RPC原理及 RPC实例分析

足彩竞彩 2019-05-22 00:38189http://www.fswell.com/admin

原文出处: Hosee

在学校期间大家都写过不少程序,比如写个hello world服务类,然后本地调用下,如下所示。这些程序的特点是服务消费方和服务提供方是本地调用关系。

public class Test { public static void main(String[] args) { HelloWorldService helloWorldService = new HelloWorldServiceImpl(); helloWorldService.sayHello("test"); } }

而一旦踏入公司尤其是大型互联网公司就会发现,公司的系统都由成千上万大大小小的服务组成,各服务部署在不同的机器上,由不同的团队负责。

这时就会遇到两个问题:

要搭建一个新服务,免不了需要依赖他人的服务,而现在他人的服务都在远端,怎么调用?

其它团队要使用我们的新服务,我们的服务该怎么发布以便他人调用?下文将对这两个问题展开探讨。

1.  如何调用他人的远程服务?

由于各服务部署在不同机器,服务间的调用免不了网络通信过程,服务消费方每调用一个服务都要写一坨网络通信相关的代码,不仅复杂而且极易出错。

如果有一种方式能让我们像调用本地服务一样调用远程服务,而让调用者对网络通信这些细节透明,那么将大大提高生产力,比如服务消费方在执行helloWorldService.sayHello(“test”)时,实质上调用的是远端的服务。这种方式其实就是RPC(Remote Procedure Call Protocol),在各大互联网公司中被广泛使用,如阿里巴巴的hsf、dubbo(开源)、Facebook的thrift(开源)、Google grpc(开源)、Twitter的finagle(开源)等。

要让网络通信细节对使用者透明,我们需要对通信细节进行封装,我们先看下一个RPC调用的流程涉及到哪些通信细节:

服务消费方(client)调用以本地调用方式调用服务;

client stub接收到调用后负责将方法、参数等组装成能够进行网络传输的消息体;

client stub找到服务地址,并将消息发送到服务端;

server stub收到消息后进行解码;

server stub根据解码结果调用本地的服务;

本地服务执行并将结果返回给server stub;

server stub将返回结果打包成消息并发送至消费方;

client stub接收到消息,并进行解码;

服务消费方得到最终结果。

RPC的目标就是要2~8这些步骤都封装起来,让用户对这些细节透明。

1.1 怎么做到透明化远程服务调用?

怎么封装通信细节才能让用户像以本地调用方式调用远程服务呢?对java来说就是使用代理!java代理有两种方式:

jdk 动态代理

字节码生成

尽管字节码生成方式实现的代理更为强大和高效,但代码维护不易,大部分公司实现RPC框架时还是选择动态代理方式。

下面简单介绍下动态代理怎么实现我们的需求。我们需要实现RPCProxyClient代理类,代理类的invoke方法中封装了与远端服务通信的细节,消费方首先从RPCProxyClient获得服务提供方的接口,当执行helloWorldService.sayHello(“test”)方法时就会调用invoke方法。

public class RPCProxyClient implements java.lang.reflect.InvocationHandler{ private Object obj; public RPCProxyClient(Object obj){ this.obj=obj; } /** * 得到被代理对象; */ public static Object getProxy(Object obj){ return java.lang.reflect.Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(), obj.getClass().getInterfaces(), new RPCProxyClient(obj)); } /** * 调用此方法执行 */ public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { //结果参数; Object result = new Object(); // ...执行通信相关逻辑 // ... return result; } } public class Test { public static void main(String[] args) { HelloWorldService helloWorldService = (HelloWorldService)RPCProxyClient.getProxy(HelloWorldService.class); helloWorldService.sayHello("test"); } } 1.2  怎么对消息进行编码和解码? 1.2.1 确定消息数据结构

上节讲了invoke里需要封装通信细节(通信细节再后面几章详细探讨),而通信的第一步就是要确定客户端和服务端相互通信的消息结构。客户端的请求消息结构一般需要包括以下内容:

1)接口名称

在我们的例子里接口名是“HelloWorldService”,如果不传,服务端就不知道调用哪个接口了;

2)方法名

一个接口内可能有很多方法,如果不传方法名服务端也就不知道调用哪个方法;

3)参数类型&参数值

参数类型有很多,比如有bool、int、long、double、string、map、list,甚至如struct(class);以及相应的参数值;

4)超时时间

5)requestID,标识唯一请求id,在下面一节会详细描述requestID的用处。

同理服务端返回的消息结构一般包括以下内容。

1)返回值

2)状态code

3)requestID

1.2.2 序列化

一旦确定了消息的数据结构后,下一步就是要考虑序列化与反序列化了。

什么是序列化?序列化就是将数据结构或对象转换成二进制串的过程,也就是编码的过程。

什么是反序列化?将在序列化过程中所生成的二进制串转换成数据结构或者对象的过程。

为什么需要序列化?转换为二进制串后才好进行网络传输嘛!

为什么需要反序列化?将二进制转换为对象才好进行后续处理!

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