怎么手寫一個(gè)RPC框架

今天小編給大家分享一下怎么手寫一個(gè)RPC框架的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，內(nèi)容詳細(xì)，邏輯清晰，相信大部分人都還太了解這方面的知識(shí)，所以分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后有所收獲，下面我們一起來(lái)了解一下吧。

RPC  框架底層到底什么原理得知了RPC(遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用)簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是調(diào)用遠(yuǎn)程的服務(wù)就像調(diào)用本地方法一樣，其中用到的知識(shí)有序列化和反序列化、動(dòng)態(tài)代理、網(wǎng)絡(luò)傳輸、動(dòng)態(tài)加載、反射這些知識(shí)點(diǎn)。

發(fā)現(xiàn)這些知識(shí)都了解一些。所以就想著試試自己實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的RPC框架，即鞏固了基礎(chǔ)的知識(shí)，也能更加深入的了解RPC原理。

當(dāng)然一個(gè)完整的RPC框架包含了許多的功能，例如服務(wù)的發(fā)現(xiàn)與治理，網(wǎng)關(guān)等等，本篇只是簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)了一個(gè)調(diào)用的過(guò)程。

傳參出參分析

一個(gè)簡(jiǎn)單請(qǐng)求可以抽象為兩步

那么就根據(jù)這兩步進(jìn)行分析，在請(qǐng)求之前我們應(yīng)該發(fā)送給服務(wù)端什么信息?而服務(wù)端處理完以后應(yīng)該返回客戶端什么信息?

在請(qǐng)求之前我們應(yīng)該發(fā)送給服務(wù)端什么信息?

由于我們?cè)诳蛻舳苏{(diào)用的是服務(wù)端提供的接口，所以我們需要將客戶端調(diào)用的信息傳輸過(guò)去，那么我們可以將要傳輸?shù)男畔⒎譃閮深?/p>

第一類是服務(wù)端可以根據(jù)這個(gè)信息找到相應(yīng)的接口實(shí)現(xiàn)類和方法

第二類是調(diào)用此方法傳輸?shù)膮?shù)信息

那么我們就根據(jù)要傳輸?shù)膬深愋畔⑦M(jìn)行分析，什么信息能夠找到相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)類的相應(yīng)的方法?要找到方法必須要先找到類，這里我們可以簡(jiǎn)單的用Spring提供的Bean實(shí)例管理ApplicationContext進(jìn)行類的尋找。

所以要找到類的實(shí)例只需要知道此類的名字就行，找到了類的實(shí)例，那么如何找到方法呢?

在反射中通過(guò)反射能夠根據(jù)方法名和參數(shù)類型從而找到這個(gè)方法。那么此時(shí)第一類的信息我們就明了了，那么就建立相應(yīng)的是實(shí)體類存儲(chǔ)這些信息。

@Data public class Request implements Serializable {  private static final long serialVersionUID = 3933918042687238629L;  private String className;  private String methodName;  private Class<?> [] parameTypes;  private Object [] parameters; }

服務(wù)端處理完以后應(yīng)該返回客戶端什么信息?

上面我們分析了客戶端應(yīng)該傳輸什么信息給服務(wù)端，那么服務(wù)端處理完以后應(yīng)該傳什么樣的返回值呢?

這里我們只考慮最簡(jiǎn)單的情況，客戶端請(qǐng)求的線程也會(huì)一直在等著，不會(huì)有異步處理這一說(shuō)，所以這么分析的話就簡(jiǎn)單了，直接將得到的處理結(jié)果返回就行了。

@Data public class Response implements Serializable {  private static final long serialVersionUID = -2393333111247658778L;  private Object result; }

由于都涉及到了網(wǎng)絡(luò)傳輸，所以都要實(shí)現(xiàn)序列化的接口

如何獲得傳參信息并執(zhí)行?-客戶端

上面我們分析了客戶端向服務(wù)端發(fā)送的信息都有哪些?那么我們?nèi)绾潍@得這些信息呢?

首先我們調(diào)用的是接口，所以我們需要寫自定義注解然后在程序啟動(dòng)的時(shí)候?qū)⑦@些信息加載在Spring容器中。

有了這些信息那么我們就需要傳輸了，調(diào)用接口但是實(shí)際上執(zhí)行的確實(shí)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)倪^(guò)程，所以我們需要?jiǎng)討B(tài)代理。那么就可以分為以下兩步

• 初始化信息階段：將key為接口名，value為動(dòng)態(tài)接口類注冊(cè)進(jìn)Spring容器中

• 執(zhí)行階段：通過(guò)動(dòng)態(tài)代理，實(shí)際執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)傳輸

初始化信息階段

由于我們使用Spring作為Bean的管理，所以要將接口和對(duì)應(yīng)的代理類注冊(cè)進(jìn)Spring容器中。而我們?nèi)绾握业轿覀兿胍{(diào)用的接口類呢?我們可以自定義注解進(jìn)行掃描。將想要調(diào)用的接口全部注冊(cè)進(jìn)容器中。

創(chuàng)建一個(gè)注解類，用于標(biāo)注哪些接口是可以進(jìn)行Rpc的。

@Target({ElementType.TYPE}) @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) public @interface RpcClient { }

然后創(chuàng)建對(duì)于@RpcClient注解的掃描類RpcInitConfig，將其注冊(cè)進(jìn)Spring容器中。

public class RpcInitConfig implements ImportBeanDefinitionRegistrar{  @Override  public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata importingClassMetadata, BeanDefinitionRegistry registry) {  ClassPathScanningCandidateComponentProvider provider = getScanner();  //設(shè)置掃描器  provider.addIncludeFilter(new AnnotationTypeFilter(RpcClient.class));  //掃描此包下的所有帶有@RpcClient的注解的類  Set<BeanDefinition> beanDefinitionSet = provider.findCandidateComponents("com.example.rpcclient.client");  for (BeanDefinition beanDefinition : beanDefinitionSet){  if (beanDefinition instanceof AnnotatedBeanDefinition){  //獲得注解上的參數(shù)信息  AnnotatedBeanDefinition annotatedBeanDefinition = (AnnotatedBeanDefinition) beanDefinition;  String beanClassAllName = beanDefinition.getBeanClassName();  Map<String, Object> paraMap = annotatedBeanDefinition.getMetadata()  .getAnnotationAttributes(RpcClient.class.getCanonicalName());  //將RpcClient的工廠類注冊(cè)進(jìn)去  BeanDefinitionBuilder builder = BeanDefinitionBuilder  .genericBeanDefinition(RpcClinetFactoryBean.class);  //設(shè)置RpcClinetFactoryBean工廠類中的構(gòu)造函數(shù)的值  builder.addConstructorArgValue(beanClassAllName);  builder.getBeanDefinition().setAutowireMode(AbstractBeanDefinition.AUTOWIRE_BY_TYPE);  //將其注冊(cè)進(jìn)容器中  registry.registerBeanDefinition(  beanClassAllName ,  builder.getBeanDefinition());  }  }  }  //允許Spring掃描接口上的注解  protected ClassPathScanningCandidateComponentProvider getScanner() {  return new ClassPathScanningCandidateComponentProvider(false) {  @Override  protected boolean isCandidateComponent(AnnotatedBeanDefinition beanDefinition) {  return beanDefinition.getMetadata().isInterface() && beanDefinition.getMetadata().isIndependent();  }  };  } }

由于上面注冊(cè)的是工廠類，所以我們建立一個(gè)工廠類RpcClinetFactoryBean繼承Spring中的FactoryBean類，由其統(tǒng)一創(chuàng)建@RpcClient注解的代理類。推薦閱讀：Spring零配置之@Configuration注解詳解。

@Data public class RpcClinetFactoryBean implements FactoryBean {  @Autowired  private RpcDynamicPro rpcDynamicPro;  private Class<?> classType;  public RpcClinetFactoryBean(Class<?> classType) {  this.classType = classType;  }  @Override  public Object getObject(){  ClassLoader classLoader = classType.getClassLoader();  Object object = Proxy.newProxyInstance(classLoader,new Class<?>[]{classType},rpcDynamicPro);  return object;  }  @Override  public Class<?> getObjectType() {  return this.classType;  }  @Override  public boolean isSingleton() {  return false;  } }

注意此處的getObjectType方法，在將工廠類注入到容器中的時(shí)候，這個(gè)方法返回的是什么Class類型那么注冊(cè)進(jìn)容器中就是什么Class類型。

然后看一下我們創(chuàng)建的代理類RpcDynamicPro。

@Component @Slf4j public class RpcDynamicPro implements InvocationHandler {  @Override  public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {  String requestJson = objectToJson(method,args);  Socket client = new Socket("127.0.0.1", 20006);  client.setSoTimeout(10000);  //獲取Socket的輸出流，用來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)到服務(wù)端  PrintStream out = new PrintStream(client.getOutputStream());  //獲取Socket的輸入流，用來(lái)接收從服務(wù)端發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)  BufferedReader buf = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));  //發(fā)送數(shù)據(jù)到服務(wù)端  out.println(requestJson);  Response response = new Response();  Gson gson =new Gson();  try{  //從服務(wù)器端接收數(shù)據(jù)有個(gè)時(shí)間限制（系統(tǒng)自設(shè)，也可以自己設(shè)置），超過(guò)了這個(gè)時(shí)間，便會(huì)拋出該異常  String responsJson = buf.readLine();  response = gson.fromJson(responsJson, Response.class);  }catch(SocketTimeoutException e){  log.info("Time out, No response");  }  if(client != null){  //如果構(gòu)造函數(shù)建立起了連接，則關(guān)閉套接字，如果沒(méi)有建立起連接，自然不用關(guān)閉  client.close(); //只關(guān)閉socket，其關(guān)聯(lián)的輸入輸出流也會(huì)被關(guān)閉  }  return response.getResult();  }  public String objectToJson(Method method,Object [] args){  Request request = new Request();  String methodName = method.getName();  Class<?>[] parameterTypes = method.getParameterTypes();  String className = method.getDeclaringClass().getName();  request.setMethodName(methodName);  request.setParameTypes(parameterTypes);  request.setParameters(args);  request.setClassName(getClassName(className));  GsonBuilder gsonBuilder = new GsonBuilder();  gsonBuilder.registerTypeAdapterFactory(new ClassTypeAdapterFactory());  Gson gson = gsonBuilder.create();  return gson.toJson(request);  }  private String getClassName(String beanClassName){  String className = beanClassName.substring(beanClassName.lastIndexOf(".")+1);  className = className.substring(0,1).toLowerCase() + className.substring(1);  return className;  } }

我們的客戶端已經(jīng)寫完了，傳給服務(wù)端的信息我們也已經(jīng)拼裝完畢了。剩下的工作就簡(jiǎn)單了，開始編寫服務(wù)端的代碼。

服務(wù)端處理完以后應(yīng)該返回客戶端什么信息?-服務(wù)端

服務(wù)端的代碼相比較客戶端來(lái)說(shuō)要簡(jiǎn)單一些?？梢院?jiǎn)單分為下面三步

• 拿到接口名以后，通過(guò)接口名找到實(shí)現(xiàn)類

• 通過(guò)反射進(jìn)行對(duì)應(yīng)方法的執(zhí)行

• 返回執(zhí)行完的信息

那么我們就根據(jù)這三步進(jìn)行編寫代碼

拿到接口名以后，通過(guò)接口名找到實(shí)現(xiàn)類

如何通過(guò)接口名拿到對(duì)應(yīng)接口的實(shí)現(xiàn)類呢?這就需要我們?cè)诜?wù)端啟動(dòng)的時(shí)候?qū)⑵鋵?duì)應(yīng)信息加載進(jìn)去。

@Component @Log4j public class InitRpcConfig implements CommandLineRunner {  @Autowired  private ApplicationContext applicationContext;  public static Map<String,Object> rpcServiceMap = new HashMap<>();  @Override  public void run(String... args) throws Exception {  Map<String, Object> beansWithAnnotation = applicationContext.getBeansWithAnnotation(Service.class);  for (Object bean: beansWithAnnotation.values()){  Class<?> clazz = bean.getClass();  Class<?>[] interfaces = clazz.getInterfaces();  for (Class<?> inter : interfaces){  rpcServiceMap.put(getClassName(inter.getName()),bean);  log.info("已經(jīng)加載的服務(wù):"+inter.getName());  }  }  }  private String getClassName(String beanClassName){  String className = beanClassName.substring(beanClassName.lastIndexOf(".")+1);  className = className.substring(0,1).toLowerCase() + className.substring(1);  return className;  } }

此時(shí)rpcServiceMap存儲(chǔ)的就是接口名和其對(duì)應(yīng)的實(shí)現(xiàn)類的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

通過(guò)反射進(jìn)行對(duì)應(yīng)方法的執(zhí)行

此時(shí)拿到了對(duì)應(yīng)關(guān)系以后就能根據(jù)客戶端傳過(guò)來(lái)的信息找到相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)類中的方法。然后進(jìn)行執(zhí)行并返回信息就行。

public Response invokeMethod(Request request){  String className = request.getClassName();  String methodName = request.getMethodName();  Object[] parameters = request.getParameters();  Class<?>[] parameTypes = request.getParameTypes();  Object o = InitRpcConfig.rpcServiceMap.get(className);  Response response = new Response();  try {  Method method = o.getClass().getDeclaredMethod(methodName, parameTypes);  Object invokeMethod = method.invoke(o, parameters);  response.setResult(invokeMethod);  } catch (NoSuchMethodException e) {  log.info("沒(méi)有找到"+methodName);  } catch (IllegalAccessException e) {  log.info("執(zhí)行錯(cuò)誤"+parameters);  } catch (InvocationTargetException e) {  log.info("執(zhí)行錯(cuò)誤"+parameters);  }  return response; }

現(xiàn)在我們兩個(gè)服務(wù)都啟動(dòng)起來(lái)并且在客戶端進(jìn)行調(diào)用就發(fā)現(xiàn)只是調(diào)用接口就能調(diào)用過(guò)來(lái)了。

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