一、RPC簡介

RPC，全稱為Remote Procedure Call，即遠端過程呼叫，它是一個計算機通訊協議。它允許像呼叫本地服務一樣呼叫遠端服務。它可以有不同的實現方式。如RMI(遠端方法呼叫)、Hessian、Http invoker等。另外，RPC是與語言無關的。 RPC示意圖

如上圖所示，假設Computer1在呼叫sayHi()方法，對於Computer1而言呼叫sayHi()方法就像呼叫本地方法一樣，呼叫 –>返回。但從後續呼叫可以看出Computer1呼叫的是Computer2中的sayHi()方法，RPC遮蔽了底層的實現細節，讓呼叫者無需關注網路通訊，資料傳輸等細節。

二、RPC框架的實現

上面介紹了RPC的核心原理：RPC能夠讓本地應用簡單、高效地呼叫伺服器中的過程（服務）。它主要應用在分散式系統。如Hadoop中的IPC元件。但怎樣實現一個RPC框架呢？

從下面幾個方面思考，僅供參考：

1.通訊模型：假設通訊的為A機器與B機器，A與B之間有通訊模型，在Java中一般基於BIO或NIO；。

2.過程（服務）定位：使用給定的通訊方式，與確定IP與埠及方法名稱確定具體的過程或方法；

3.遠端代理物件：本地呼叫的方法(服務)其實是遠端方法的本地代理，因此可能需要一個遠端代理物件，對於Java而言，遠端代理物件可以使用Java的動態物件實現，封裝了呼叫遠端方法呼叫；

4.序列化，將物件名稱、方法名稱、引數等物件資訊進行網路傳輸需要轉換成二進位制傳輸，這裡可能需要不同的序列化技術方案。如:protobuf，Arvo等。

三、Java實現RPC框架

1、實現技術方案
下面使用比較原始的方案實現RPC框架，採用Socket通訊、動態代理與反射與Java原生的序列化。

2、RPC框架架構
RPC架構分為三部分：

1）服務提供者，執行在伺服器端，提供服務介面定義與服務實現類。

2）服務中心，執行在伺服器端，負責將本地服務釋出成遠端服務，管理遠端服務，提供給服務消費者使用。

3）服務消費者，執行在客戶端，通過遠端代理物件呼叫遠端服務。

3、 具體實現
服務提供者介面定義與實現，程式碼如下：

public interface HelloService {

    String sayHi(String name);

}

HelloServices介面實現類：

public class HelloServiceImpl implements HelloService {

    public String sayHi(String name) {
        return "Hi, " + name;
    }

}

服務中心程式碼實現，程式碼如下：

public interface Server {
    public void stop();

    public void start() throws IOException;

    public void register(Class serviceInterface, Class impl);

    public boolean isRunning();

    public int getPort();
}

服務中心實現類：

public class ServiceCenter implements Server {
    private static ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors());

    private static final HashMap<String, Class> serviceRegistry = new HashMap<String, Class>();

    private static boolean isRunning = false;

    private static int port;

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

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

    public void start() throws IOException {
        ServerSocket server = new ServerSocket();
        server.bind(new InetSocketAddress(port));
        System.out.println("start server");
        try {
            while (true) {
                // 1.監聽客戶端的TCP連線，接到TCP連線後將其封裝成task，由執行緒池執行
                executor.execute(new ServiceTask(server.accept()));
            }
        } finally {
            server.close();
        }
    }

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

    public boolean isRunning() {
        return isRunning;
    }

    public int getPort() {
        return port;
    }

    private static class ServiceTask implements Runnable {
        Socket clent = null;

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

        public void run() {
            ObjectInputStream input = null;
            ObjectOutputStream output = null;
            try {
                // 2.將客戶端傳送的碼流反序列化成物件，反射呼叫服務實現者，獲取執行結果
                input = new ObjectInputStream(clent.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);

                // 3.將執行結果反序列化，通過socket傳送給客戶端
                output = new ObjectOutputStream(clent.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 (clent != null) {
                    try {
                        clent.close();
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }

        }
    }
}

　客戶端的遠端代理物件：

public class RPCClient<T> {
    public static <T> T getRemoteProxyObj(final Class<?> serviceInterface, final InetSocketAddress addr) {
        // 1.將本地的介面呼叫轉換成JDK的動態代理，在動態代理中實現介面的遠端呼叫
        return (T) Proxy.newProxyInstance(serviceInterface.getClassLoader(), new Class<?>[]{serviceInterface},
                new InvocationHandler() {
                    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                        Socket socket = null;
                        ObjectOutputStream output = null;
                        ObjectInputStream input = null;
                        try {
                            // 2.建立Socket客戶端，根據指定地址連線遠端服務提供者
                            socket = new Socket();
                            socket.connect(addr);

                            // 3.將遠端服務呼叫所需的介面類、方法名、引數列表等編碼後傳送給服務提供者
                            output = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());
                            output.writeUTF(serviceInterface.getName());
                            output.writeUTF(method.getName());
                            output.writeObject(method.getParameterTypes());
                            output.writeObject(args);

                            // 4.同步阻塞等待伺服器返回應答，獲取應答後返回
                            input = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
                            return input.readObject();
                        } finally {
                            if (socket != null) socket.close();
                            if (output != null) output.close();
                            if (input != null) input.close();
                        }
                    }
                });
    }
}

最後為測試類：

public class RPCTest {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                try {
                    Server serviceServer = new ServiceCenter(8088);
                    serviceServer.register(HelloService.class, HelloServiceImpl.class);
                    serviceServer.start();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }).start();
        HelloService service = RPCClient.getRemoteProxyObj(HelloService.class, new InetSocketAddress("localhost", 8088));
        System.out.println(service.sayHi("test"));
    }
}

執行結果：

regeist service HelloService
start server
Hi, test

四、總結

  RPC本質為訊息處理模型，RPC遮蔽了底層不同主機間的通訊細節，讓程序呼叫遠端的服務就像是本地的服務一樣。

五、可以改進的地方

 這裡實現的簡單RPC框架是使用Java語言開發，與Java語言高度耦合，並且通訊方式採用的Socket是基於BIO實現的，IO效率不高，還有Java原生的序列化機制佔記憶體太多，執行效率也不高。可以考慮從下面幾種方法改進。

可以採用基於JSON資料傳輸的RPC框架；
可以使用NIO或直接使用Netty替代BIO實現；
使用開源的序列化機制，如Hadoop Avro與Google protobuf等；
服務註冊可以使用Zookeeper進行管理，能夠讓應用更加穩定。

—————————————————————————————————————————————————–

java架構師專案實戰,高併發叢集分散式,大資料高可用視訊教程，共760G

下載地址：

https://item.taobao.com/item.htm?id=555888526201

01.高階架構師四十二個階段高
02.Java高階系統培訓架構課程148課時
03.Java高階網際網路架構師課程
04.Java網際網路架構Netty、Nio、Mina等-視訊教程
05.Java高階架構設計2016整理-視訊教程
06.架構師基礎、高階片
07.Java架構師必修linux運維繫列課程
08.Java高階系統培訓架構課程116課時
+
hadoop系列教程，java設計模式與資料結構， Spring Cloud微服務， SpringBoot入門
—————————————————————————————————————————————————–