简单RPC之Socket实现

最近在学习RPC，看了些文章和代码，RPC的底层是通过SOCKET通信来实现的，这篇文章就是关于RPC的Socket简单实现。

rpc的相关概念可以参考这篇文章：http://blog.csdn.net/yinwenjie/article/details/49453303

一、技术方案

使用比较原始的方案实现RPC框架，采用Socket通信、动态代理与反射与Java原生的序列化。

二、RPC框架架构

1）服务提供者，运行在服务器端，提供服务接口定义与服务实现类。

2）服务中心，运行在服务器端，负责将本地服务发布成远程服务，管理远程服务，提供给服务消费者使用。

3）服务消费者，运行在客户端，通过远程代理对象调用远程服务。

三、RPC架构图

四、具体实现

1、client端代码

package org.weir.rpc.BioRpc.client;import java.io.ObjectInputStream;import java.io.ObjectOutputStream;import java.lang.reflect.InvocationHandler;import java.lang.reflect.Method;import java.net.InetSocketAddress;import java.net.Socket;public class BioClientInvocationHandler implements InvocationHandler{Class serviceinterface = null;int port;public BioClientInvocationHandler(Class rpcInterface,int port){this.serviceinterface = rpcInterface;this.port = port;}@Overridepublic Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {// TODO Auto-generated method stubSocket socket = null;ObjectOutputStream output = null;ObjectInputStream input = null;try {// 2.创建Socket客户端，根据指定地址连接远程服务提供者socket = new Socket();socket.connect(new InetSocketAddress(port));// 3.将远程服务调用所需的接口类、方法名、参数列表等编码后发送给服务提供者output = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());output.writeUTF(serviceinterface.getName());output.writeUTF(method.getName());output.writeObject(method.getParameterTypes());output.writeObject(args);// 4.同步阻塞等待服务器返回应答，获取应答后返回input = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());return input.readObject();} finally {if (socket != null)socket.close();if (output != null)output.close();if (input != null)input.close();}}}

package org.weir.rpc.BioRpc.client;import java.lang.reflect.Proxy;public class BIOClient<T> {public int port;public <T> T refer(Class<T> rpcInterface) {return getProxy(rpcInterface);}public BIOClient(int port) {this.port = port;}@SuppressWarnings("unchecked")public <T> T getProxy(Class<T> rpcInterface) {return (T) Proxy.newProxyInstance(Thread.currentThread().getContextClassLoader(), new Class<?>[] { rpcInterface },new BioClientInvocationHandler(rpcInterface,port));}}

2、server端代码

server端接口类，为了以后扩展，所以写出接口形式

package org.weir.rpc.BioRpc.server;import java.io.IOException;public interface BIOServer {public void stop();public void start() throws IOException;public void register(Class serviceInterface, Class impl);public boolean isRunning();public int getPort();}

server端实现类

package org.weir.rpc.BioRpc.server;import java.io.IOException;import java.io.ObjectInputStream;import java.io.ObjectOutputStream;import java.lang.reflect.Method;import java.net.InetSocketAddress;import java.net.ServerSocket;import java.net.Socket;import java.util.HashMap;public class BIOServiceCenter implements BIOServer {private static int port;private static final HashMap<String, Class> serviceRegistry = new HashMap<String, Class>();private static boolean isRunning = false;public BIOServiceCenter(int port) {this.port = port;}@Overridepublic void stop() {// TODO Auto-generated method stubisRunning = false;}@Overridepublic void start() throws IOException {// TODO Auto-generated method stubServerSocket serverSocket = new ServerSocket();serverSocket.bind(new InetSocketAddress(port));System.out.println("[weir-rpc]->start server!!!");ObjectOutputStream output = null;try {while (true) {Socket socket = serverSocket.accept();ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());String serviceName = ois.readUTF();String methodName = ois.readUTF();Class<?>[] parameterTypes = (Class<?>[]) ois.readObject();                Object[] arguments = (Object[]) ois.readObject();Class<?> serviceClass = serviceRegistry.get(serviceName);if (serviceClass == null) {throw new ClassNotFoundException("[weir-rpc]" + serviceName + "not found");}Method method = serviceClass.getMethod(methodName, parameterTypes);Object result = method.invoke(serviceClass.newInstance(), arguments); // 3.将执行结果反序列化，通过socket发送给客户端                output = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());                output.writeObject(result);}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}@Overridepublic void register(Class serviceInterface, Class impl) {// TODO Auto-generated method stubserviceRegistry.put(serviceInterface.getName(), impl);}@Overridepublic boolean isRunning() {// TODO Auto-generated method stubreturn isRunning;}@Overridepublic int getPort() {// TODO Auto-generated method stubreturn port;}}

3、test类

package org.weir.rpc;import java.io.IOException;import org.weir.rpc.BioRpc.client.BIOClient;import org.weir.rpc.BioRpc.server.BIOServer;import org.weir.rpc.BioRpc.server.BIOServiceCenter;import org.weir.rpc.api.RpcService;import org.weir.rpc.api.impl.RpcServiceImpl;public class TestBIORpc {public static void main(String[] args) throws IOException {new Thread(new Runnable() {public void run() {try {BIOServer serviceServer = new BIOServiceCenter(8088);serviceServer.register(RpcService.class, RpcServiceImpl.class);serviceServer.start();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}).start();BIOClient bioClient = new BIOClient(8089);RpcService service = (RpcService) bioClient.getProxy(RpcService.class);System.out.println(service.hello("hello"));}}

4、远程service类接口

package org.weir.rpc.api;public interface RpcService {public String hello(String hi);}

service实现类

package org.weir.rpc.api.impl;import org.weir.rpc.api.RpcService;public class RpcServiceImpl implements RpcService{@Overridepublic String hello(String hi) {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println("[weir-Rpc]->hello"+hi);return "[weir-Rpc]->hello"+hi;}}

运行test类，结果如下

五、总结

    RPC调用框架就是屏蔽了底层调用的具体细节，使得调用远程服务可以像调用本地服务一样方便。

     这里实现的简单RPC框架是使用Java语言开发，与Java语言高度耦合，并且通信方式采用的Socket是基于BIO实现的，IO效率不高，还有Java原生的序列化机制占内存太多，运行效率也不高。可以考虑从下面几种方法改进。

1. 可以使用NIO或直接使用Netty替代BIO实现；
2. 使用开源的序列化机制，如JSON、kryo、hessian等序列化机制，提高效率。
3. 这篇文件的服务注册直接使用HashMap来注册，如果server服务宕机会失去服务的注册信息，所以服务注册可以使用Zookeeper进行管理，能够让应用更加稳定。
4. 同步等待机制对于复杂计算服务不太合适，可以考虑使用异步的通信方式。
5. 可以专门封装一个消息对象，用来通信，更加面向对象。