使用 Netty 构建 Rpc 中间件（一）

栏目: Java · 发布时间: 7年前

内容简介：使用 Netty 构建 Rpc 中间件（一）

Rpc中间件是目前互联网企业用的最多的中间件，是实现分布式系统最基础的中间件系统。在国内，用的最多的就是Dubbo以及Thrift。在国外，包括grpc，以及Finagle。Rpc的原理大同小异，都是利用TCP/IP协议将要本地要调用的类，方法，参数按照某种协议传输到远程主机，远程主机执行完毕以后再返回到本地主机。

当然其真正的实现非常复杂，涉及到IO，网络，多线程以及整个框架的架构设计。那么接下来的几篇文章（包括这篇文章）就来实现一个简单的基本的RPC框架，NIO框架使用的是Netty，原因你懂得。

定义一个简单的服务

假设有一个叫做IDemoService的简单服务。这个服务放在了contract包中间：

public interface IDemoService 
{
    public   int  sum(int a,int  b);

}

本地机器只有接口，实现是在远端实现的。

那么在本地调用的时候肯定是通过代理走网络发送到远程主机。如果使用静态代理，那么每个接口都必须实现一个代理类，所以一般来说没有哪个RPC框架使用静态代理，都是使用动态代理：

public class JDKDynamicService<T> implements InvocationHandler {

    private Class<T> clazz;

    private RpcClient client = new RpcClient("127.0.0.1", 6666);

    public void setClass(Class<T> clazz) {
        this.clazz = clazz;

    }

    @SuppressWarnings("unchecked")
    public T get() {

        return (T) Proxy.newProxyInstance(this.getClass().getClassLoader(), new Class<?>[] { this.clazz }, this);

    }

    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        return client.sendCommand(clazz, method, args);

    }

}

使用动态代理，调用被代理类的每一个方法都会调用invoke方法。在invoke方法内部，调用RpcClient来传输协议和返回结果。

构建一个简单的传输协议

本地主机要调用远程接口，肯定要告诉远程主机调用哪个类的哪个接口，参数是什么。这里就简单的定一个传输的协议类：

public class MethodInvoker implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 6644047311439601478L;
    private Class clazz;
    private String method;
    private Object[] args;
    public MethodInvoker(String method, Object[] args, Class clazz) {
        super();
        this.method = method;
        this.args = args;
        this.clazz = clazz;
    }

    public String getMethod() {
        return method;
    }

    public void setMethod(String method) {
        this.method = method;
    }

    public Object[] getArgs() {
        return args;
    }

    public void setArgs(Object[] args) {
        this.args = args;
    }

    public Class getClazz() {
        return clazz;
    }
    public void setClazz(Class clazz) {
        this.clazz = clazz;
    }

}

这个类就不具体分析了，原因你懂得，继承Serializable接口是为了使用 JAVA 自带的序列化协议。

使用RPCClient实际发送数据

public class RpcClient {
    private String host;

    private int port;

    public RpcClient(String host, int port) {
        super();
        this.host = host;
        this.port = port;
    }

    public Object sendCommand(Class clazz, Method method, Object[] args) {

        MethodInvoker invoker = new MethodInvoker(method.getName(), args, clazz);
        final ClientHandler clientHandler = new ClientHandler(invoker);
        EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
        try {
            Bootstrap b = new Bootstrap();
            b.group(workerGroup);
            b.channel(NioSocketChannel.class);
            b.option(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true);
            b.handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                @Override
                public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                    ch.pipeline().addLast(new ObjectDecoder(1024 * 1024,
                            ClassResolvers.weakCachingConcurrentResolver(this.getClass().getClassLoader())));
                    ch.pipeline().addLast(new ObjectEncoder());
                    ch.pipeline().addLast(clientHandler);

                }
            });

            // Start the client.
            ChannelFuture f = b.connect(new InetSocketAddress(host, port)).sync();
            // Wait until the connection is closed. 当一个任务完成的时候会继续执行。
        f.channel().closeFuture().sync();
            return clientHandler.getResponse();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            workerGroup.shutdownGracefully();
        }
        return null;

    }

}

ClientHandler 用来向服务端发送数据：

public class ClientHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
    private Object response;
    private MethodInvoker methodInvoker;

    public ClientHandler(MethodInvoker methodInvoker) {

        this.methodInvoker = methodInvoker;

    }

    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {

        ctx.writeAndFlush(this.methodInvoker); // 发送到下一个Handler。input处理完，就输出，然后output。
    }

    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {

        System.out.println("channelRead:"+msg);
        response = msg;
        ctx.close();
    }

    public Object getResponse() {
        return response;
    }

}

值得注意的是,被传输对象的编码和解码使用了Netty自带的编码与解码器。此外，一定要调用ctx.close()方法来关闭这个链接。

server端业务的实现

假设server端实现了IDemoService,并且使用Spring来管理bean对象：

public class DemoServiceImpl implements  IDemoService
{

    public int sum(int a, int b) {
        return a+b;
    }

}

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans 
    http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">


<bean  id="demoService"  class="com.slowlizard.rpc.server.business.DemoServiceImpl"></bean>

</beans>

server端接受传过来的数据

public class ServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
    private static ApplicationContext springApplicationContext;
    static {
        springApplicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("context.xml");
    }
    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        System.out.println("server come here:channelRead");
        MethodInvoker methodInvoker = (MethodInvoker) msg;
         Object service = springApplicationContext.getBean(methodInvoker.getClazz());
        Method[] methods = service.getClass().getDeclaredMethods();
        for (Method method : methods) {
            if (method.getName().equals(methodInvoker.getMethod())) {
                Object result = method.invoke(service, methodInvoker.getArgs());
                ctx.writeAndFlush(result);
            }

        }

    }
@Override
public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
    System.out.println("server come here:channelActive");
}
}

启动server

public class Server {
    private static int port = 6666;
    public static void main(String[] args) {
        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
        EventLoopGroup workGroup = new NioEventLoopGroup();
        try {
            ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap().group(bossGroup, workGroup)
                    .channel(NioServerSocketChannel.class).localAddress(new InetSocketAddress(port))
                    .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                        @Override
                        protected void initChannel(SocketChannel arg0) throws Exception {
                            arg0.pipeline().addLast(new ObjectDecoder(1024*1024,
                                    ClassResolvers.weakCachingConcurrentResolver(this.getClass().getClassLoader())) );
                            arg0.pipeline().addLast(new ObjectEncoder());
                            arg0.pipeline().addLast(new ServerHandler());
                        }
                    }

                    ).option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024)
                    .childOption(ChannelOption.TCP_NODELAY, true).childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true); // 保持长连接状态
            // 绑定端口，开始接收进来的连接
            ChannelFuture future = bootstrap.bind(port).sync();
            future.channel().closeFuture().sync();// 子线程开始监听
        } catch (Exception e) {
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workGroup.shutdownGracefully();
        }
    }
}

测试

public class App {
    public static void main(String[] args) {

        JDKDynamicService<IDemoService> proxy = new JDKDynamicService<IDemoService>();
        proxy.setClass(IDemoService.class);
        IDemoService service = proxy.get();
        System.out.println("result" + service.sum(1, 2));
    }
}

很快，我们就是实现了一个简单的RPC远程调用。但是它只是一个原理性的示范，离真正的RPC框架还非常远。

首先，它的性能怎么样？

RpcClient每次发送协议到服务端，都会建立一个新的连接，能否优化它？

Server端能更快的查找到Bean并更快执行吗？

客户端能否与Spring集成？

Server端 Netty传输能否与Spring分离？

在下一章，我们将着手优化这个“框架”，来解决目前遇到的问题。

以上就是本文的全部内容，希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助，也希望大家多多支持码农网

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