正文

java实现简单rpc框架

泡^泡  2022-05-01  697

关键词：

RPC简介

RPC，全称为Remote Procedure Call，即远程过程调用，它是一个计算机通信协议。它允许像调用本地服务一样调用远程服务。它可以有不同的实现方式。如RMI(远程方法调用)、Hessian、Http invoker等。另外，RPC是与语言无关的。

RPC示意图

如上图所示，假设Computer1在调用say()方法，对于Computer1而言调用say()方法就像调用本地方法一样，调用 –>返回。但从后续调用可以看出Computer1调用的是Computer2中的say()方法，RPC屏蔽了底层的实现细节，让调用者无需关注网络通信，数据传输等细节。

RPC框架的实现

RPC的核心原理：RPC能够让本地应用简单、高效地调用服务器中的过程（服务）。它主要应用在分布式系统。
可以从下面几个方面进行思考：

1.通信模型：假设通信的为A机器与B机器，A与B之间有通信模型，在Java中一般基于BIO或NIO；。

2.过程（服务）定位：使用给定的通信方式，与确定IP与端口及方法名称确定具体的过程或方法；

3.远程代理对象：本地调用的方法(服务)其实是远程方法的本地代理，因此可能需要一个远程代理对象，对于Java而言，远程代理对象可以使用Java的动态对象实现，封装了调用远程方法调用；

4.序列化，将对象名称、方法名称、参数等对象信息进行网络传输需要转换成二进制传输，这里可能需要不同的序列化技术方案。如:protobuf，Arvo等。

Java实现RPC框架

实现技术方案

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。

RPC框架架构

RPC架构分为三部分：

1）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。

2）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。

3）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。

具体实现

服务提供者接口定义与实现，代码如下：

package com;

public interface HelloService 
    String say(String name);

HelloService接口实现类：

package com;

public class HelloServiceImpl implements HelloService 
    @Override
    public String say(String name) 
        return "您好, " + name;

服务中心代码实现，代码如下：

package com;
import java.io.IOException;

public interface Server 
    void stop();
    void start() throws IOException;
    void register(Class serviceInterface,Class impl);
    boolean isRunning();
    int getPort();

服务中心实现类：

package com;

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;

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();

客户端的远程代理对象：

package com;

import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.Socket;

public class RPCClient<T> 
    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();
                        
                    
                );

测试类：

package com;

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;

public class App 

    public static void main( String[] args )
    
        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.say("test"));

运行结果:

总结

RPC本质为消息处理模型，RPC屏蔽了底层不同主机间的通信细节，让进程调用远程的服务就像是本地的服务一样。

可以改进的地方

这里实现的简单RPC框架是使用Java语言开发，与Java语言高度耦合，并且通信方式采用的Socket是基于BIO实现的，IO效率不高，还有Java原生的序列化机制占内存太多，运行效率也不高。可以考虑从下面几种方法改进。

可以采用基于JSON数据传输的RPC框架；
可以使用NIO或直接使用Netty替代BIO实现；
使用开源的序列化机制，如Hadoop Avro与Google protobuf等；
服务注册可以使用Zookeeper进行管理，能够让应用更加稳定。

java实现简单的rpc框架(代码片段)

...允许像调用本地服务一样调用远程服务。它可以有不同的实现方式。如RMI(远程方法调用)、Hessian、Httpinvoker等。另外，RPC是与语言无关的。　　假设Computer1在调用sayHi()方法，对于Computer1而言调用sayHi()方法就像调用本地方法一样... 查看详情

原创自己动手实现rpc服务调用框架(代码片段)

自己动手实现rpc服务调用框架本文利用java自带的socket编程实现了一个简单的rpc调用框架，由两个工程组成分别名为battercake-provider（服务提供者）、battercake-consumer（服务调用者）。服务提供者本部分的工程为battercake-provider，项... 查看详情

rpc----rpc入门了解&最简单的rpc的实现(代码片段)

...决了什么问题?5、RPCvsHTTP远程调用方式6、常用RPC框架三、实现1、对象序列化1.1序列化的原因1.2概念1.3解决方案(RPC序列化框架)1.4代码实现2、网络通讯协议2.1基于TCP协议实现的RPC2.1.1版本一2.1.1.1原理2.1.1.2场景2.1.1.3实现代码2.1.1.4... 查看详情

什么是rpc以及rpc的简单实现

...地调用一样方便，让调用者感知不到远程调用的逻辑。要实现一个RPC不算难，难的是实现一个高性能高可靠的RPC框架。参考资料：如何给老婆解释什么是RPC如何实现一个简单的R 查看详情

apachethrift-使用，内部实现及构建一个可扩展的rpc框架

...ApacheThrift，接着介绍了Thrift的安装部署及如何利用Thrift来实现一个简单的RPC应用，并简单的探究了一下Thrift的内部实现原理，最后给出一个基于Thrift的可扩展的分布式RPC调用框架，在中小型项目中是一个常见的SOA实践。Thrift介绍... 查看详情

初见akka-02:rpc框架

...程之间的通信，我们今天用了scala以及akka　　　来简单的实现了　　　rpc框架的一些简单的内容，一脸包括了，心跳，间隔时间，　　　注册以及一些问题，　　　模式匹配的一些东西，虽然比较简单，但是属于麻雀虽小，五脏... 查看详情

rpc原理及实现

...，不能直接调用，这时候需要通过--就可以应用RPC框架的实现来解决。RPC会隐藏底层的通讯细节（不需要直接处理Socket通讯或Http通讯）RPC是一个请求响应模型。客户端发起请求，服务器返回响应（类似于Http的工作方式）RPC在使... 查看详情

用java简单实现rpc通信

代码不一定能够运行起来，这是在之前的代码中抽象出来的。这里只是说说基本的思路定义消息：packagecom.xiaoyao.game.net.framework.codec;importcom.google.protobuf.MessageLite;importorg.slf4j.Logger;importorg.slf4j.LoggerFactory;publicclassNetCommandp 查看详情

一篇文章了解rpc框架原理

...络通信调用不同的服务，共同支撑一个软件系统，微服务实现的基石技术。使用RPC可以解耦系统，方便维护，同时增加系统处理请求的能力。上面是一个简单的软件系统结构，我们拆分出来用户系统和订单系统做为服务存在，让... 查看详情

自己实现一个rpc框架(代码片段)

RPC框架称为远程调用框架，其实现的核心原理就是消费者端使用动态代理来代理一个接口的方法(基于JDK的动态代理，当然如果使用CGLib可以直接使用无接口类的方法)，通过加入网络传输编程，传输调用接口方法名称，方法参数... 查看详情

实现一个简易的点对点rpc框架

...被调用方位于一台机器,彼此之间可以访问同一内存,从而实现数据的传递。而查看详情

基于http协议实现rpc远程调用

今天简单说一下基本Http协议来实现RPC框架~基于Http协议实现RPC框架：优点：1、简单、实用、开发方便缺点：1、性能不是很稳定，在海量数据时，完全顶不住，容易宕机2、因为不是走的注册中心，不便于维护、监控以及统计... 查看详情

java学习---快速掌握rpc原理及实现

【原文】https://www.toutiao.com/i6592365493435236872/?RPC概述RPC(RemoteProcedureCall)即远程过程调用，也就是说两台服务器A，B，一个应用部署在A服务器上，想要调用B服务器上应用提供的函数/方法，由于不在一个内存空间，不能直接调用，需... 查看详情

手写一个简单的rpc框架(代码片段)

...：调用RPC框架的代理类，获取结果server模块：实现common的接口，把实现类注册到注册中心中调用RpcServer开启socket根据RpcRequest类的信息，获取到注册中心的实现类执行方法，返回结果，通过socket返回Rpcfra... 查看详情

rpcrmi和rest的概念

...服开源的sofa-RPC等。而且Github上还有数不清的由个人自己实现的简单的RPC框架，虽然说没有什么企业级利用价值，但是对于想要了解RPC框架原理的新手来说是很宝贵的学习资料。RPC和RMI的区别1.RPC更像是一种协议，可以跨语言实... 查看详情

rpc原理

...好处就是，不限定服务的提供方使用什么技术选型，能够实现大公司跨团队的技术解耦，如下图：服务A是欧洲团队提供服务，欧洲团队的技术背景是Java，可以用Java实现服务;服务B是美洲团队提供服务，可以用C++实现服... 查看详情

设计一个分布式rpc框架(代码片段)

...，研究了解了下内部原理，突然来了兴趣，就想着自己也实现一个RPC框架，这样可以让自己在设计与实现RPC框架过程中，也能从中了解和解决一些问题，进而让自己能够更好的发展（哈哈，会不会说我有些剑走偏锋？不去解决问... 查看详情

正文