一、RPC簡介

RPC，全稱為Remote Procedure Call，即遠程過程調用，它是一個計算機通信協議。它允許像調用本地服務一樣調用遠程服務。它可以有不同的實現方式。如RMI(遠程方法調用)、Hessian、Http invoker等。另外，RPC是與語言無關的。

RPC示意圖

如上圖所示，假設Computer1在調用sayHi()方法，對于Computer1而言調用sayHi()方法就像調用本地方法一樣，調用 ?>返回。但從后續調用可以看出Computer1調用的是Computer2中的sayHi()方法，RPC屏蔽了底層的實現細節，讓調用者無需關注網絡通信，數據傳輸等細節。

二、RPC框架的實現

上面介紹了RPC的核心原理：RPC能夠讓本地應用簡單、高效地調用服務器中的過程（服務）。它主要應用在分布式系統。如Hadoop中的IPC組件。但怎樣實現一個RPC框架呢？

從下面幾個方面思考，僅供參考：

1.通信模型：假設通信的為A機器與B機器，A與B之間有通信模型，在Java中一般基于BIO或NIO；。

2.過程（服務）定位：使用給定的通信方式，與確定IP與端口及方法名稱確定具體的過程或方法；

3.遠程代理對象：本地調用的方法(服務)其實是遠程方法的本地代理，因此可能需要一個遠程代理對象，對于Java而言，遠程代理對象可以使用Java的動態對象實現，封裝了調用遠程方法調用；

4.序列化，將對象名稱、方法名稱、參數等對象信息進行網絡傳輸需要轉換成二進制傳輸，這里可能需要不同的序列化技術方案。如:protobuf，Arvo等。

三、Java實現RPC框架

1、實現技術方案

下面使用比較原始的方案實現RPC框架，采用Socket通信、動態代理與反射與Java原生的序列化。

2、RPC框架架構

RPC架構分為三部分：

1）服務提供者，運行在服務器端，提供服務接口定義與服務實現類。

2）服務中心，運行在服務器端，負責將本地服務發布成遠程服務，管理遠程服務，提供給服務消費者使用。

3）服務消費者，運行在客戶端，通過遠程代理對象調用遠程服務。

3、 具體實現

服務提供者接口定義與實現，代碼如下：

public interface HelloService { String sayHi(String name); }

HelloServices接口實現類：

public class HelloServiceImpl implements HelloService { public String sayHi(String name) { return 'Hi, ' + name; } }

服務中心代碼實現，代碼如下：

public interface Server { public void stop(); public void start() throws IOException; public void register(Class serviceInterface, Class impl); public boolean isRunning(); public int getPort();}

服務中心實現類：

public class ServiceCenter implements Server { private static ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors()); private static final HashMap<String, Class> serviceRegistry = new HashMap<String, Class>(); private static boolean isRunning = false; private static int port; public ServiceCenter(int port) { this.port = port; } public void stop() { isRunning = false; executor.shutdown(); } public void start() throws IOException { ServerSocket server = new ServerSocket(); server.bind(new InetSocketAddress(port)); System.out.println('start server'); try { while (true) {// 1.監聽客戶端的TCP連接，接到TCP連接后將其封裝成task，由線程池執行executor.execute(new ServiceTask(server.accept())); } } finally { server.close(); } } public void register(Class serviceInterface, Class impl) { serviceRegistry.put(serviceInterface.getName(), impl); } public boolean isRunning() { return isRunning; } public int getPort() { return port; } private static class ServiceTask implements Runnable { Socket clent = null; public ServiceTask(Socket client) { this.clent = client; } public void run() { ObjectInputStream input = null; ObjectOutputStream output = null; try {// 2.將客戶端發送的碼流反序列化成對象，反射調用服務實現者，獲取執行結果input = new ObjectInputStream(clent.getInputStream());String serviceName = input.readUTF();String methodName = input.readUTF();Class<?>[] parameterTypes = (Class<?>[]) input.readObject();Object[] arguments = (Object[]) input.readObject();Class serviceClass = serviceRegistry.get(serviceName);if (serviceClass == null) { throw new ClassNotFoundException(serviceName + ' not found');}Method method = serviceClass.getMethod(methodName, parameterTypes);Object result = method.invoke(serviceClass.newInstance(), arguments); // 3.將執行結果反序列化，通過socket發送給客戶端output = new ObjectOutputStream(clent.getOutputStream());output.writeObject(result); } catch (Exception e) {e.printStackTrace(); } finally {if (output != null) { try { output.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }}if (input != null) { try { input.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }}if (clent != null) { try { clent.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }} } } }}

客戶端的遠程代理對象：

public class RPCClient<T> { public static <T> T getRemoteProxyObj(final Class<?> serviceInterface, final InetSocketAddress addr) { // 1.將本地的接口調用轉換成JDK的動態代理，在動態代理中實現接口的遠程調用 return (T) Proxy.newProxyInstance(serviceInterface.getClassLoader(), new Class<?>[]{serviceInterface},new InvocationHandler() { public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { Socket socket = null; ObjectOutputStream output = null; ObjectInputStream input = null; try { // 2.創建Socket客戶端，根據指定地址連接遠程服務提供者 socket = new Socket(); socket.connect(addr); // 3.將遠程服務調用所需的接口類、方法名、參數列表等編碼后發送給服務提供者 output = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream()); output.writeUTF(serviceInterface.getName()); output.writeUTF(method.getName()); output.writeObject(method.getParameterTypes()); output.writeObject(args); // 4.同步阻塞等待服務器返回應答，獲取應答后返回 input = new ObjectInputStream(socket.getInputStream()); return input.readObject(); } finally { if (socket != null) socket.close(); if (output != null) output.close(); if (input != null) input.close(); } }}); }}

最后為測試類：

public class RPCTest { public static void main(String[] args) throws IOException { new Thread(new Runnable() { public void run() {try { Server serviceServer = new ServiceCenter(8088); serviceServer.register(HelloService.class, HelloServiceImpl.class); serviceServer.start();} catch (IOException e) { e.printStackTrace();} } }).start(); HelloService service = RPCClient.getRemoteProxyObj(HelloService.class, new InetSocketAddress('localhost', 8088)); System.out.println(service.sayHi('test')); }}

運行結果：

regeist service HelloServicestart serverHi, test

四、總結

RPC本質為消息處理模型，RPC屏蔽了底層不同主機間的通信細節，讓進程調用遠程的服務就像是本地的服務一樣。

五、可以改進的地方

這里實現的簡單RPC框架是使用Java語言開發，與Java語言高度耦合，并且通信方式采用的Socket是基于BIO實現的，IO效率不高，還有Java原生的序列化機制占內存太多，運行效率也不高。可以考慮從下面幾種方法改進。

可以采用基于JSON數據傳輸的RPC框架； 可以使用NIO或直接使用Netty替代BIO實現； 使用開源的序列化機制，如Hadoop Avro與Google protobuf等； 服務注冊可以使用Zookeeper進行管理，能夠讓應用更加穩定。

以上就是Java如何實現簡單的RPC框架的詳細內容，更多關于Java實現RPC框架的資料請關注好吧啦網其它相關文章！