手把手教你寫一個RPC
1.1 RPC 是什麼
定義:RPC(Remote Procedure Call Protocol)——遠端過程呼叫協議 ,RPC協議假定某些傳輸協議的存在,如TCP或UDP,為通訊程式之間攜帶資訊資料。在OSI網路通訊模型中,RPC跨越了傳輸層和應用層 ,RPC使得開發包括網路分散式多程式在內的應用程式更加容易。
我的理解:與其說把RPC 看作是一種協議,倒不如把 它看作是一種 客戶機/伺服器互動的模式,但是 RPC一定是基於 TCP 或者 其他 通訊協議的
下面我們來看一下一個RPC呼叫的流程涉及哪些通訊細節:
- 服務消費方(client)呼叫以本地呼叫方式呼叫服務;(1)
- client stub接收到呼叫後負責將方法、引數等組裝成能夠進行網路傳輸的訊息體;(2)
- client stub找到服務地址,並將訊息傳送到服務端;(3)
- server stub收到訊息後進行解碼;(4)
- server stub根據解碼結果呼叫本地的服務;(5)
- 本地服務執行並將結果返回給server stub;(6)
- server stub將返回結果打包成訊息併發送至消費方;(7)
- client stub接收到訊息,並進行解碼;(8)
- 服務消費方得到最終結果。(9)
RPC的目標就是要2~8這些步驟都封裝起來,讓使用者對這些細節透明。
1.2 手動實現
1.2.1 先做一個空介面實現序列化介面
public interface IRpcService extends Serializable{
}
複製程式碼
1.2.2 做一個需要被遠端呼叫的介面 以及對應的介面實現類
public interface IHelloService extends IRpcService{
String sayHi(String name,String message);
}
複製程式碼
public class HelloServiceImpl implements IHelloService{ private static final long serialVersionUID = 146468468464364698L; @Override public String sayHi(String name, String message) { return new StringBuilder().append("hi~!").append(",").append(message).toString(); } } 複製程式碼
1.2.3 需要寫一個服務端,主要的作用 是進行服務註冊(介面註冊) 以及 接收客戶端的呼叫引數 執行呼叫請求 返回結果
注:這個地方 我沒有采用dom4j 解析配置檔案的形式 進行介面註冊 有時間的朋友可以多加一層
public interface Server {
//Socket埠
int PORT = 8080;
//啟動服務端
void start() throws IOException;
//停止服務端
void stop();
/**
* 服務註冊
* -- serviceInterface 對外暴露介面
* -- 內部實現類
*/
void regist(Class<? extends IRpcService> serviceInterface,Class<? extends IRpcService> impl);
}
複製程式碼
public class ServerCenter implements Server{
/**執行緒池 接收客戶端呼叫**/
private static ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(5, 20, 200, TimeUnit.MILLISECONDS,new ArrayBlockingQueue<Runnable>(10));
/**服務註冊快取**/
public static final Map<String,Class<?>> serviceRegistry = new HashMap<>();
/**
* 啟動服務
*/
@Override
public void start() throws IOException {
ServerSocket server = new ServerSocket();
server.bind(new InetSocketAddress(PORT));
try {
while(true){
executor.execute(new ServiceTask(server.accept()));
}
} finally {
server.close();
}
}
/**
* 停止服務
*/
@Override
public void stop() {
executor.shutdown();
}
/**
* 註冊服務
*/
@Override
public void regist(Class<? extends IRpcService> serviceInterface, Class<? extends IRpcService> impl) {
serviceRegistry.put(serviceInterface.getName(), impl);
}
private static class ServiceTask implements Runnable{
Socket client = null;
public ServiceTask(Socket client) {
this.client = client;
}
@Override
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);
//將執行結果反序列化 通過socket返給客戶端
output = new ObjectOutputStream(client.getOutputStream());
output.writeObject(result);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if(input != null){
try {
input.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if(output != null){
try {
output.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if(client != null){
try {
client.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
ServerCenter center = new ServerCenter();
center.regist(IHelloService.class,new HelloServiceImpl().getClass());
center.start();
}
}
複製程式碼
1.2.4 寫一個客戶端,用動態代理 獲取被代理介面的 各種引數 傳輸給 服務端,接收返回結果,列印到控制檯
public class Client {
@SuppressWarnings("unchecked")
public static <T extends IRpcService>T getRemoteProxyObj(final Class<? extends IRpcService> serviceInterface,final InetSocketAddress addr){
return (T) Proxy.newProxyInstance(serviceInterface.getClassLoader(), new Class<?>[]{serviceInterface}, new InvocationHandler() {
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
Socket socket = null;
ObjectOutputStream output = null;
ObjectInputStream input = null;
try {
//1.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);
//2.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);
//3.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();
}
}
}
});
}
}
複製程式碼
1.2.5 測試
注:測試之前 需要開啟服務端
public class RpcTest {
public static void main(String[] args) throws IOException {
IHelloService service = Client.getRemoteProxyObj(IHelloService.class, new InetSocketAddress(8080));
System.out.println(service.sayHi("張三", "新年快樂!"));
}
}
複製程式碼
就這樣我們實現了一個簡陋的RPC
本文意在通過實現簡單的RPC,去真正意義上對RPC框架的實現原理有初步的瞭解,而不是人云亦云。
此RPC實現有諸多缺點,但是 我們只要明白RPC的基座 其他的RPC框架只是完善基座以及擴充套件而已 。
感謝閱讀至文末,彩蛋奉上
部分資料截圖如下
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