溫馨提示×
您好，登錄后才能下訂單哦！
點擊 登錄注冊 即表示同意《億速云用戶服務條款》
您好，登錄后才能下訂單哦！
使用Java怎么實現一個RPC框架？相信很多沒有經驗的人對此束手無策，為此本文總結了問題出現的原因和解決方法，通過這篇文章希望你能解決這個問題。
一、RPC簡介
RPC，全稱為Remote Procedure Call，即遠程過程調用，它是一個計算機通信協議。它允許像調用本地服務一樣調用遠程服務。它可以有不同的實現方式。如RMI(遠程方法調用)、Hessian、Http invoker等。另外，RPC是與語言無關的。
rpc框架做的最重要的一件事情就是封裝，調用者和被調用者的通訊細節，客戶端代理負責向調用方法的方法名參數返回值包等信息根據通信協議組織成報文發送給服務端，服務端解析報文，根據客戶端傳遞的信息執行對應的方法，然后將返回值安裝協議組織成報文發送給客戶端，客戶端再解析出來。
RPC示意圖
如上圖所示，假設Computer1在調用sayHi()方法，對于Computer1而言調用sayHi()方法就像調用本地方法一樣，調用 –>返回。但從后續調用可以看出Computer1調用的是Computer2中的sayHi()方法，RPC屏蔽了底層的實現細節，讓調用者無需關注網絡通信，數據傳輸等細節。
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、高效地調用服務器中的過程（服務）。它主要應用在分布式系統。如Hadoop中的IPC組件。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.通信模型：假設通信的為A機器與B機器，A與B之間有通信模型，在Java中一般基于BIO或NIO；。
2.過程（服務）定位：使用給定的通信方式，與確定IP與端口及方法名稱確定具體的過程或方法；
3.遠程代理對象：本地調用的方法(服務)其實是遠程方法的本地代理，因此可能需要一個遠程代理對象，對于Java而言，遠程代理對象可以使用Java的動態對象實現，封裝了調用遠程方法調用；
4.序列化，將對象名稱、方法名稱、參數等對象信息進行網絡傳輸需要轉換成二進制傳輸，這里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，采用Socket通信、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，運行在服務器端，提供服務接口定義與服務實現類。
2）服務中心，運行在服務器端，負責將本地服務發布成遠程服務，管理遠程服務，提供給服務消費者使用。
3）服務消費者，運行在客戶端，通過遠程代理對象調用遠程服務。
3、 具體實現
服務提供者接口定義與實現，代碼如下：
public interface HelloService {
String sayHi(String name);
}HelloServices接口實現類：
public class HelloServiceImpl implements HelloService {
public String sayHi(String name) {
return "Hi, " + name;
}
}服務中心代碼實現，代碼如下：
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連接，接到TCP連接后將其封裝成task，由線程池執行
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.將客戶端發送的碼流反序列化成對象，反射調用服務實現者，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發送給客戶端
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();
}
}
}
}
}
}客戶端的遠程代理對象：
public class RPCClient<T> {
public static <T> T getRemoteProxyObj(final Class<?> serviceInterface, final InetSocketAddress addr) {
// 1.將本地的接口調用轉換成JDK的動態代理，在動態代理中實現接口的遠程調用
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.創建Socket客戶端，根據指定地址連接遠程服務提供者
socket = new Socket();
socket.connect(addr);
// 3.將遠程服務調用所需的接口類、方法名、參數列表等編碼后發送給服務提供者
output = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());
output.writeUTF(serviceInterface.getName());
output.writeUTF(method.getName());
output.writeObject(method.getParameterTypes());
output.writeObject(args);
// 4.同步阻塞等待服務器返回應答，獲取應答后返回
input = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
return input.readObject();
} finally {
if (socket != null) socket.close();
if (output != null) output.close();
if (input != null) input.close();
}
}
});
}
}最后為測試類：
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"));
}
}運行結果：
regeist service HelloService start server Hi, test
四、總結
RPC本質為消息處理模型，RPC屏蔽了底層不同主機間的通信細節，讓進程調用遠程的服務就像是本地的服務一樣。
五、可以改進的地方
這里實現的簡單RPC框架是使用Java語言開發，與Java語言高度耦合，并且通信方式采用的Socket是基于BIO實現的，IO效率不高，還有Java原生的序列化機制占內存太多，運行效率也不高。可以考慮從下面幾種方法改進。
1.可以采用基于JSON數據傳輸的RPC框架；
2.可以使用NIO或直接使用Netty替代BIO實現；
3.使用開源的序列化機制，如Hadoop Avro與Google protobuf等；
4.服務注冊可以使用Zookeeper進行管理，能夠讓應用更加穩定。
看完上述內容，你們掌握使用Java怎么實現一個RPC框架的方法了嗎？如果還想學到更多技能或想了解更多相關內容，歡迎關注億速云行業資訊頻道，感謝各位的閱讀！
免責聲明：本站發布的內容（圖片、視頻和文字）以原創、轉載和分享為主，文章觀點不代表本網站立場，如果涉及侵權請聯系站長郵箱：is@yisu.com進行舉報，并提供相關證據，一經查實，將立刻刪除涉嫌侵權內容。
