rpc-framework

一个基本的 RPC 框架设计思路

注意 ：我们这里说的 RPC 框架指的是：可以让客户端直接调用服务端方法就像调用本地方法一样简单的框架，比如我前面介绍的 Dubbo、Motan、gRPC 这些。 如果需要和 HTTP 协议打交道，解析和封装 HTTP 请求和响应。这类框架并不能算是“RPC 框架”，比如 Feign。

一个最简单的 RPC 框架使用示意图如下图所示 ：

服务提供端 Server 向注册中心注册服务，服务消费者 Client 通过注册中心拿到服务相关信息，然后再通过网络请求服务提供端 Server。

作为 RPC 框架领域的佼佼者Dubbo的架构如下图所示,和我们上面画的大体也是差不多的。

一般情况下， RPC 框架不仅要提供服务发现功能，还要提供负载均衡、容错等功能，这样的 RPC 框架才算真正合格的。

简单说一下设计一个最基本的 RPC 框架的思路：

1. 注册中心 ：注册中心首先是要有的，推荐使用 Zookeeper。注册中心负责服务地址的注册与查找，相当于目录服务。服务端启动的时候将服务名称及其对应的地址(ip+port)注册到注册中心，服务消费端根据服务名称找到对应的服务地址。有了服务地址之后，服务消费端就可以通过网络请求服务端了。
2. 网络传输 ：既然要调用远程的方法就要发请求，请求中至少要包含你调用的类名、方法名以及相关参数吧！推荐基于 NIO 的 Netty 框架。
3. 序列化 ：既然涉及到网络传输就一定涉及到序列化，你不可能直接使用 JDK 自带的序列化吧！JDK 自带的序列化效率低并且有安全漏洞。 所以，你还要考虑使用哪种序列化协议，比较常用的有 hession2、kyro、protostuff。
4. 动态代理 ： 另外，动态代理也是需要的。因为 RPC 的主要目的就是让我们调用远程方法像调用本地方法一样简单，使用动态代理可以屏蔽远程方法调用的细节比如网络传输。也就是说当你调用远程方法的时候，实际会通过代理对象来传输网络请求，不然的话，怎么可能直接就调用到远程方法呢？
5. 负载均衡 ：负载均衡也是需要的。为啥？举个例子我们的系统中的某个服务的访问量特别大，我们将这个服务部署在了多台服务器上，当客户端发起请求的时候，多台服务器都可以处理这个请求。那么，如何正确选择处理该请求的服务器就很关键。假如，你就要一台服务器来处理该服务的请求，那该服务部署在多台服务器的意义就不复存在了。负载均衡就是为了避免单个服务器响应同一请求，容易造成服务器宕机、崩溃等问题，我们从负载均衡的这四个字就能明显感受到它的意义。
6. ......

项目模块概览

运行项目

导入项目

fork 项目到自己的仓库，然后克隆项目到自己的本地，使用 IDEA 打开，等待项目初始化完成。

下载运行 zookeeper

这里使用 Docker 来下载安装。

下载：

docker pull zookeeper:3.5.8

运行：

docker run -d --name zookeeper -p 2181:2181 zookeeper:3.5.8

使用

服务提供端

实现接口：

@Slf4j
@RpcService(group = "test1", version = "version1")
public class HelloServiceImpl implements HelloService {
    static {
        System.out.println("HelloServiceImpl被创建");
    }

    @Override
    public String hello(Hello hello) {
        log.info("HelloServiceImpl收到: {}.", hello.getMessage());
        String result = "Hello description is " + hello.getDescription();
        log.info("HelloServiceImpl返回: {}.", result);
        return result;
    }
}
	
@Slf4j
public class HelloServiceImpl2 implements HelloService {

    static {
        System.out.println("HelloServiceImpl2被创建");
    }

    @Override
    public String hello(Hello hello) {
        log.info("HelloServiceImpl2收到: {}.", hello.getMessage());
        String result = "Hello description is " + hello.getDescription();
        log.info("HelloServiceImpl2返回: {}.", result);
        return result;
    }
}

发布服务(使用 Netty 进行传输)：

/**
 * Server: Automatic registration service via @RpcService annotation
 */
@RpcScan(basePackage = {"github.fw.serviceimpl"})
public class NettyServerMain {
    public static void main(String[] args) {
        // Register service via annotation
        new AnnotationConfigApplicationContext(NettyServerMain.class);
        NettyServer nettyServer = new NettyServer();
        // Register service manually
        HelloService helloService2 = new HelloServiceImpl2();
        RpcServiceProperties rpcServiceConfig = RpcServiceProperties.builder()
                .group("test2").version("version2").build();
        nettyServer.registerService(helloService2, rpcServiceConfig);
        nettyServer.start();
    }
}

服务消费端

@Component
public class HelloController {

    @RpcReference(version = "version1", group = "test1")
    private HelloService helloService;

    public void test() throws InterruptedException {
        String hello = this.helloService.hello(new Hello("111", "222"));
        //如需使用 assert 断言，需要在 VM options 添加参数：-ea
        assert "Hello description is 222".equals(hello);
        Thread.sleep(12000);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println(helloService.hello(new Hello("111", "222")));
        }
    }
}

ClientTransport rpcRequestTransport = new SocketRpcClient();
RpcServiceProperties rpcServiceConfig = RpcServiceProperties.builder()
        .group("test2").version("version2").build();
RpcClientProxy rpcClientProxy = new RpcClientProxy(rpcRequestTransport, rpcServiceConfig);
HelloService helloService = rpcClientProxy.getProxy(HelloService.class);
String hello = helloService.hello(new Hello("111", "222"));
System.out.println(hello);

相关问题

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写这个 RPC 框架主要是为了通过造轮子的方式来学习，检验自己对于自己所掌握的知识的运用。

实现一个简单的 RPC 框架实际是比较容易的，不过，相比于手写 AOP 和 IoC 还是要难一点点，前提是你搞懂了 RPC 的基本原理。

如果我要自己写的话，需要提前了解哪些知识

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1. 动态代理机制；
2. 序列化机制以及各种序列化框架的对比，比如 hession2、kyro、protostuff。
3. 线程池的使用；
4. CompletableFuture 的使用
5. ......

Netty ：

1. 使用 Netty 进行网络传输；
2. ByteBuf 介绍
3. Netty 粘包拆包
4. Netty 长连接和心跳机制

Zookeeper :

1. 基本概念；
2. 数据结构；
3. 如何使用 Netflix 公司开源的 zookeeper 客户端框架 Curator 进行增删改查；