Java 从零开始手写 RPC基于 Websocket 实现

开发 后端
RPC(Remote Procedure Call Protocol)--远程过程调用协议,它是一种通过网络从远程计算机程序上请求服务,而不需要了解底层网络技术的协议。

RPC

解决的问题

RPC 主要是为了解决的两个问题:

(1)解决分布式系统中,服务之间的调用问题。

(2)远程调用时,要能够像本地调用一样方便,让调用者感知不到远程调用的逻辑。

这一节我们来学习下如何基于 websocket 实现最简单的 rpc 调用,后续会实现基于 netty4 的版本。

开源地址: https://github.com/houbb/rpc

完整流程

java 从零开始手写 RPC (01) 基于 websocket 实现

其中左边的Client,对应的就是前面的Service A,而右边的Server,对应的则是Service B。

下面一步一步详细解释一下。

(1)Service A的应用层代码中,调用了Calculator的一个实现类的add方法,希望执行一个加法运算;

(2)这个Calculator实现类,内部并不是直接实现计算器的加减乘除逻辑,而是通过远程调用Service B的RPC接口,来获取运算结果,因此称之为Stub;

(3)Stub怎么和Service B建立远程通讯呢?这时候就要用到远程通讯工具了,也就是图中的Run-time Library,这个工具将帮你实现远程通讯的功能,比如Java的Socket,就是这样一个库,当然,你也可以用基于Http协议的HttpClient,或者其他通讯工具类,都可以,RPC并没有规定说你要用何种协议进行通讯;

(4)Stub通过调用通讯工具提供的方法,和Service B建立起了通讯,然后将请求数据发给Service B。需要注意的是,由于底层的网络通讯是基于二进制格式的,因此这里Stub传给通讯工具类的数据也必须是二进制,比如calculator.add(1,2),你必须把参数值1和2放到一个Request对象里头(这个Request对象当然不只这些信息,还包括要调用哪个服务的哪个RPC接口等其他信息),然后序列化为二进制,再传给通讯工具类,这一点也将在下面的代码实现中体现;

(5)二进制的数据传到Service B这一边了,Service B当然也有自己的通讯工具,通过这个通讯工具接收二进制的请求;

(6)既然数据是二进制的,那么自然要进行反序列化了,将二进制的数据反序列化为请求对象,然后将这个请求对象交给Service B的Stub处理;

(7)和之前的Service A的Stub一样,这里的Stub也同样是个“假玩意”,它所负责的,只是去解析请求对象,知道调用方要调的是哪个RPC接口,传进来的参数又是什么,然后再把这些参数传给对应的RPC接口,也就是Calculator的实际实现类去执行。很明显,如果是Java,那这里肯定用到了反射。

(8)RPC接口执行完毕,返回执行结果,现在轮到Service B要把数据发给Service A了,怎么发?一样的道理,一样的流程,只是现在Service B变成了Client,Service A变成了Server而已:Service B反序列化执行结果->传输给Service A->Service A反序列化执行结果 -> 将结果返回给Application,完毕。

简单实现

假设服务 A,想调用服务 B 的一个方法。

因为不在同一个内存中,无法直接使用。如何可以实现类似 Dubbo 的功能呢?

这里不需要使用 HTTP 级别的通信,使用 TCP 协议即可。

common

公用模块,定义通用对象。

  • Rpc 常量
  1. public interface RpcConstant { 
  2.  
  3.  
  4.     /** 
  5.      * 地址 
  6.      */ 
  7.     String ADDRESS = "127.0.0.1"
  8.  
  9.  
  10.     /** 
  11.      * 端口号 
  12.      */ 
  13.     int PORT = 12345; 
  14.  
  15.  
  • 请求入参
  1. public class RpcCalculateRequest implements Serializable { 
  2.  
  3.  
  4.     private static final long serialVersionUID = 6420751004355300996L; 
  5.  
  6.  
  7.     /** 
  8.      * 参数一 
  9.      */ 
  10.     private int one; 
  11.  
  12.  
  13.     /** 
  14.      * 参数二 
  15.      */ 
  16.     private int two; 
  17.  
  18.  
  19.     //getter & setter & toString() 
  • 服务接口
  1. public interface Calculator { 
  2.  
  3.  
  4.     /** 
  5.      * 计算加法 
  6.      * @param one 参数一 
  7.      * @param two 参数二 
  8.      * @return 返回结果 
  9.      */ 
  10.     int add(int one, int two); 
  11.  
  12.  

server

  • 服务接口的实现
  1. public class CalculatorImpl implements Calculator { 
  2.  
  3.  
  4.     @Override 
  5.     public int add(int one, int two) { 
  6.         return one + two; 
  7.     } 
  8.  
  9.  
  • 启动服务
  1. public static void main(String[] args) throws IOException { 
  2.     Calculator calculator = new CalculatorImpl(); 
  3.     try (ServerSocket listener = new ServerSocket(RpcConstant.PORT)) { 
  4.         System.out.println("Server 端启动:" + RpcConstant.ADDRESS + ":" + RpcConstant.PORT); 
  5.         while (true) { 
  6.             try (Socket socket = listener.accept()) { 
  7.                 // 将请求反序列化 
  8.                 ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(socket.getInputStream()); 
  9.                 Object object = objectInputStream.readObject(); 
  10.                 System.out.println("Request is: " + object); 
  11.                 // 调用服务 
  12.                 int result = 0; 
  13.                 if (object instanceof RpcCalculateRequest) { 
  14.                     RpcCalculateRequest calculateRpcRequest = (RpcCalculateRequest) object; 
  15.                     result = calculator.add(calculateRpcRequest.getOne(), calculateRpcRequest.getTwo()); 
  16.                 } 
  17.                 // 返回结果 
  18.                 ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream()); 
  19.                 objectOutputStream.writeObject(result); 
  20.             } catch (Exception e) { 
  21.                 e.printStackTrace(); 
  22.             } 
  23.         } 
  24.     } 

启动日志:

  1. Server 端启动:127.0.0.1:12345 

client

•客户端调用

  1. public static void main(String[] args) { 
  2.     Calculator calculator = new CalculatorProxy(); 
  3.     int result = calculator.add(1, 2); 
  4.     System.out.println(result); 
  • 计算的代理类
  1. public class CalculatorProxy implements Calculator { 
  2.  
  3.  
  4.     @Override 
  5.     public int add(int one, int two) { 
  6.         try { 
  7.             Socket socket = new Socket(RpcConstant.ADDRESS, RpcConstant.PORT); 
  8.  
  9.  
  10.             // 将请求序列化 
  11.             RpcCalculateRequest calculateRpcRequest = new RpcCalculateRequest(one, two); 
  12.             ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream()); 
  13.  
  14.  
  15.             // 将请求发给服务提供方 
  16.             objectOutputStream.writeObject(calculateRpcRequest); 
  17.  
  18.  
  19.             // 将响应体反序列化 
  20.             ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(socket.getInputStream()); 
  21.             Object response = objectInputStream.readObject(); 
  22.  
  23.  
  24.             if (response instanceof Integer) { 
  25.                 return (Integer) response; 
  26.             } else { 
  27.                 throw new RuntimeException(); 
  28.             } 
  29.         } catch (IOException | ClassNotFoundException e) { 
  30.             throw new RuntimeException(e); 
  31.         } 
  32.     } 
  • 调用日志

client 端

server 端

  1. Server 端启动:127.0.0.1:12345 
  2. Request is: RpcCalculateRequest{one=1, two=2} 

 

责任编辑:姜华 来源: 今日头条
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