RPC框架原理剖析(含实例)
2016-12-22 15:21
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一、什么是RPC
RPC(Remote Procedure Call Protocol)——远程过程调用协议,它是一种通过网络从远程计算机程序上请求服务,而不需要了解底层网络技术的协议。RPC协议假定某些传输协议的存在,如TCP或UDP,为通信程序之间携带信息数据。在OSI网络通信模型中,RPC跨越了传输层和应用层。RPC使得开发包括网络分布式多程序在内的应用程序更加容易。RPC采用客户机/服务器模式。请求程序就是一个客户机,而服务提供程序就是一个服务器。首先,客户机调用进程发送一个有进程参数的调用信息到服务进程,然后等待应答信息。在服务器端,进程保持睡眠状态直到调用信息到达为止。当一个调用信息到达,服务器获得进程参数,计算结果,发送答复信息,然后等待下一个调用信息,最后,客户端调用进程接收答复信息,获得进程结果,然后调用执行继续进行。
有多种 RPC模式和执行。最初由 Sun 公司提出。IETF ONC 宪章重新修订了 Sun 版本,使得 ONC RPC 协议成为 IETF 标准协议。现在使用最普遍的模式和执行是开放式软件基础的分布式计算环境(DCE)。
二、图例说明
三、java 实例演示
1、实现技术方案
下面使用比较原始的方案实现RPC框架,采用Socket通信、动态代理与反射与Java原生的序列化。
2、RPC框架架构
RPC架构分为三部分:服务提供者,运行在服务器端,提供服务接口定义与服务实现类。
服务中心,运行在服务器端,负责将本地服务发布成远程服务,管理远程服务,提供给服务消费者使用。
服务消费者,运行在客户端,通过远程代理对象调用远程服务。
3、 具体实现
1)服务提供者接口定义与实现,代码如下:package services; public interface HelloService { String sayHi(String name); }
2)HelloServices接口实现类:
package services.impl; import services.HelloService; public class HelloServiceImpl implements HelloService { public String sayHi(String name) { return "Hi, " + name; } }
3)服务中心代码实现,代码如下:
package services; import java.io.IOException; public interface Server { public void stop(); public void start() throws IOException; public void register(Class serviceInterface, Class impl); public boolean isRunning(); public int getPort(); }
4)服务中心实现类:
package services.impl; import java.io.IOException; import java.io.ObjectInputStream; import java.io.ObjectOutputStream; import java.lang.reflect.Method; import java.net.InetSocketAddress; import java.net.ServerSocket; import java.net.Socket; import java.util.HashMap; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; import services.Server; 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.监听客户端的TCP连接,接到TCP连接后将其封装成task,由线程池执行 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.将客户端发送的码流反序列化成对象,反射调用服务实现者,获取执行结果 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.将执行结果反序列化,通过socket发送给客户端 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(); } } } } } }
5)客户端的远程代理对象:
package client; import java.io.ObjectInputStream; import java.io.ObjectOutputStream; import java.lang.reflect.InvocationHandler; import java.lang.reflect.Proxy; import java.net.InetSocketAddress; import java.net.Socket; import java.lang.reflect.Method; public class RPCClient<T> { @SuppressWarnings("unchecked") public static <T> T getRemoteProxyObj(final Class<?> serviceInterface, final InetSocketAddress addr) { // 1.将本地的接口调用转换成JDK的动态代理,在动态代理中实现接口的远程调用 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.创建Socket客户端,根据指定地址连接远程服务提供者 socket = new Socket(); socket.connect(addr); // 3.将远程服务调用所需的接口类、方法名、参数列表等编码后发送给服务提供者 output = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream()); output.writeUTF(serviceInterface.getName()); output.writeUTF(method.getName()); output.writeObject(method.getParameterTypes()); output.writeObject(args); // 4.同步阻塞等待服务器返回应答,获取应答后返回 input = new ObjectInputStream(socket.getInputStream()); return input.readObject(); } finally { if (socket != null) socket.close(); if (output != null) output.close(); if (input != null) input.close(); } } }); } }
6)最后为测试类:
package client; import java.io.IOException; import java.net.InetSocketAddress; import services.HelloService; import services.Server; import services.impl.HelloServiceImpl; import services.impl.ServiceCenter; 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")); } }
运行结果:
regeist service HelloService start server Hi, test
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