程模型

Netty 的设计主要基于主从 Reactor 多线程模式，并做了一定的改进。

简单版Netty模型

• BossGroup 线程维护 Selector，ServerSocketChannel 注册到这个 Selector 上，只关注连接建立请求事件（主 Reactor）

• 当接收到来自客户端的连接建立请求事件的时候，通过 ServerSocketChannel.accept 方法获得对应的 SocketChannel，并封装成 NioSocketChannel 注册到 WorkerGroup 线程中的Selector，每个 Selector 运行在一个线程中（从 Reactor）

• 当 WorkerGroup 线程中的 Selector 监听到自己感兴趣的 IO 事件后，就调用 Handler 进行处理

  

进阶版Netty模型

• 有两组线程池：BossGroup 和 WorkerGroup，BossGroup 中的线程专门负责和客户端建立连接，WorkerGroup 中的线程专门负责处理连接上的读写

• BossGroup 和 WorkerGroup 含有多个不断循环的执行事件处理的线程，每个线程都包含一个 Selector，用于监听注册在其上的 Channel

• 每个 BossGroup 中的线程循环执行以下三个步骤

  • 轮训注册在其上的 ServerSocketChannel 的 accept 事件（OP_ACCEPT 事件）
  • 处理 accept 事件，与客户端建立连接，生成一个 NioSocketChannel，并将其注册到WorkerGroup 中某个线程上的 Selector 上
  • 再去以此循环处理任务队列中的下一个事件

• 每个 WorkerGroup 中的线程循环执行以下三个步骤

  • 轮训注册在其上的 NioSocketChannel 的 read/write 事（OP_READ/OP_WRITE 事件）

  • 在对应的 NioSocketChannel 上处理 read/write 事件

  • 再去以此循环处理任务队列中的下一个事件

  

详细版Netty模型

• Netty 抽象出两组线程池：BossGroup 和 WorkerGroup，也可以叫做BossNioEventLoopGroup 和 WorkerNioEventLoopGroup。每个线程池中都有NioEventLoop 线程。BossGroup 中的线程专门负责和客户端建立连接，WorkerGroup 中的线程专门负责处理连接上的读写。BossGroup 和 WorkerGroup 的类型都是NioEventLoopGroup

• NioEventLoopGroup 相当于一个事件循环组，这个组中含有多个事件循环，每个事件循环就是一个 NioEventLoop

• NioEventLoop 表示一个不断循环的执行事件处理的线程，每个 NioEventLoop 都包含一个Selector，用于监听注册在其上的 Socket 网络连接（Channel）

• NioEventLoopGroup 可以含有多个线程，即可以含有多个 NioEventLoop

• 每个 BossNioEventLoop 中循环执行以下三个步骤

  • select：轮训注册在其上的 ServerSocketChannel 的 accept 事件（OP_ACCEPT 事件）
  • processSelectedKeys：处理 accept 事件，与客户端建立连接，生成一个NioSocketChannel，并将其注册到某个 WorkerNioEventLoop 上的 Selector 上
  • runAllTasks：再去以此循环处理任务队列中的其他任务

• 每个 WorkerNioEventLoop 中循环执行以下三个步骤

  • select：轮训注册在其上的 NioSocketChannel 的 read/write 事件（OP_READ/OP_WRITE 事件）
  • processSelectedKeys：在对应的 NioSocketChannel 上处理 read/write 事件
  • runAllTasks：再去以此循环处理任务队列中的其他任务

• 在以上两个processSelectedKeys步骤中，会使用 Pipeline（管道），Pipeline 中引用了Channel，即通过 Pipeline 可以获取到对应的 Channel，Pipeline 中维护了很多的处理器（拦截处理器、过滤处理器、自定义处理器等）。

核心API介绍

ChannelHandler及其实现类

ChannelHandler 接口定义了许多事件处理的方法，我们可以通过重写这些方法去实现具 体的业务逻辑。API 关系如下图所示

Netty开发中需要自定义一个 Handler 类去实现 ChannelHandle接口或其子接口或其实现类，然后通过重写相应方法实现业务逻辑，一般都需要重写下面的方法：

• public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx)，通道就绪事件
• public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg)，通道读取数据事件
• public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) ，数据读取完毕事件
• public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause)，通道发生异常事件

ChannelPipeline

ChannelPipeline 是一个 Handler 的集合，它负责处理和拦截 inbound 或者 outbound 的事件和操作，相当于一个贯穿 Netty 的责任链.

如果客户端和服务器的Handler是一样的，消息从客户端到服务端或者反过来，每个Inbound类型或Outbound类型的Handler只会经过一次，混合类型的Handler（实现了Inbound和Outbound的Handler）会经过两次。准确的说ChannelPipeline中是一个ChannelHandlerContext,每个上下文对象中有ChannelHandler.

InboundHandler是按照Pipleline的加载顺序的顺序执行, OutboundHandler是按照Pipeline的加载顺序，逆序执行

ChannelHandlerContext

这是事件处理 器上下文对 象 ， Pipeline 链中的实际处理节点。每个处理节点ChannelHandlerContext 中包含一个具体的事件处理器ChannelHandler ,同时ChannelHandlerContext 中也绑定了对应的 ChannelPipeline和 Channel 的信息，方便对ChannelHandler 进行调用。常用方法如下所示：

• ChannelFuture close()，关闭通道
• ChannelOutboundInvoker flush()，刷新
• ChannelFuture writeAndFlush(Object msg) ， 将数据写到 ChannelPipeline 中当前
• ChannelHandler 的下一个ChannelHandler 开始处理（出站）

ChannelOption

Netty 在创建 Channel 实例后,一般都需要设置 ChannelOption 参数。ChannelOption 是 Socket 的标准参数，而非 Netty 独创的。常用的参数配置有：

• ChannelOption.SO_BACKLOG：对应 TCP/IP 协议 listen 函数中的 backlog 参数，用来初始化服务器可连接队列大小。服务端处理客户端连接请求是顺序处理的，所以同一时间只能处理一个客户端连接。多个客户端来的时候，服务端将不能处理的客户端连接请求放在队列中等待处理，backlog 参数指定 了队列的大小。

• ChannelOption.SO_KEEPALIVE ：一直保持连接活动状态。该参数用于设置TCP连接，当设置该选项以后，连接会测试链接的状态，这个选项用于可能长时间没有数据交流的连接。当设置该选项以后，如果在两小时内没有数据的通信时，TCP会自动发送一个活动探测数据报文。

ChannelFuture

表示Channel 中异步 I/O 操作的结果，在 Netty 中所有的 I/O 操作都是异步的，I/O 的调用会直接返回，调用者并不能立刻获得结果，但是可以通过 ChannelFuture 来获取 I/O 操作 的处理状态。常用方法如下所示：

• Channel channel()，返回当前正在进行 IO 操作的通道
• ChannelFuture sync()，等待异步操作执行完毕,将异步改为同步

EventLoopGroup和实现类NioEventLoopGroup

EventLoopGroup 是一组 EventLoop 的抽象，Netty 为了更好的利用多核 CPU 资源，一般会有多个EventLoop 同时工作，每个 EventLoop 维护着一个 Selector 实例。

EventLoopGroup 提供 next 接口，可以从组里面按照一定规则获取其中一个 EventLoop 来处理任务。在 Netty 服务器端编程中，我们一般都需要提供两个 EventLoopGroup，例如：BossEventLoopGroup 和 WorkerEventLoopGroup。 通常一个服务端口即一个 ServerSocketChannel对应一个Selector 和一个EventLoop线程。 BossEventLoop 负责接收客户端的连接并将SocketChannel 交给 WorkerEventLoopGroup 来进 行 IO 处理，如下图所示：

BossEventLoopGroup 通常是一个单线程的 EventLoop，EventLoop 维护着一个注册了ServerSocketChannel 的 Selector 实例，BossEventLoop 不断轮询 Selector 将连接事件分离出来， 通常是 OP_ACCEPT 事件，然后将接收到的 SocketChannel 交给WorkerEventLoopGroup，WorkerEventLoopGroup 会由 next 选择其中一个 EventLoopGroup 来将这个 SocketChannel 注册到其维护的 Selector 并对其后续的 IO 事件进行处理。

一般情况下我们都是用实现类NioEventLoopGroup.

常用方法如下所示：

• public NioEventLoopGroup()，构造方法,创建线程组
• public Future shutdownGracefully()，断开连接，关闭线程

ServerBootstrap和Bootstrap

ServerBootstrap 是 Netty 中的服务器端启动助手，通过它可以完成服务器端的各种配置；Bootstrap 是 Netty 中的客户端启动助手，通过它可以完成客户端的各种配置。常用方法如下 所示：

方法名	说明
public ServerBootstrap group(EventLoopGroup parentGroup, EventLoopGroup childGroup)	该方法用于服务器端，用来设置两个 EventLoop
public B group(EventLoopGroup group)	该方法用于客户端，用来设置一个 EventLoop
public B channel(Class channelClass)	该方法用来设置一个服务器端的通道实现
public B option(ChannelOption option, T value)	用来给 ServerChannel 添加配置
public ServerBootstrap childOption(ChannelOption childOption, T value)	用来给接收到的通道添加配置
public ServerBootstrap childHandler(ChannelHandler childHandler)	该方法用来设置业务处理类（自定义的 handler)
public ChannelFuture bind(int inetPort)	该方法用于服务器端，用来设置占用的端口号
public ChannelFuture connect(String inetHost, int inetPort)	该方法用于客户端，用来连 接服务器端

Unpooled

这是 Netty 提供的一个专门用来操作缓冲区的工具类，常用方法如下所示：

方法名	说明
public static ByteBuf copiedBuffer(CharSequence string, Charset charset)	过给定的数据和字符编码返回一个 ByteBuf 对象（类似于 NIO 中的 ByteBuffer 对象）

Netty异步模型

Netty 中的 I/O 操作是异步的，包括 Bind、Write、Connect 等操作会简单的返回一个ChannelFuture。调用者并不能立刻获得结果，而是通过 Future-Listener 机制，用户可以方便的主动获取或者通过通知机制获得IO 操作结果. Netty 的异步模型是建立在 future 和callback 的之上的。callback 就是回调。重点说 Future，它的核心思想是：假设一个方法 fun，计算过程可能非常耗时，等待 fun 返回显然不合适。那么可以在调用 fun 的时候，立马返回一个 Future，后续可以通过 Future 去监控方法 fun 的处理过程(即 ： Future-Listener机制)

Future 和Future-Listener

1. Future：表示异步的执行结果, 可以通过它提供的方法来检测执行是否完成，ChannelFuture 是他的一个子接口. ChannelFuture 是一个接口 ,可以添加监听器，当监听的事件发生时，就会通知到监听器当 Future 对象刚刚创建时，处于非完成状态，调用者可以通过返回的 ChannelFuture 来获取操作执行的状态， 注册监听函数来执行完成后的操作。

常用方法有:

方法名	说明
sync()	阻塞等待程序结果返回
isDone()	判断当前操作是否完成
isSuccess()	判断已完成的当前操作是否成功
getCause()	获取已完成的当前操作失败的原因
isCancelled()	判断已完成的当前操作是否被取消
addListener(GenericFutureListener> listener)	注册监听器，当操作已完成(isDone 方法返回完成)，将会通知指定的监听器；如果Future 对象已完成，则通知指定的监听器

五.Netty高级应用

Netty编解码器

Java编解码器

编码（Encode）称为序列化， 它将对象序列化为字节数组，用于网络传输、数据持久化或者其它用途。

解码（Decode）称为反序列化，它把从网络、磁盘等读取的字节数组还原成原始对象（通常是原始对象的拷贝），以方便后续的业务逻辑操作。

**实现方式：**java序列化对象只需要实现java.io.Serializable接口并生成序列化ID，这个类就能够通过java.io.ObjectInput和java.io.ObjectOutput序列化和反序列化。

**Java序列化目的：**1.网络传输。2.对象持久化。

**Java序列化缺点：**1.无法跨语言。 2.序列化后码流太大。3.序列化性能太低。

Java序列化仅仅是Java编解码技术的一种，由于它的种种缺陷，衍生出了多种编解码技术和框架，这些编解码框架实现消息的高效序列化。

Netty编解码器

1. 概念

   在网络应用中需要实现某种编解码器，将原始字节数据与自定义的消息对象进行互相转换。网络中都是以字节码的数据形式来传输数据的，服务器编码数据后发送到客户端，客户端需要对数据进行解码。

   对于Netty而言，编解码器由两部分组成：编码器、解码器。

   • 解码器：负责将消息从字节或其他序列形式转成指定的消息对象。
   • 编码器：将消息对象转成字节或其他序列形式在网络上传输。

   Netty 的编（解）码器实现了 ChannelHandlerAdapter，也是一种特殊的 ChannelHandler，所以依赖于 ChannelPipeline，可以将多个编（解）码器链接在一起，以实现复杂的转换逻辑。

   Netty里面的编解码： 解码器：负责处理入站 InboundHandler数据。 编码器：负责出站OutboundHandler 数据。

2. 解码器(Decoder)

   解码器负责 解码“入站”数据从一种格式到另一种格式，解码器处理入站数据是抽象ChannelInboundHandler的实现。需要将解码器放在ChannelPipeline中。对于解码器，Netty中主要提供了抽象基类ByteToMessageDecoder和MessageToMessageDecoder

   抽象解码器

   • ByteToMessageDecoder: 用于将字节转为消息，需要检查缓冲区是否有足够的字节

   • ReplayingDecoder: 继承ByteToMessageDecoder，不需要检查缓冲区是否有足够的字节,但是 ReplayingDecoder速度略慢于ByteToMessageDecoder,同时不是所有的ByteBuf都支持。项目复杂性高则使用ReplayingDecoder，否则使用ByteToMessageDecoder

   • MessageToMessageDecoder: 用于从一种消息解码为另外一种消息（例如POJO到POJO）

     核心方法:

     decode(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf msg, List out)

​

2. 编码器(Encoder)

   与ByteToMessageDecoder和MessageToMessageDecoder相对应，Netty提供了对应的编码器实现MessageToByteEncoder和MessageToMessageEncoder，二者都实现ChannelOutboundHandler接口。

   抽象编码器

   • MessageToByteEncoder: 将消息转化成字节

   • MessageToMessageEncoder: 用于从一种消息编码为另外一种消息（例如POJO到POJO）

     核心方法:

     encode(ChannelHandlerContext ctx, String msg, List out)

   

3. 编码解码器Codec

   编码解码器: 同时具有编码与解码功能，特点同时实现了ChannelInboundHandler和ChannelOutboundHandler接口，因此在数据输入和输出时都能进行处理。

   Netty提供提供了一个ChannelDuplexHandler适配器类,编码解码器的抽象基类ByteToMessageCodec ,MessageToMessageCodec都继承与此类.

   

WebSocket简介及与HTTP的区别

简介

WebSocket是一种在单个TCP连接上进行全双工通信的协议。WebSocket使得客户端和服务器之间的数据交换变得更加简单，允许服务端主动向客户端推送数据。在WebSocket API中，客户端和服务器只需要完成一次握手，两者之间就直接可以创建持久性的连接，并进行双向数据传输。

应用场景十分广泛:

1. 社交订阅

2. 协同编辑/编程

3. 股票基金报价

4. 体育实况更新

5. 多媒体聊天

6. 在线教育

区别

http协议是用在应用层的协议，他是基于tcp协议的，http协议建立连接也必须要有三次握手才能发送信息。 http连接分为短连接，长连接，短连接是每次请求都要三次握手才能发送自己的信息。即每一个request对应一个response。长连接是在一定的期限内保持连接。保持TCP连接不断开。客户端与服务器通信，必须要有客户端先发起, 然后服务器返回结果。客户端是主动的，服务器是被动的。 客户端要想实时获取服务端消息就得不断发送长连接到服务端

WebSocket实现了多路复用，他是全双工通信。在webSocket协议下服务端和客户端可以同时发送信息。 建立了WebSocket连接之后, 服务端可以主动发送信息到客户端。而且信息当中不必在带有head的部分信息了与http的长链接通信来说，这种方式，不仅能降低服务器的压力。而且信息当中也减少了部分多余的信息。

Netty中粘包和拆包的解决方案

粘包和拆包简介

粘包和拆包是TCP网络编程中不可避免的，无论是服务端还是客户端，当我们读取或者发送消息的时候，都需要考虑TCP底层的粘包/拆包机制。

TCP是个“流”协议，所谓流，就是没有界限的一串数据。TCP底层并不了解上层业务数据的具体含义，它会根据TCP缓冲区的实际情况进行包的划分，所以在业务上认为，一个完整的包可能会被TCP拆分成多个包进行发送，也有可能把多个小的包封装成一个大的数据包发送，这就是所谓的TCP粘包和拆包问题。

如图所示，假设客户端分别发送了两个数据包D1和D2给服务端，由于服务端一次读取到的字节数是不确定的，故可能存在以下4种情况。

1. 服务端分两次读取到了两个独立的数据包，分别是D1和D2，没有粘包和拆包；

2. 服务端一次接收到了两个数据包，D1和D2粘合在一起，被称为TCP粘包；

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-MWw2l7p6-1650598381262)(https://gitee.com/oliveVegetable/typora-images/raw/master/img/20220307155340.png)]

3. 如果D2的数据包比较大, 服务端分两次读取到了两个数据包，第一次读取到了完整的D1包和D2包的部分内容，第二次读取到了D2包的剩余内容，这被称为TCP拆包

4. 如果D1, D2的数据包都很大, 服务端分多次才能将D1和D2包接收完全，期间发生多次拆包

TCP粘包和拆包产生的原因:

数据从发送方到接收方需要经过操作系统的缓冲区，而造成粘包和拆包的主要原因就在这个缓冲区上。粘包可以理解为缓冲区数据堆积，导致多个请求数据粘在一起，而拆包可以理解为发送的数据大于缓冲区，进行拆分处理。

粘包和拆包解决方案

1. 业内解决方案

   由于底层的TCP无法理解上层的业务数据，所以在底层是无法保证数据包不被拆分和重组的，这个问题只能通过上层的应用协议栈设计来解决，根据业界的主流协议的解决方案，可以归纳如下。

   • 消息长度固定，累计读取到长度和为定长LEN的报文后，就认为读取到了一个完整的信息
   • 将换行符作为消息结束符
   • 将特殊的分隔符作为消息的结束标志，回车换行符就是一种特殊的结束分隔符
   • 通过在消息头中定义长度字段来标识消息的总长度

2. Netty中的粘包和拆包解决方案

   Netty提供了4种解码器来解决，分别如下：

   • 固定长度的拆包器 FixedLengthFrameDecoder，每个应用层数据包的都拆分成都是固定长度的大小
   • 行拆包器 LineBasedFrameDecoder，每个应用层数据包，都以换行符作为分隔符，进行分割拆分
   • 分隔符拆包器 DelimiterBasedFrameDecoder，每个应用层数据包，都通过自定义的分隔符，进行分割拆分
   • 基于数据包长度的拆包器 LengthFieldBasedFrameDecoder，将应用层数据包的长度，作为接收端应用层数据包的拆分依据。按照应用层数据包的大小，拆包。这个拆包器，有一个要求，就是应用层协议中包含数据包的长度

六.Netty核心源码剖析

源码地址：https://github.com/netty/netty

创建线程组源码流程分析

EventLoopGroup 是一组 EventLoop 的抽象，Netty 为了更好的利用多核 CPU 资源，一般会有多个 EventLoop 同时工作，每个EventLoop 维护着一个 Selector 实例。

创建NioEventLoopGroup时的时序图如下：

其中的关键代码如下：

在MultithreadEventLoopGroup中对nThreads进行判断及对默认值进行赋值：

在MultithreadEventExecutorGroup中循环创建线程：

在NioEventLoop中创建TaskQueue和选择器：

绑定端口号源码流程分析

绑定端口号源码时序图如下：

红色代表黑色逻辑走完后，下个轮询执行的任务

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-bQDizkt0-1650598381264)(https://gitee.com/oliveVegetable/typora-images/raw/master/img/20220308155955.png)]

其中的关键代码如下：

初始化和注册：AbstractBootstrap的initAndRegister方法

通道初始化：ServerBootstrap中的init方法

注册通道：AbstractChannel.AbstractUnsafe中的register方法

轮询检查selector上事件：NioEventLoop中的run方法

轮询执行任务队列中的任务：SingleThreadEventExecutor中的runAllTasks方法：

注册通道和向pipeline中添加handler：AbstractUnsafe的register0方法

消息入站源码

在绑定端口的源码中NioEventLoop的run方法会轮询selector上的事件，如果有事件会进行处理，流程如下：

消息入站时序图：

红色代表黑色逻辑走完后，下个轮询执行的任务

---

其中的关键代码如下：

处理监听事件的方法：NioEventLoop的processSelectedKey方法

private void processSelectedKey(SelectionKey k, AbstractNioChannel ch) {
        final AbstractNioChannel.NioUnsafe unsafe = ch.unsafe();
        if (!k.isValid()) {
            final EventLoop eventLoop;
            try {
                eventLoop = ch.eventLoop();
            } catch (Throwable ignored) {
                // If the channel implementation throws an exception because there is no event loop, we ignore this
                // because we are only trying to determine if ch is registered to this event loop and thus has authority
                // to close ch.
                return;
            }
            // Only close ch if ch is still registered to this EventLoop. ch could have deregistered from the event loop
            // and thus the SelectionKey could be cancelled as part of the deregistration process, but the channel is
            // still healthy and should not be closed.
            // See https://github.com/netty/netty/issues/5125
            if (eventLoop != this || eventLoop == null) {
                return;
            }
            // close the channel if the key is not valid anymore
            unsafe.close(unsafe.voidPromise());
            return;
        }

        try {
            int readyOps = k.readyOps();
            // We first need to call finishConnect() before try to trigger a read(...) or write(...) as otherwise
            // the NIO JDK channel implementation may throw a NotYetConnectedException.
            if ((readyOps & SelectionKey.OP_CONNECT) != 0) {
                // remove OP_CONNECT as otherwise Selector.select(..) will always return without blocking
                // See https://github.com/netty/netty/issues/924
                int ops = k.interestOps();
                ops &= ~SelectionKey.OP_CONNECT;
                k.interestOps(ops);

                unsafe.finishConnect();
            }

            // Process OP_WRITE first as we may be able to write some queued buffers and so free memory.
            if ((readyOps & SelectionKey.OP_WRITE) != 0) {
                // Call forceFlush which will also take care of clear the OP_WRITE once there is nothing left to write
                ch.unsafe().forceFlush();
            }

            // Also check for readOps of 0 to workaround possible JDK bug which may otherwise lead
            // to a spin loop
            if ((readyOps & (SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_ACCEPT)) != 0 || readyOps == 0) {
                //读取数据
                unsafe.read();
            }
        } catch (CancelledKeyException ignored) {
            unsafe.close(unsafe.voidPromise());
        }
    }

BossGroup处理连接事件对应的read方法：AbstractNioMessageChannel.NioMessageUnsafe的read

public void read() {
            assert eventLoop().inEventLoop();
            final ChannelConfig config = config();
            final ChannelPipeline pipeline = pipeline();
            final RecvByteBufAllocator.Handle allocHandle = unsafe().recvBufAllocHandle();
            allocHandle.reset(config);

            boolean closed = false;
            Throwable exception = null;
            try {
                try {
                    do {
                        int localRead = doReadMessages(readBuf);
                        if (localRead == 0) {
                            break;
                        }
                        if (localRead < 0) {
                            closed = true;
                            break;
                        }

                        allocHandle.incMessagesRead(localRead);
                    } while (allocHandle.continueReading());
                } catch (Throwable t) {
                    exception = t;
                }

                int size = readBuf.size();
                for (int i = 0; i < size; i ++) {
                    readPending = false;
                    //发布通道读取事件
                    pipeline.fireChannelRead(readBuf.get(i));
                }
                readBuf.clear();
                allocHandle.readComplete();
                pipeline.fireChannelReadComplete();

                if (exception != null) {
                    closed = closeOnReadError(exception);

                    pipeline.fireExceptionCaught(exception);
                }

                if (closed) {
                    inputShutdown = true;
                    if (isOpen()) {
                        close(voidPromise());
                    }
                }
            } finally {
                // Check if there is a readPending which was not processed yet.
                // This could be for two reasons:
                // * The user called Channel.read() or ChannelHandlerContext.read() in channelRead(...) method
                // * The user called Channel.read() or ChannelHandlerContext.read() in channelReadComplete(...) method
                //
                // See https://github.com/netty/netty/issues/2254
                if (!readPending && !config.isAutoRead()) {
                    removeReadOp();
                }
            }
        }

连接事件中将渠道注册到WorkerGroup中某个线程上的Selector：ServerBootstrap.ServerBootstrapAcceptor的channelRead方法

@Override
        @SuppressWarnings("unchecked")
        public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) {
            //获得通道信息
            final Channel child = (Channel) msg;
            //将服务端处理器添加到pipeline中
            child.pipeline().addLast(childHandler);

            setChannelOptions(child, childOptions, logger);
            setAttributes(child, childAttrs);

            try {
                //将通道注册到workGroup线程组上
                childGroup.register(child).addListener(new ChannelFutureListener() {
                    @Override
                    public void operationComplete(ChannelFuture future) throws Exception {
                        if (!future.isSuccess()) {
                            forceClose(child, future.cause());
                        }
                    }
                });
            } catch (Throwable t) {
                forceClose(child, t);
            }
        }

WorkerGroup处理读写监听事件对应的read方法：AbstractNioMessageChannel.NioByteUnsafe的read

public final void read() {
            final ChannelConfig config = config();
            if (shouldBreakReadReady(config)) {
                clearReadPending();
                return;
            }
            final ChannelPipeline pipeline = pipeline();
            final ByteBufAllocator allocator = config.getAllocator();
            final RecvByteBufAllocator.Handle allocHandle = recvBufAllocHandle();
            allocHandle.reset(config);

            ByteBuf byteBuf = null;
            boolean close = false;
            try {
                do {
                    byteBuf = allocHandle.allocate(allocator);
                    allocHandle.lastBytesRead(doReadBytes(byteBuf));
                    if (allocHandle.lastBytesRead() <= 0) {
                        // nothing was read. release the buffer.
                        byteBuf.release();
                        byteBuf = null;
                        close = allocHandle.lastBytesRead() < 0;
                        if (close) {
                            // There is nothing left to read as we received an EOF.
                            readPending = false;
                        }
                        break;
                    }

                    allocHandle.incMessagesRead(1);
                    readPending = false;
                    //发布处理器读取事件
                    pipeline.fireChannelRead(byteBuf);
                    byteBuf = null;
                } while (allocHandle.continueReading());

                allocHandle.readComplete();
                //发布通道读取完毕事件
                pipeline.fireChannelReadComplete();

                if (close) {
                    closeOnRead(pipeline);
                }
            } catch (Throwable t) {
                handleReadException(pipeline, byteBuf, t, close, allocHandle);
            } finally {
                // Check if there is a readPending which was not processed yet.
                // This could be for two reasons:
                // * The user called Channel.read() or ChannelHandlerContext.read() in channelRead(...) method
                // * The user called Channel.read() or ChannelHandlerContext.read() in channelReadComplete(...) method
                //
                // See https://github.com/netty/netty/issues/2254
                if (!readPending && !config.isAutoRead()) {
                    removeReadOp();
                }
            }
        }

消息出站源码

AbstractChannelHandlerContext的write方法

private void write(Object msg, boolean flush, ChannelPromise promise) {
        ObjectUtil.checkNotNull(msg, "msg");
        try {
            if (isNotValidPromise(promise, true)) {
                ReferenceCountUtil.release(msg);
                // cancelled
                return;
            }
        } catch (RuntimeException e) {
            ReferenceCountUtil.release(msg);
            throw e;
        }
        //得到上下文出站handler
        final AbstractChannelHandlerContext next = findContextOutbound(flush ?
                (MASK_WRITE | MASK_FLUSH) : MASK_WRITE);
        final Object m = pipeline.touch(msg, next);
        EventExecutor executor = next.executor();
        if (executor.inEventLoop()) {
            if (flush) {
                //调用写入和刷新方法
                next.invokeWriteAndFlush(m, promise);
            } else {
                next.invokeWrite(m, promise);
            }
        } else {
            final AbstractWriteTask task;
            if (flush) {
                task = WriteAndFlushTask.newInstance(next, m, promise);
            }  else {
                task = WriteTask.newInstance(next, m, promise);
            }
            if (!safeExecute(executor, task, promise, m)) {
                // We failed to submit the AbstractWriteTask. We need to cancel it so we decrement the pending bytes
                // and put it back in the Recycler for re-use later.
                //
                // See https://github.com/netty/netty/issues/8343.
                task.cancel();
            }
        }
    }

RPC框架

分布式架构网络通信

在分布式服务框架中，一个最基础的问题就是远程服务是怎么通讯的，在Java领域中有很多可实现远程通讯的技术，例如：RMI、Hessian、SOAP、ESB和JMS等，它们背后到底是基于什么原理实现的呢

基本原理

要实现网络机器间的通讯，首先得来看看计算机系统网络通信的基本原理，在底层层面去看，网络通信需要做的就是将流从一台计算机传输到另外一台计算机，基于传输协议和网络IO来实现，其中传输协议比较出名的有tcp、udp等等，tcp、udp都是在基于Socket概念上为某类应用场景而扩展出的传输协议，网络IO，主要有bio、nio、aio三种方式，所有的分布式应用通讯都基于这个原理而实现.

什么是RPC

RPC全称为remote procedure call，即远程过程调用。借助RPC可以做到像本地调用一样调用远程服务，是一种进程间的通信方式.比如两台服务器A和B，A服务器上部署一个应用，B服务器上部署一个应用，A服务器上的应用想调用B服务器上的应用提供的方法，由于两个应用不在一个内存空间，不能直接调用，所以需要通过网络来表达调用的语义和传达调用的数据。需要注意的是RPC并不是一个具体的技术，而是指整个网络远程调用过程。

RPC架构

一个完整的RPC架构里面包含了四个核心的组件，分别是Client，Client Stub，Server以及ServerStub，这个Stub可以理解为存根。

• 客户端(Client)，服务的调用方。
• 客户端存根(Client Stub)，存放服务端的地址消息，再将客户端的请求参数打包成网络消息，然后通过网络远程发送给服务方。
• 服务端(Server)，真正的服务提供者。
• 服务端存根(Server Stub)，接收客户端发送过来的消息，将消息解包，并调用本地的方法。

1. 客户端（client）以本地调用方式（即以接口的方式）调用服务；

2. 客户端存根（client stub）接收到调用后，负责将方法、参数等组装成能够进行网络传输的消息体（将消息体对象序列化为二进制）；

3. 客户端通过socket将消息发送到服务端；

4. 服务端存根( server stub）收到消息后进行解码（将消息对象反序列化）；

5. 服务端存根( server stub）根据解码结果调用本地的服务；

6. 服务处理

7. 本地服务执行并将结果返回给服务端存根( server stub）；

8. 服务端存根( server stub）将返回结果打包成消息（将结果消息对象序列化）；

9. 服务端（server）通过socket将消息发送到客户端；

10. 客户端存根（client stub）接收到结果消息，并进行解码（将结果消息发序列化）；

11. 客户端（client）得到最终结果。

RPC的目标是要把2、3、4、5、7、8、9、10这些步骤都封装起来。只剩下1、6、11

注意：无论是何种类型的数据，最终都需要转换成二进制流在网络上进行传输，数据的发送方需要将对象转换为二进制流，而数据的接收方则需要把二进制流再恢复为对象。

在java中RPC框架比较多，常见的有Hessian、gRPC、Dubbo 等，其实对 于RPC框架而言，核心模块就是通讯和序列化

RMI

​ Java RMI，即远程方法调用(Remote Method Invocation)，一种用于实现远程过程调用(RPC Remote procedure call)的Java API， 能直接传输序列化后的Java对象。它的实现依赖于Java虚拟机，因此它仅支持从一个JVM到另一个JVM的调用。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-MW6IyX5v-1650598381266)(https://gitee.com/oliveVegetable/typora-images/raw/master/img/20220307181444.png)]

1.客户端从远程服务器的注册表中查询并获取远程对象引用。

2.桩对象与远程对象具有相同的接口和方法列表，当客户端调用远程对象时，实际上是由相应的桩对象代理完成的。

3.远程引用层在将桩的本地引用转换为服务器上对象的远程引用后，再将调用传递给传输层(Transport)，由传输层通过TCP协议发送调用；

4.在服务器端，传输层监听入站连接，它一旦接收到客户端远程调用后，就将这个引用转发给其上层的远程引用层；

5.服务器端的远程引用层将客户端发送的远程应用转换为本地虚拟机的引用后，再将请求传递给骨架(Skeleton)；

6.骨架读取参数，又将请求传递给服务器，最后由服务器进行实际的方法调用。

7.如果远程方法调用后有返回值，则服务器将这些结果又沿着“骨架->远程引用层->传输层”向下传递；

8.客户端的传输层接收到返回值后，又沿着“传输层->远程引用层->桩”向上传递，然后由桩来反序列化这些返回值，并将最终的结果传递给客户端程序。