RPC
基本概念
RPC（Remote Procedure Call）遠程過程調用，簡單的理解是一個節點請求另一個節點提供的服務
本地過程調用：如果需要將本地student對象的age+1，可以實現一個addAge()方法，將student對象傳入，對年齡進行更新之後返回即可，本地方法調用的函數體通過函數指針來指定。
遠程過程調用：上述操作的過程中，如果addAge()這個方法在服務端，執行函數的函數體在遠程機器上，如何告訴機器需要調用這個方法呢？
- 首先客戶端需要告訴服務器，需要調用的函數，這裡函數和進程ID存在一個映射，客戶端遠程調用時，需要查一下函數，找到對應的ID，然後執行函數的代碼。
- 客戶端需要把本地參數傳給遠程函數，本地調用的過程中，直接壓棧即可，但是在遠程調用過程中不再同一個內存裡，無法直接傳遞函數的參數，因此需要客戶端把參數轉換成字節流，傳給服務端，然後服務端將字節流轉換成自身能讀取的格式，是一個序列化和反序列化的過程。
- 備好了之後，如何進行傳輸？網絡傳輸層需要把調用的ID和序列化後的參數傳給服務端，然後把計算好的結果序列化傳給客戶端，因此TCP層即可完成上述過程，gRPC中採用的是HTTP2協議。
總結一下上述過程：
// Client端
// Student student = Call(ServerAddr, addAge, student)
1. 將這個調用映射為Call ID。
2. 將Call ID，student（params）序列化，以二進制形式打包
3. 把2中得到的數據包發送給ServerAddr，這需要使用網絡傳輸層
4. 等待服務器返回結果
5. 如果服務器調用成功，那麼就將結果反序列化，並賦給student，年齡更新
// Server端
1. 在本地維護一個Call ID到函數指針的映射call_id_map，可以用Map<string> callIdMap/<string>
2. 等待服務端請求
3. 得到一個請求後，將其數據包反序列化，得到Call ID
4. 通過在callIdMap中查找，得到相應的函數指針
5. 將student（params）反序列化後，在本地調用addAge()函數，得到結果
6. 將student結果序列化後通過網絡返回給Client
- 在微服務的設計中，一個服務A如果訪問另一個Module下的服務B，可以採用HTTP REST傳輸數據，並在兩個服務之間進行序列化和反序列化操作，服務B把執行結果返回過來。
- 由於HTTP在應用層中完成，整個通信的代價較高，遠程過程調用中直接基於TCP進行遠程調用，數據傳輸在傳輸層TCP層完成，更適合對效率要求比較高的場景，RPC主要依賴於客戶端和服務端之間建立Socket鏈接進行，底層實現比REST更復雜。
創建三個maven項目
服務者
消費者
API
讓服務者和消費者都依賴API
在消費者創建ConsumerApp類
使用代理對象
具體代碼在ProxyUtils中
public class ConsumerApp {
public static void main(String[] args) {
//while死循環是為了測試調用提供者是否為隨機
while (true) {
try {
Thread.sleep(2000);
// 獲得代理對象
AddService addService = ProxyUtils.getProxy(AddService.class);
// 只要調用方法就會進入代理對象invoke方法
int result = addService.add(15, 684);
System.out.println(result);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
API中創建Request，AddService，ProxyUtils，ZkUtils
創建Request(該類為傳輸對象，必須實現序列化)
public class Request implements Serializable{
/**
*
*/
private static final long serialVersionUID = 1L;
private String interfaceName;
private String methodName;
private Object[] args;
public String getInterfaceName() {
return interfaceName;
}
public void setInterfaceName(String interfaceName) {
this.interfaceName = interfaceName;
}
public String getMethodName() {
return methodName;
}
public void setMethodName(String methodName) {
this.methodName = methodName;
}
public Object[] getArgs() {
return args;
}
public void setArgs(Object[] args) {
this.args = args;
}
@Override
public String toString() {
return "Request [interfaceName=" + interfaceName + ", methodName=" + methodName + ", args="
+ Arrays.toString(args) + "]";
}
}
創建AddService
package com.chenlei.service;
public interface AddService {
public int add(Integer a, Integer b);
}
創建ProxyUtils(重點)
public class ProxyUtils {
private static Random RDM = new Random();
@SuppressWarnings("unchecked")
public static
T proxy = (T) Proxy.newProxyInstance(ProxyUtils.class.getClassLoader(), new Class>[] { interfaces },
new InvocationHandler() {
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
String methodName = method.getName();
if ("toString".equals(methodName)) {
return interfaces.getClass().getName() + "$Proxy";
}
if ("hashCode".equals(methodName)) {
return Object.class.hashCode();
}
if ("equals".equals(methodName)) {
return Object.class.equals(this);
}
// 消費者發送過去
Request request = new Request();
request.setInterfaceName(interfaces.getName());
request.setMethodName(methodName);
request.setArgs(args);
// 找到interfaces下的所有節點
List<string> serverList = ZkUtils.discover(interfaces.getName());/<string>
String one = randomOne(serverList);// 拿到的結果為ip:port 如127.0.0.1:8888
String[] split = one.split(":");
String address = split[0];
Integer port = Integer.valueOf(split[1]);
Socket socket = null;
// 打開書出管道，發送請求
Object result = null;
OutputStream outputStream = null;
ObjectOutputStream objectOutputStream = null;
InputStream inputStream = null;
ObjectInputStream objectInputStream = null;
try {
socket = new Socket(address, port);
outputStream = socket.getOutputStream();
objectOutputStream = new ObjectOutputStream(outputStream);
objectOutputStream.writeObject(request);
inputStream = socket.getInputStream();
objectInputStream = new ObjectInputStream(inputStream);
result = objectInputStream.readObject();
System.out.println("本次調用的是======" + port);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
closeResources(objectInputStream, inputStream, objectOutputStream, outputStream, socket);
}
return result;
}
});
return proxy;
}
/**
* 從節點中隨機找出一個
*
* @param serverList
* @return
*/
private static String randomOne(List<string> serverList) {/<string>
if (null == serverList || 0 == serverList.size()) {
return null;
}
int index = RDM.nextInt(serverList.size());
return serverList.get(index);
}
/**
* 關閉資源的方法
*/
public static void closeResources(Closeable... resources) {
for (Closeable resource : resources) {
if (null != resource) {
try {
resource.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
resource = null;
}
}
}
}
}
創建ZkUtils(zookeeper註冊和發現，另加緩存解決髒讀)
在API項目中導入zkclient的依賴
public class ZkUtils {
private static final String ZK_URL = "自己的域名:2181";
private static ZkClient zkClient = null;
//創建zookeeper緩存
private static Map<string>> cache = new HashMap<string>>();/<string>/<string>
static {
zkClient = new ZkClient(ZK_URL, 10000, 10000);
}
/**
* 服務節點向zookeeper的註冊
*
* @param serverName
* @param serverPort
*/
public static void register(String serverName, String serverPort) {
if (null == serverName || "".equals(serverName)) {
throw new RuntimeException("服務名不能為空");
}
if (null == serverPort || "".equals(serverPort)) {
throw new RuntimeException("服務ip和端口不能為空");
}
if (!zkClient.exists("/" + serverName)) {
zkClient.createPersistent("/" + serverName);
}
if (!zkClient.exists("/" + serverName + "/" + serverPort)) {
zkClient.createEphemeral("/" + serverName + "/" + serverPort);
}
System.out.println("註冊一個服務節點為" + "/" + serverName + "/" + serverPort);
}
/**
* 向zookeeper發現服務節點
*
* @param serverName
* @return
*/
public static List<string> discover(String serverName) {/<string>
if (null == serverName || "".equals(serverName)) {
throw new RuntimeException("服務名不能為空");
}
// 先從緩存裡找
if (cache.containsKey(serverName)) {
System.out.println("在緩存中找到" + serverName + "節點");
}
// 如果該節點在zookeeper中不存在，直接返回空
if (!zkClient.exists("/" + serverName)) {
return null;
}
zkClient.subscribeChildChanges("/" + serverName, new IZkChildListener() {
@Override
public void handleChildChange(String parentPath, List<string> currentChilds) throws Exception {/<string>
// 一旦進入此方法，證明有節點改變
cache.put(serverName, currentChilds);
System.out.println(serverName + "節點有變化-----" + "緩存完成更新");
}
});
return zkClient.getChildren("/" + serverName);
}
}
寫提供者代碼
創建AddServiceImpl
注意類名最好是AddService+Impl，並且類全路徑也要對應com.chenlei.service.impl.AddServiceImpl,否則代碼需要調整
package com.chenlei.service.impl;
import com.chenlei.service.AddService;
public class AddServiceImpl implements AddService {
@Override
public int add(Integer a, Integer b) {
return a + b;
}
}
創建ProviderApp(重點)
public class ProviderApp {
public static void main(String[] args) {
Integer port = 7777;
ServerSocket serverSocket = bind(port);
// 向zookeeper註冊
ZkUtils.register(AddService.class.getName(), "127.0.0.1" + ":" + port);
// 監聽+處理請求
listener(serverSocket);
}
/**
* 監聽和處理請求
*
* @param serverSocket
*/
private static void listener(ServerSocket serverSocket) {
//此處死循環是為了讓次提供者一直處於工作狀態
while (true) {
Socket socket = null;
InputStream inputStream = null;
ObjectInputStream objectInputStream = null;
OutputStream outputStream = null;
ObjectOutputStream objectOutputStream = null;
try {
socket = serverSocket.accept();
inputStream = socket.getInputStream();
objectInputStream = new ObjectInputStream(inputStream);
Request request = (Request) objectInputStream.readObject();
Object answer = invoker(request);
outputStream = socket.getOutputStream();
objectOutputStream = new ObjectOutputStream(outputStream);
objectOutputStream.writeObject(answer);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
ProxyUtils.closeResources(objectOutputStream, outputStream, objectInputStream, inputStream, socket);
}
}
}
/**
* 處理請求返回結果
*
* @param request
* @return
*/
private static Object invoker(Request request) {
// 獲得從消費者傳過來的信息
String interfaceName = request.getInterfaceName();
String methodName = request.getMethodName();
Object[] args = request.getArgs();
// 獲得對應實現類全名
String className = getClassNameByInterfaceName(interfaceName);
Object answer = null;
try {
// 找到該類
Class> clazz = Class.forName(className);
// 創建一個對象
Object object = clazz.newInstance();
Class>[] argsType = new Class>[args.length];
if (null != args || 0 != args.length) {
for (int i = 0; i < args.length; i++) {
argsType[i] = args[i].getClass();
}
}
Method method = clazz.getMethod(methodName, argsType);
answer = method.invoke(object, args);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return answer;
}
/**
* 通過請求者傳來的類信息，獲得對應實現類的所有信息,並返回實現類的全名
*
* @param interfaceName
* @return
*/
private static String getClassNameByInterfaceName(String interfaceName) {
// 傳過來的接口名為com.chenlei.service.AddService
int index = interfaceName.lastIndexOf(".");
StringBuilder sb = new StringBuilder();
// com.chenlei.service
sb.append(interfaceName.subSequence(0, index));
// com.chenlei.service.impl.
sb.append(".impl.");
// com.chenlei.service.impl.AddService
sb.append(interfaceName.substring(index + 1)).append("Impl");
return sb.toString();
}
/**
* 綁定一個端口
*
* @param port
* @return
*/
private static ServerSocket bind(Integer port) {
ServerSocket serverSocket = null;
try {
serverSocket = new ServerSocket(port);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
return serverSocket;
}
/**
* 測試代碼
*/
//public static void main(String[] args) {
// String interfaceName = "com.chenlei.service.AddService";
// int index = interfaceName.lastIndexOf(".");
// StringBuilder sb = new StringBuilder();
// // com.chenlei.service
// sb.append(interfaceName.subSequence(0, index));
// // com.chenlei.service.impl.
// sb.append(".impl.");
// // com.chenlei.service.impl.AddService
// sb.append(interfaceName.substring(index + 1)).append("Impl");
// System.out.println(sb.toString());
//}
}
更改提供者端口，分別啟動三個提供者
再啟動消費者，查看結果
其他錯誤和注意事項
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