关键词:RPC框架,Socket通信、反射、动态代理、Java原生的序列化与反序列化

1、RPC简介

RPC(Remote Procedure Call),远程过程调用。它是一种通过网络从远程计算机程序上请求服务。RPC是一种技术解决方案,一种思想,与语言无关的。可用于:高并发程序,将程序各层分离以提高程序的负载;公共模块,为其他模块提供服务等。

2、RPC框架的实现

1. 技术简介

RPC的核心:就是能够让本地应用简单、高效地调用远程服务。一般从以下几方面考虑:

(1) 远程服务代理:本地调用的方法(服务)实质是远程方法的本地代理,因此会需要一个远程服务代理对象。在Java中,远程服务代理对象可以使用JDK动态代理实现。

(2) 通信模型:客户端与服务器之间的通信方式。Java中一般基于BIO或NIO。

(3) 服务定位:通过IP与端口确定服务器后,再通过接口名及方法名、参数等确定具体的服务。

(4) 参数序列化:将接口名、方法名、方法参数类型等要进行网络传输的数据,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:Protostuff,java原生序列化等。

2. Java技术

(1) JDK动态代理

(2) Socket通信(BIO方式)

(3) java反射

(4) Java序列化(所有需要序列化的对象类须实现Serializable接口)

3. RPC框架架构实现

(1) 服务提供者:由框架提供,运行在服务器,发布服务、接受客户端请求、响应请求

(2) 服务调用者:由框架提供,运行在客户端,生成代理对象、调用远程服务

(3) 服务具体实现:由使用框架者提供,运行在服务器,服务接口、接口实现类

4. 代码实现

1、业务服务类

public class ProducerServiceImpl implements ProducerService { 
 
    public String produceCar(String modelName) { 
        return "生产出汽车:" + modelName; 
    } 
 
} 
interface ProducerService { 
 
    String produceCar(String modelName); 
 
}

2、服务中心提供类

package com.rpc; 
 
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; 
 
/** 
 * Created by Liuxd on 2018-09-14. 
 */ 
public class RPCServerImpl implements RPCServer { 
    private static ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors()); 
 
    private static final HashMap<String, Class> serviceRegistry = new HashMap<>(); 
 
    private static boolean isRunning = false; 
 
    private static int port; 
 
    public RPCServerImpl(int port) { 
        this.port = port; 
    } 
 
    public void stopService() { 
        isRunning = false; 
        executor.shutdown(); 
    } 
 
    public void startService() throws IOException { 
        ServerSocket server = new ServerSocket(); 
        server.bind(new InetSocketAddress(port)); 
        System.out.println("启动服务..."); 
        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(); 
                    } 
                } 
            } 
 
        } 
    } 
} 
 
 
interface RPCServer { 
    public void startService() throws IOException; 
 
    public boolean isRunning(); 
 
    public int getPort(); 
 
    public void register(Class serviceInterface, Class impl); 
 
    public void stopService(); 
}

3、代理类

package com.rpc; 
 
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; 
 
/** 
 * Created by Liuxd on 2018-09-14. 
 */ 
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(); 
                        } 
                    } 
                }); 
    } 
}

4、调用类

package com.rpc; 
 
import java.io.IOException; 
import java.net.InetSocketAddress; 
 
/** 
 * Created by Liuxd on 2018-09-14. 
 */ 
public class RPCController { 
 
    public static int port = 8902; 
 
    public static void main(String[] args) throws IOException { 
//      接口服务端 
        new Thread(new Runnable() { 
            public void run() { 
                try { 
 
                    RPCServer serviceRPCServer = new RPCServerImpl(port); 
 
                    serviceRPCServer.register(ProducerService.class, ProducerServiceImpl.class); 
 
                    serviceRPCServer.startService(); 
 
                } catch (IOException e) { 
                    e.printStackTrace(); 
                } 
            } 
        }).start(); 
 
//      消费者端调用 
        ProducerService service = RPCClient.getRemoteProxyObj(ProducerService.class, new InetSocketAddress("localhost", port)); 
        System.out.println(service.produceCar("兰博基尼")); 
    } 
}

评论关闭
IT虾米网

微信公众号号:IT虾米 (左侧二维码扫一扫)欢迎添加!

一段Java程序的生命史