RPC实现原理（HSF、dubbo） 从头开始（一）

前言

阔别了很久博客园，虽然看了以前写的很多东西感觉好幼稚，但是还是觉得应该把一些自己觉得有用的东西和大家分享。废话不多说，现在开始进入正题。

之前的六年工作经验，呆过了一些大公司，每个在大公司呆过的人应该知道，在一个大型应用中不断的增加业务和功能，还有基于性能的考虑，使得很多基础服务必须进行模块化，从而让各子系统方便使用而不是每个系统重新再实现一套，也可以使可能成为瓶颈的基础功能可以单独进行扩展，比如（以电商系统举例）用户信息管理、交易管理中心、商品管理中心等等。  在rpc发展最初，服务进行模块块以后，各个子系统、模块实现的技术五花八门，如：hessian、WebService、Socket、http等进行互相调用，各个子系统之间的交互方式和方法不统一，使得各系统间很难很好的整合。并且这些方式还涉及超时、加密解密、参数的传递等各种问题。  在这种情况下，hsf、dubbo这种高性能rpc中间件出现了。  现在我就已最简单的方式从头开始讲起其中的原理。

我将分为一个系列为大家进行解剖

一、RPC实现原理（HSF、dubbo） 从头开始（一）

二、RPC实现原理（HSF、dubbo）发布一个服务与订阅一个服务（三）

三、RPC实现原理（HSF、dubbo）zookeeper进行集群配置管理（二）

四、RPC实现原理（HSF、dubbo）netty替换java socket（四）

五、待补充

NO.1  TCP传输协议

为什么选择TCP作为传输协议？HTTP在TCP的上一层，位于应用层，TCP位于网络层，以越往底层越快的原理，我就不过多解释为什么选择tcp作为传输协议了。 那么在项目中我们怎么使用tcp进行调用呢？直接上个例子代码：

socket服务端：

 

import java.net.*;
import java.io.*;

/**
 * socket编程之：简单socket server
 * 
 * @author chengwei.lcw 2016-11-27
 */
public class SocketServer {
    private ServerSocket serverSocket;
    private Socket socket;
    private BufferedReader in;
    private PrintWriter out;

    public SocketServer() {
        try {
            serverSocket = new ServerSocket(9999);
            while (true) {
                // 此处会阻塞，后面会讲到nio的作用 
                socket = serverSocket.accept();
                in = new BufferedReader(new InputStreamReader(
                        socket.getInputStream()));
                out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
                String line = in.readLine();
                // 打印出来看看结果
                System.out.println("line:" + line);
                
                // 返回给client端，通知我已收到数据
                out.println("you input is :" + line);
                out.close();
                in.close();
                socket.close();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        new SocketServer();
    }
}

scoket客户端：

import java.io.*;
import java.net.*;

/**
 * socket编程之：简单socket client
 * 
 * @author chengwei.lcw 2016-11-27
 */
public class SocketClient {
    private Socket socket;
    private BufferedReader in;
    private PrintWriter out;

    public SocketClient() {
        try {
            socket = new Socket("127.0.0.1", 9999);
            in = new BufferedReader(new InputStreamReader(
                    socket.getInputStream()));
            out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
            // 向服务端写数据
            BufferedReader line = new BufferedReader(new InputStreamReader(
                    System.in));

            out.println(line.readLine());
            line.close();
            // 打印出来服务端发回来的回执
            System.out.println(in.readLine());
            
            in.close();
            out.close();
            socket.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        new SocketClient();
    }
}

先启动server，再启动client，输入参数，回车，两者第一次会话完成。

小结总结：

目前例子中我们使用了标准io socket，这里的很多时候会阻塞，如accept()、read()时都会阻塞。测试的时候可以让客户端睡眠几秒，在这期间启动第二个客户端，这个时候第一个客户端未完成前，第二个客户端是被阻塞在accept()中的。  这种情况可以给每个客户端都单独分配一个线程，但是这样创建过多的线程，可能会严重影响服务器的性能。 第二种解决方案就是使用NIO 非阻塞的通信方式，jdk1.4之后已经引入了这个功能，这样可以使得服务器只要启动一个线程就能处理所有的客户端socket请求。netty就是基于NIO的高性能框架，相比jdk nio做了很多改进，修复了一些缺陷。  (这里不对netty与jdk nio做过多赘述，这不在我们讨论原理细节里，如果大家对这方面有兴趣，我会单独写篇随笔进行深度讲解)

NO.2 序列化方式

在真正的项目中，很多时候我们传的都是自己定义的类。在远程通讯中，类的传输我们需要对类进行序列化和反序列化。序列化的方式有多种，如二进制、xml、soap。我们就以用的最多的二进制进行举例：

socket服务端：

import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

/**
 * socket编程之：传输对象server
 * 
 * @author chengwei.lcw 2016-11-27
 */
public class SocketObjectSever {

    private ServerSocket serverSocket;
    private ObjectInputStream in;
    private ObjectOutputStream out;

    public SocketObjectSever() {
        try {
            serverSocket = new ServerSocket(9999);

            while (true) {
                // 此处会阻塞，后面会讲到nio的作用
                Socket socket = serverSocket.accept();

                in = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
                out = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());

                // 接收server端传来的数据，并转为Student
                Student student = (Student) in.readObject();
                // 重写了toString()方法，打印出来看看
                System.out.println("Server: " + student);

                // 返回给client端，通知我已收到数据
                out.writeObject("yes client, I receive");
                out.flush();

            }

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        new SocketObjectSever();
    }

}

socket客户端：

import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;

 
/**
 * socket编程之：传输对象client
 * 
 * @author chengwei.lcw 2016-11-27
 */
public class SocketObjectClient {
    private Socket socket;
    private ObjectInputStream in;
    private ObjectOutputStream out;
     
    public SocketObjectClient() {
        try {
            socket = new Socket("127.0.0.1",9999);
            out = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());
            in = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
             
            /*
             * 建一个student对象，用于传输
             */
            Student s = new Student("chengwei.lcw", 28);
            
            // 把对象写到管道中，client端进行接收
            out.writeObject(s);
            out.flush();
             
            String receive = (String) in.readObject();
            System.out.println("Client Receive :"+receive);
             
            in.close();
            out.close();
            socket.close();
        } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
     
    public static void main(String[] args) {
        new SocketObjectClient();
    }
 
}

另外定义一个要传输的类：

import java.io.Serializable;

/**
 * socket编程之：要进行传输的类，需要继承Serializable接口
 * 
 * @author chengwei.lcw 2016-11-27
 * 
 */
public class Student implements Serializable {
    
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    private String name;
    private int age;

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    
    public String toString() {
        return "name=" + this.name + ", age=" + this.age; 
    }
}

依然先启动server，再启动client，server端控制台输出：

Server: name=chengwei.lcw, age=28

这样为止，我们的socket可以传输对象了。

这里我们使用的序列化方式为java直接进行序列化，而hessian序列化比Java序列化高效很多，生成的字节流也要短很多，因为hessian在序列化时会把字节流进行压缩。在后面的升级版中我会使用hessian序列化的方式进行序列化。

公司里还有事，而且我不知道这些是不是各位朋友想看到的内容，忙完今天我会继续进行补充。 哪里有讲的不对的希望大家来矫正。