Java實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的RPC框架

動(dòng)態(tài)代理例子

使用動(dòng)態(tài)代理的步驟很簡(jiǎn)單, 可以概括為如下兩步:

  • 實(shí)現(xiàn) InvocationHandler 接口, 并在 invoke 中調(diào)用真實(shí)對(duì)象的對(duì)應(yīng)方法.
  • 通過(guò) Proxy.newProxyInstance 靜態(tài)方法獲取一個(gè)代理對(duì)象.

為什么需要使用動(dòng)態(tài)代理嗅定,不使用靜態(tài)代理

  • 動(dòng)態(tài)代理具有更強(qiáng)的靈活性, 因?yàn)樗挥迷谖覀冊(cè)O(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的時(shí)候就指定某一個(gè)代理類來(lái)代理哪一個(gè)被代理對(duì)象, 我們可以把這種指定延遲到程序運(yùn)行時(shí)由JVM來(lái)實(shí)現(xiàn).
  • 動(dòng)態(tài)代理更為統(tǒng)一與簡(jiǎn)潔脐帝。在很多方法都需要代理的時(shí)候,動(dòng)態(tài)代理更加快千绪。比如給每個(gè)方法加日志,靜態(tài)代理需要修改每一個(gè)方法儡炼,但是動(dòng)態(tài)代理只要修改幾行代碼芒帕,直接就能搞定

接口

public interface HelloService {
 
    String sayHi(String name);
 
}

實(shí)現(xiàn)類

public class HelloServiceImpl implements HelloService {
 
    public String sayHi(String name) {
        return "Hi, " + name;
    }
 
}

服務(wù)中心代碼

public interface Server {
    public void stop();
 
    public void start() throws IOException;
 
    public void register(Class serviceInterface, Class impl);
 
    public boolean isRunning();
 
    public int getPort();
}
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(jiān)聽(tīng)客戶端的TCP連接,接到TCP連接后將其封裝成task鞍历,由線程池執(zhí)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(fā)送的碼流反序列化成對(duì)象舵抹,反射調(diào)用服務(wù)實(shí)現(xiàn)者,獲取執(zhí)行結(jié)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(zhí)行結(jié)果反序列化劣砍,通過(guò)socket發(fā)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(yuǎn)程代理對(duì)象

public class RPCClient<T> {
    public static <T> T getRemoteProxyObj(final Class<?> serviceInterface, final InetSocketAddress addr) {
        // 1.將本地的接口調(diào)用轉(zhuǎn)換成JDK的動(dòng)態(tài)代理惧蛹,在動(dòng)態(tài)代理中實(shí)現(xiàn)接口的遠(yuǎn)程調(diào)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(chuàng)建Socket客戶端,根據(jù)指定地址連接遠(yuǎn)程服務(wù)提供者
                            socket = new Socket();
                            socket.connect(addr);
 
                            // 3.將遠(yuǎn)程服務(wù)調(diào)用所需的接口類刑枝、方法名香嗓、參數(shù)列表等編碼后發(fā)送給服務(wù)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(wù)器返回應(yīng)答,獲取應(yīng)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();
                        }
                    }
                });
    }
}
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"));
    }
}

總結(jié)

RPC本質(zhì)為消息處理模型装畅,RPC屏蔽了底層不同主機(jī)間的通信細(xì)節(jié)靠娱,讓進(jìn)程調(diào)用遠(yuǎn)程的服務(wù)就像是本地的服務(wù)一樣。

這里實(shí)現(xiàn)的簡(jiǎn)單RPC框架是使用Java語(yǔ)言開(kāi)發(fā)掠兄,與Java語(yǔ)言高度耦合像云,并且通信方式采用的Socket是基于BIO實(shí)現(xiàn)的锌雀,IO效率不高,還有Java原生的序列化機(jī)制占內(nèi)存太多苫费,運(yùn)行效率也不高汤锨。可以考慮從下面幾種方法改進(jìn)百框。

  • 可以采用基于JSON數(shù)據(jù)傳輸?shù)腞PC框架闲礼;
  • 可以使用NIO或直接使用Netty替代BIO實(shí)現(xiàn);
  • 使用開(kāi)源的序列化機(jī)制铐维,如Hadoop Avro與Google protobuf等柬泽;
  • 服務(wù)注冊(cè)可以使用Zookeeper進(jìn)行管理,能夠讓?xiě)?yīng)用更加穩(wěn)定嫁蛇。
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