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<span>Dubbo 学习笔记(零) 自己实现一个 RPC 框架</span>
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Dubbo 学习笔记(零) 自己实现一个 RPC 框架
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<ul>
<li><a target="_blank" rel="noopener" href="https://github.com/zdRan/learning">Dubbo 学习笔记 源码地址</a></li>
<li><a href="https://zdran.com/20181102.html">Dubbo 学习笔记(零) 自己实现一个 RPC 框架</a></li>
<li><a href="https://zdran.com/20181113.html">Dubbo 学习笔记(一) Hello,Dubbo</a></li>
<li><a href="https://zdran.com/20181216.html">Dubbo 学习笔记(二) Spring Boot 整合 Dubbo</a></li>
<li><a href="https://zdran.com/20190212.html">Dubbo 学习笔记(三) Spring Boot 整合 Dubbo(官方版)</a></li>
</ul>
<hr>
<h2 id="0-什么是-RPC-框架"><a href="#0-什么是-RPC-框架" class="headerlink" title="0. 什么是 RPC 框架"></a>0. 什么是 RPC 框架</h2><p>RPC(Remote Procedure Call) 是一种进程间的通信方式。允许像调用本地服务一样调用远程服务。</p>
<p>简单点说，它是一种通信方式，它的功能就是让你像调用本地服务（函数、方法）一样，调用远程服务（函数，方法）。</p>
<p>比如说，我在服务端有一个接口 （MyService.sayHello()）。传统的调用方式是，我们暴露一个 Controller 并绑定到对应的 url地址上，然后通过 http 请求，将参数发送给远程服务器，服务器执行结束后，将结果响应给客户端。</p>
<p>而 RPC 调用方式是，我在客户端导入 MyService 的接口，直接用 MyService.sayHello() 去调用。注意：客户端并没有直接的创建该接口的具体实现对象。而是通过 RPC 的通信方式去来与服务端交互。</p>
<h2 id="1-RPC-框架的基本原理"><a href="#1-RPC-框架的基本原理" class="headerlink" title="1. RPC 框架的基本原理"></a>1. RPC 框架的基本原理</h2><p>RPC 框架的基本原理是通过 Socket 和对象序列化来实现的。</p>
<p>首先，客户端和服务端通过 Socket 来建立通信，客户端将需要调用的接口 序列化后发送给服务端。</p>
<p>服务端收到数据后将接口反序列化，通过反射的方式执行该接口。然后将执行结果序列化后发送给客户端。</p>
<p>客户端收到数据后，将结果反序列化，得到接口的执行结果。</p>
<p>下面实现了一个最简单、最基础的 RPC 框架</p>
<h2 id="2-定义服务"><a href="#2-定义服务" class="headerlink" title="2. 定义服务"></a>2. 定义服务</h2><p>我们先定义一个服务端的 Service，</p>
<pre><code>public interface MyService {
String sayHello(String name);
}
实现类：
public class MyServiceImpl implements MyService {
@Override
public String sayHello(String name) {
return "hello," + name;
}
}
</code></pre>
<p>这个接口就是我们服务端提供的服务。</p>
<h2 id="3-RPC-框架的服务端实现"><a href="#3-RPC-框架的服务端实现" class="headerlink" title="3. RPC 框架的服务端实现"></a>3. RPC 框架的服务端实现</h2><p>先在服务端实现 Socket 持续监听客户端发来的数据，收到数据后让 ProducerAgent 去处理。</p>
<pre><code>public class RpcProducer {
private static Executor executor = Executors.newFixedThreadPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors());
public static void produce(String host, int port) throws Exception {
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket();
serverSocket.bind(new InetSocketAddress(host, port));
try {
while (true) {
executor.execute(new ProducerAgent(serverSocket.accept()));
}
} finally {
serverSocket.close();
}
}
}
</code></pre>
<p>ProducerAgent 的实现：</p>
<pre><code>public class ProducerAgent implements Runnable {
Socket client = null;
public ProducerAgent(Socket accept) {
client = accept;
}
@Override
public void run() {
ObjectInputStream inputStream = null;
ObjectOutputStream outputStream = null;
try {
inputStream = new ObjectInputStream(client.getInputStream());
String interfaceName = inputStream.readUTF();
Class<?> service = Class.forName(interfaceName);
String methodName = inputStream.readUTF();
Class<?>[] paramTypes = (Class<?>[]) inputStream.readObject();
Object[] args = (Object[]) inputStream.readObject();
Method method = service.getMethod(methodName, paramTypes);
Object result = method.invoke(service.newInstance(), args);
outputStream = new ObjectOutputStream(client.getOutputStream());
outputStream.writeObject(result);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}finally {
//省略部分代码
}
}
}
</code></pre>
<p>我们依次读取接口的名称、方法名称、参数类型、参数。然后通过反射的机制执行方法，最后将结果序列化后写入到客户端。</p>
<h2 id="4-RPC-框架的客户端实现"><a href="#4-RPC-框架的客户端实现" class="headerlink" title="4. RPC 框架的客户端实现"></a>4. RPC 框架的客户端实现</h2><pre><code>public class LocalAgent<T> {
public T importer(final Class<?> serviceClass, final InetSocketAddress addr) {
return (T) Proxy.newProxyInstance(serviceClass.getClassLoader(),
new Class<?>[]{serviceClass.getInterfaces()[0]},
new InvocationHandler() {
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
ObjectOutputStream outputStream = null;
ObjectInputStream inputStream = null;
Socket socket = null;
try {
socket = new Socket();
socket.connect(addr);
outputStream = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());
outputStream.writeUTF(serviceClass.getName());
outputStream.writeUTF(method.getName());
outputStream.writeObject(method.getParameterTypes());
outputStream.writeObject(args);
inputStream = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
return inputStream.readObject();
} finally {
//省略部分代码
}
}
});
}
}
</code></pre>
<p>客户端做的事情是与服务端建立 Socket 通信，然后依次写入 接口名、方法名、参数类型、参数。注意：<strong>写入顺序一定要与服务端的读取顺序一致</strong>。</p>
<p>然后接收服务端的执行结果，反序列化为实际类型。</p>
<h2 id="5-使用-RPC-框架"><a href="#5-使用-RPC-框架" class="headerlink" title="5. 使用 RPC 框架"></a>5. 使用 RPC 框架</h2><p>RPC 框架的客户端和服务端的基本功能已经实现，下面我们使用刚刚实现的 RPC 框架 来调用一下 <code>MyService.sayHello(String name)</code> 这个接口</p>
<p>首先我们使用一个线程来启动服务端：</p>
<pre><code> private static void startProduct() {
//通过一个线程启动服务端
String host = "localhost";
int port = 8878;
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
System.out.println("服务端启动........");
RpcProducer.produce(host, port);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}).start();
}
</code></pre>
<p>下面我们使用 刚刚实现的 RPC 框架来调用服务端的接口</p>
<pre><code> private static void client() {
LocalAgent<MyService> serviceLocalAgent = new LocalAgent<>();
MyService myService = serviceLocalAgent.importer(MyServiceImpl.class,
new InetSocketAddress("localhost",8878));
System.out.println(myService.sayHello("RPC"));
}
</code></pre>
<p>在客户端，我们传了一个服务端实现类的类型、一个服务端的地址，然后就可以调用服务端的接口了。注意：<strong>我们并没有在客户端创建 接口的具体实现对象</strong>，而仅仅是把需要调用的 Class 通过 Socket 发送给了服务端。</p>
<h2 id="6-添加注册中心"><a href="#6-添加注册中心" class="headerlink" title="6. 添加注册中心"></a>6. 添加注册中心</h2><p>考虑一下上面的代码，我们服务端的地址是写死在客户端和服务端的代码里的，如果服务比较多，而且每个服务的地址都不一样，直接写死是很难维护的，所以我们需要一个注册中心来管理每个服务的地址。</p>
<p>下面是一个最简单的注册中心：</p>
<pre><code>public class RegistrationCenter {
private Map<String, InetSocketAddress> serviceMap = new HashMap<>();
public void register(String serviceName, String host, int port) {
serviceMap.put(serviceName, new InetSocketAddress(host, port));
}
public InetSocketAddress getService(String serviceName) {
return serviceMap.get(serviceName);
}
}
</code></pre>
<p>注册中心维护服务名称与服务地址的映射。</p>
<p>我们修改一下服务端的启动代码，当服务启动之后，向注册中心注册服务。</p>
<pre><code> private static void startProduct(RegistrationCenter center) {
//通过一个线程启动服务端
String host = "localhost";
int port = 8878;
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
System.out.println("服务端启动........");
RpcProducer.produce(host, port);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}).start();
//向注册中心注册服务
center.register("MyService.sayHello", host, port);
}
</code></pre>
<p>修改一下客户端的调用方式,调用服务时，根据服务名从注册中心获取服务地址。：</p>
<pre><code> private static void client(RegistrationCenter center) {
LocalAgent<MyService> serviceLocalAgent = new LocalAgent<>();
MyService myService = serviceLocalAgent.importer(MyServiceImpl.class,
center.getService("MyService.sayHello"));
System.out.println(myService.sayHello("RPC"));
}
</code></pre>
<h2 id="7-总结"><a href="#7-总结" class="headerlink" title="7. 总结"></a>7. 总结</h2><p>这就是 RPC 框架的基本原理，通过 Socket 建立通信，通过序列化与反序列实现数据传输，使用反射执行具体的服务。</p>
<p>假设你对 RPC 还是没有什么概念，也没关系，但是你需要记住下面三个概念：</p>
<ol>
<li><p>生产者：或者说是服务端，更具体点就是上面的<code>ProducerAgent</code>类，</p>
<p> 负责解析消费者发送的参数，通过反射调用对应的服务，将结果序列化后发送给消费者。</p>
</li>
<li><p>消费者：就是我们的客户端，对应<code>LocalAgent</code>类</p>
<p> 负责将需要调用的服务信息发送给生产者，将结果反序列化后获得实际的执行结果。</p>
</li>
<li><p>注册中心：提供服务的注册和发现的功能。对应<code>RegistrationCenter</code>类</p>
<p> 责管理服务与地址的映射。</p>
</li>
</ol>
</div>
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