Rpc中介軟體是目前網際網路企業用的最多的中介軟體,是實現分散式系統最基礎的中介軟體系統。在國內,用的最多的就是Dubbo以及Thrift。在國外,包括grpc,以及Finagle。Rpc的原理大同小異,都是利用TCP/IP協議將要本地要呼叫的類,方法,引數按照某種協議傳輸到遠端主機,遠端主機執行完畢以後再返回到本地主機。
當然其真正的實現非常複雜,涉及到IO,網路,多執行緒以及整個框架的架構設計。那麼接下來的幾篇文章(包括這篇文章)就來實現一個簡單的基本的RPC框架,NIO框架使用的是Netty,原因你懂得。
定義一個簡單的服務
假設有一個叫做IDemoService的簡單服務。這個服務放在了contract包中間:
public interface IDemoService
{
public int sum(int a,int b);
}複製程式碼
本地機器只有介面,實現是在遠端實現的。
那麼在本地呼叫的時候肯定是通過代理走網路傳送到遠端主機。如果使用靜態代理,那麼每個介面都必須實現一個代理類,所以一般來說沒有哪個RPC框架使用靜態代理,都是使用動態代理:
public class JDKDynamicService<T> implements InvocationHandler {
private Class<T> clazz;
private RpcClient client = new RpcClient("127.0.0.1", 6666);
public void setClass(Class<T> clazz) {
this.clazz = clazz;
}
@SuppressWarnings("unchecked")
public T get() {
return (T) Proxy.newProxyInstance(this.getClass().getClassLoader(), new Class<?>[] { this.clazz }, this);
}
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
return client.sendCommand(clazz, method, args);
}
}複製程式碼
使用動態代理,呼叫被代理類的每一個方法都會呼叫invoke方法。在invoke方法內部,呼叫RpcClient來傳輸協議和返回結果。
構建一個簡單的傳輸協議
本地主機要呼叫遠端介面,肯定要告訴遠端主機呼叫哪個類的哪個介面,引數是什麼。這裡就簡單的定一個傳輸的協議類:
public class MethodInvoker implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = 6644047311439601478L;
private Class clazz;
private String method;
private Object[] args;
public MethodInvoker(String method, Object[] args, Class clazz) {
super();
this.method = method;
this.args = args;
this.clazz = clazz;
}
public String getMethod() {
return method;
}
public void setMethod(String method) {
this.method = method;
}
public Object[] getArgs() {
return args;
}
public void setArgs(Object[] args) {
this.args = args;
}
public Class getClazz() {
return clazz;
}
public void setClazz(Class clazz) {
this.clazz = clazz;
}
}複製程式碼
這個類就不具體分析了,原因你懂得,繼承Serializable介面是為了使用JAVA自帶的序列化協議。
使用RPCClient實際傳送資料
public class RpcClient {
private String host;
private int port;
public RpcClient(String host, int port) {
super();
this.host = host;
this.port = port;
}
public Object sendCommand(Class clazz, Method method, Object[] args) {
MethodInvoker invoker = new MethodInvoker(method.getName(), args, clazz);
final ClientHandler clientHandler = new ClientHandler(invoker);
EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
try {
Bootstrap b = new Bootstrap();
b.group(workerGroup);
b.channel(NioSocketChannel.class);
b.option(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true);
b.handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
@Override
public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
ch.pipeline().addLast(new ObjectDecoder(1024 * 1024,
ClassResolvers.weakCachingConcurrentResolver(this.getClass().getClassLoader())));
ch.pipeline().addLast(new ObjectEncoder());
ch.pipeline().addLast(clientHandler);
}
});
// Start the client.
ChannelFuture f = b.connect(new InetSocketAddress(host, port)).sync();
// Wait until the connection is closed. 當一個任務完成的時候會繼續執行。
f.channel().closeFuture().sync();
return clientHandler.getResponse();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
workerGroup.shutdownGracefully();
}
return null;
}
}複製程式碼
ClientHandler 用來向服務端傳送資料:
public class ClientHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
private Object response;
private MethodInvoker methodInvoker;
public ClientHandler(MethodInvoker methodInvoker) {
this.methodInvoker = methodInvoker;
}
@Override
public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
ctx.writeAndFlush(this.methodInvoker); // 傳送到下一個Handler。input處理完,就輸出,然後output。
}
@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
System.out.println("channelRead:"+msg);
response = msg;
ctx.close();
}
public Object getResponse() {
return response;
}
}複製程式碼
值得注意的是,被傳輸物件的編碼和解碼使用了Netty自帶的編碼與解碼器。此外,一定要呼叫ctx.close()方法來關閉這個連結。
server端業務的實現
假設server端實現了IDemoService,並且使用Spring來管理bean物件:
public class DemoServiceImpl implements IDemoService
{
public int sum(int a, int b) {
return a+b;
}
}複製程式碼
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
<bean id="demoService" class="com.slowlizard.rpc.server.business.DemoServiceImpl"></bean>
</beans>複製程式碼
server端接受傳過來的資料
public class ServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
private static ApplicationContext springApplicationContext;
static {
springApplicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("context.xml");
}
@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
System.out.println("server come here:channelRead");
MethodInvoker methodInvoker = (MethodInvoker) msg;
Object service = springApplicationContext.getBean(methodInvoker.getClazz());
Method[] methods = service.getClass().getDeclaredMethods();
for (Method method : methods) {
if (method.getName().equals(methodInvoker.getMethod())) {
Object result = method.invoke(service, methodInvoker.getArgs());
ctx.writeAndFlush(result);
}
}
}
@Override
public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
System.out.println("server come here:channelActive");
}
}複製程式碼
啟動server
public class Server {
private static int port = 6666;
public static void main(String[] args) {
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
EventLoopGroup workGroup = new NioEventLoopGroup();
try {
ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap().group(bossGroup, workGroup)
.channel(NioServerSocketChannel.class).localAddress(new InetSocketAddress(port))
.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
@Override
protected void initChannel(SocketChannel arg0) throws Exception {
arg0.pipeline().addLast(new ObjectDecoder(1024*1024,
ClassResolvers.weakCachingConcurrentResolver(this.getClass().getClassLoader())) );
arg0.pipeline().addLast(new ObjectEncoder());
arg0.pipeline().addLast(new ServerHandler());
}
}
).option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024)
.childOption(ChannelOption.TCP_NODELAY, true).childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true); // 保持長連線狀態
// 繫結埠,開始接收進來的連線
ChannelFuture future = bootstrap.bind(port).sync();
future.channel().closeFuture().sync();// 子執行緒開始監聽
} catch (Exception e) {
bossGroup.shutdownGracefully();
workGroup.shutdownGracefully();
}
}
}複製程式碼
測試
public class App {
public static void main(String[] args) {
JDKDynamicService<IDemoService> proxy = new JDKDynamicService<IDemoService>();
proxy.setClass(IDemoService.class);
IDemoService service = proxy.get();
System.out.println("result" + service.sum(1, 2));
}
}複製程式碼
很快,我們就是實現了一個簡單的RPC遠端呼叫。但是它只是一個原理性的示範,離真正的RPC框架還非常遠。
首先,它的效能怎麼樣?
RpcClient每次傳送協議到服務端,都會建立一個新的連線,能否優化它?
Server端能更快的查詢到Bean並更快執行嗎?
客戶端能否與Spring整合?
Server端 Netty傳輸能否與Spring分離?
在下一章,我們將著手優化這個“框架”,來解決目前遇到的問題。
差點忘了附上Github地址:
github.com/slowlizard/…