• 一个简单的"RPC框架"代码分析


    0,服务接口定义---Echo.java

    /*
     * 定义了服务器提供的服务类型
     */
    public interface Echo {
        public String echo(String string);
    }

    一,客户端代码分析--实现类:MainClient.java

    客户端实现包括:获得一个代理对象,并使用该代理对象调用服务器的服务。获取代理对象时,需要指定被代理的类(相当于服务器端提供的服务名),Server IP,Port,这样客户端就能找到服务端的服务了。

    延伸:分布式环境下,Client如何打到Server的服务?---因为,在服务器中运行的某些服务不像标准服务有着固定的端口,如HTTP的80端口。

    一种解决方法是:在运行服务的每台机器上都运行一个特殊的守护进程,该守护进程负责跟踪位于该机器中每一项服务所使用的端口;此外,守护进程还监听一个特定的已经端口,Client通过这个端口与守护进程联系,请求得到指定服务的端口。

    复杂的RPC实现框架中,比如可以把服务注册到ZooKeeper中,Client也从ZooKeeper中查询服务。参考:一个更复杂的RPC框架实现

    Echo echo = RPC.getProxy(Echo.class, "127.0.0.1", 20382);
    System.out.println(echo.echo("hello,hello"));//使用代理对象调用服务器的服务.并将结果输出

    二,服务器端分析--实现类:MainServer.java

    服务器实现包括:创建一个服务器对象,将它能提供的服务注册,并启动进程监听客户端的连接

            Server server = new RPC.RPCServer();
    
            /*
             * server 启动后,需要注册server端能够提供的服务,这样client使用 服务的名字、
             * 服务器的IP、以及服务所运行的端口 来调用 server 的服务
             */
            server.register(Echo.class, RemoteEcho.class);//注册服务的名字
            server.register(AnOtherEchoService.class, AnOtherEchoServiceImpl.class);
            
            server.start();//启动server

    三,服务器监听Client连接分析----实现类:Listener.java

    当server.start()后,它要创建一个Listener对象,这是一个线程类,该线程用来监听Client连接。

    public void start() {
                System.out.println("启动服务器");
                
                /*
                 * server 启动时,需要Listener监听是否有client的请求连接
                 * listener 是一个线程,由它来监听连接
                 */
                listener = new Listener(this);
                this.isRuning = true;
                listener.start();//listener 是一个线程类,start()后会执行线程的run方法
            }

    其实,监听连接就是JAVA ServerSocket类和Socket类提供的相关功能而已。

    /*
     * accept()是一个阻塞方法,server_socket 一直等待client 是否有连接到来
     */
     Socket client = server_socket.accept();//建立一条TCP连接

    四,动态代理对象 生成---RPC.java

    客户端只需要编写生成代理对象,用代理对象去调用远程服务的代码即可。但是,底层的功能如:建立连接,序列化(本例中也没有考虑),跨语言调用(未考虑)...是由RPC框架完成的。

    当MainClient 语句:RPC.getProxy(Echo.class, "127.0.0.1", 20382);执行时,会由

    /*
             * @param Class[]{} 该参数声明了动态生成的代理对象实现了的接口,即 clazz 所代表的接口类型 .
             * 这表明了生成的代理对象它是一个它所实现了的接口类型的对象
             * 从而就可以用它来调用它所实现的接口中定义的方法
             * 
             * @param handler 生成代理实例对象时需要传递一个handler参数
             * 这样当该 代理实例对象调用接口中定义的方法时,将会委托给InvocationHandler 接口中声明的invoke方法
             * 此时,InvocationHandler 的invoke 方法将会被自动调用
             */
            T t = (T) Proxy.newProxyInstance(RPC.class.getClassLoader(), new Class[] {clazz}, handler);
            return t;

    返回该代理对象,然后就会委托第三个参数 handler 自动执行 invoke(),invoke将客户端调用的所有相关信息封装到Invocation 对象中(后面分析)。然后执行第16行代码发起连接。

     1 public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
     2                 Invocation invo = new Invocation();
     3                 invo.setInterfaces(clazz);
     4                 
     5                 //利用反射机制将java.lang.reflect.Method 所代表的方法名,参数 封装到 Invocation invo对象中
     6                 invo.setMethod(new org.jy.rpc.protocal.Method(method.getName(),method.getParameterTypes()));
     7                 invo.setParams(args);
     8                 
     9                 /*
    10                  * 当把需要调用的远程server端的方法名和参数封装到invo之后,Client 对象 就可以把 invo 作为参数 传递给服务器了.
    11                  * 为什么需要这样做呢?InvocationHandler 的invoke方法是自动执行的,在该方法里面,它根据生成的代理对象 proxy (第一个参数)
    12                  * 所实现的接口(由 Proxy.newProxyInstance()的第二个参数指定) 就可以知道这个接口中定义了哪些方法
    13                  * InvocationHandler 的 invoke 方法的第二个参数Method method 就可以解析出接口中的方法名和参数了
    14                  * 把它们封装进Invocation invo对象中,再将 invo 作为 client.invoke(invo)的参数 发送到服务器方
    15                  */
    16                 client.invoke(invo);//invoke 先调用init发起一个Socket连接,再将invo 发送至输出流中
    17                 return invo.getResult();
    18             }

    五,“客户端存根”--Client.java

    最重要的是它的 invoke方法(注意与InvocationHandler的invoke()区分)。它负责建立连接,打开输入、输出流,向服务器发送字节数据。

    1     public void invoke(Invocation invo) throws UnknownHostException, IOException, ClassNotFoundException {
    2         init();
    3         System.out.println("写入数据");
    4         oos.writeObject(invo);//将Client 需要调用的Server的 接口、方法、参数 封装起来 发给服务器
    5         oos.flush();
    6         ois = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());//用来接收从 server 返回 回来的执行结果 的输入流
    7         Invocation result = (Invocation) ois.readObject();
    8         invo.setResult(result.getResult());//将结果 保存到 Invocation result对象中
    9     }

    六,“服务器存根“---实现类:RPCServer.java

    上面提到,服务器通过Listener监听客户端连接,当建立客户端连接后,Socket client = server_socket.accept(); 不再阻塞,服务器调用它的call()方法完成客户端请求的功能。也即,客户端请求的结果实际上是在服务器执行生成的。返回的结果是在Client.java 的 invoke() 方法里被读取出来 。call()再一次用到了JAVA反射(第11行) 参考:JAVA动态代理

     1 public void call(Invocation invo) {
     2             System.out.println(invo.getClass().getName());
     3             Object obj = serviceEngine.get(invo.getInterfaces().getName());
     4             if(obj!=null) {
     5                 try {
     6                     Method m = obj.getClass().getMethod(invo.getMethod().getMethodName(), invo.getMethod().getParams());
     7                     /*
     8                      * 利用JAVA反射机制来执行java.lang.reflect.Method 所代表的方法
     9                      * @param result : 执行实际方法后 得到的 服务的执行结果
    10                      */
    11                     Object result = m.invoke(obj, invo.getParams());
    12                     invo.setResult(result);//将服务的执行结果封装到invo对象中。在后面的代码中,将该对象写入到输出流中
    13                 } catch (Throwable th) {
    14                     th.printStackTrace();
    15                 }
    16             } else {
    17                 throw new IllegalArgumentException("has no these class");
    18             }
    19         }

    七,”RPC 编码、解码,协议的定义“---Invocation.java   Method.java

    其实,这里并不是那种实用的开源RPC框架如Thrift中所指的编码、IDL……上面两个类只是RPC实现过程中辅助完成Java动态代理的实现,说白了就是封装客户端需要调用的方法,然后指定生成的代理对象需要实现的接口(服务).

    八,总结:

    先运行MainServer.java启动服务器,然后,再运行MainClient.java 启动一个客户端连接服务器就可以看到执行结果。

    当需要添加新的服务时:按以下步骤即可:①定义服务接口及其实现类,如:AnOtherEchoService.java  ②:在MainServer.java中注册新添加的服务。

    ③:在MainClient.java中编写获得新服务的代理对象的代码,并用该代理对象调用新服务接口中声明的方法。

    这样,在客户端就能够远程地调用服务器上的一个新服务了。

    整个源码下载

    参考文章:自定义的RPC的Java实现

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