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<a href="/专栏/Dubbo源码解读与实战-完/36 负载均衡:公平公正物尽其用的负载均衡策略,这里都有(下).md.html">36 负载均衡:公平公正物尽其用的负载均衡策略,这里都有(下)</a>
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<a href="/专栏/Dubbo源码解读与实战-完/40 加餐模拟远程调用Mock 机制帮你搞定.md.html">40 加餐模拟远程调用Mock 机制帮你搞定.md.html</a>
<a href="/专栏/Dubbo源码解读与实战-完/40 加餐模拟远程调用Mock 机制帮你搞定.md.html">40 加餐模拟远程调用Mock 机制帮你搞定</a>
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<a href="/专栏/Dubbo源码解读与实战-完/41 加餐:一键通关服务发布全流程.md.html">41 加餐:一键通关服务发布全流程.md.html</a>
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<a href="/专栏/Dubbo源码解读与实战-完/47 配置中心设计与实现:集中化配置 and 本地化配置,我都要(上).md.html">47 配置中心设计与实现:集中化配置 and 本地化配置,我都要(上)</a>
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<a href="/专栏/Dubbo源码解读与实战-完/48 配置中心设计与实现:集中化配置 and 本地化配置,我都要(下).md.html">48 配置中心设计与实现:集中化配置 and 本地化配置,我都要(下)</a>
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<a href="/专栏/Dubbo源码解读与实战-完/49 结束语 认真学习,缩小差距.md.html">49 结束语 认真学习,缩小差距.md.html</a>
<a href="/专栏/Dubbo源码解读与实战-完/49 结束语 认真学习,缩小差距.md.html">49 结束语 认真学习,缩小差距</a>
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<div class="book-post">
<p id="tip" align="center"></p>
<div><h1>12 简易版 RPC 框架实现(下)</h1>
<p>在上一课时中,我们介绍了整个简易 RPC 框架项目的结构和工作原理,并且介绍了简易 RPC 框架底层的协议结构、序列化/反序列化实现、压缩实现以及编解码器的具体实现。本课时我们将继续自底向上,介绍简易 RPC 框架的剩余部分实现。</p>
<h3>transport 相关实现</h3>
<p>正如前文介绍 Netty 线程模型的时候提到,我们不能在 Netty 的 I/O 线程中执行耗时的业务逻辑。在 Demo RPC 框架的 Server 端接收到请求时,首先会通过上面介绍的 DemoRpcDecoder 反序列化得到请求消息,之后我们会通过一个自定义的 ChannelHandlerDemoRpcServerHandler将请求提交给业务线程池进行处理。</p>
<p>在 Demo RPC 框架的 Client 端接收到响应消息的时候,也是先通过 DemoRpcDecoder 反序列化得到响应消息,之后通过一个自定义的 ChannelHandlerDemoRpcClientHandler将响应返回给上层业务。</p>
<p>DemoRpcServerHandler 和 DemoRpcClientHandler 都继承自 SimpleChannelInboundHandler如下图所示</p>
<p><img src="assets/Ciqc1F9R3QOAbbKRAAD4lAEEjtg767.png" alt="Drawing 0.png" /></p>
<p>DemoRpcClientHandler 和 DemoRpcServerHandler 的继承关系图</p>
<p>下面我们就来看一下这两个自定义的 ChannelHandler 实现:</p>
<pre><code>public class DemoRpcServerHandler extends
<pre><code>public class DemoRpcServerHandler extends
SimpleChannelInboundHandler&lt;Message&lt;Request&gt;&gt; {
// 业务线程池
static Executor executor = Executors.newCachedThreadPool();
@@ -520,11 +330,8 @@ public class DemoRpcClientHandler extends
responseFuture.getPromise().setSuccess(response);
}
}
</code></pre>
<p>注意,这里有两个点需要特别说明一下。一个点是 Server 端的 InvokeRunnable在这个 Runnable 任务中会根据请求的 serviceName、methodName 以及参数信息,调用相应的方法:</p>
<pre><code>class InvokeRunnable implements Runnable {
private ChannelHandlerContext ctx;
private Message&lt;Request&gt; message;
@@ -550,11 +357,8 @@ public class DemoRpcClientHandler extends
ctx.writeAndFlush(new Message(message.getHeader(), response));
}
}
</code></pre>
<p>另一个点是 Client 端的 Connection它是用来暂存已发送出去但未得到响应的请求这样在响应返回时就可以查找到相应的请求以及 Future从而将响应结果返回给上层业务逻辑具体实现如下</p>
<pre><code>public class Connection implements Closeable {
private static AtomicLong ID_GENERATOR = new AtomicLong(0);
public static Map&lt;Long, NettyResponseFuture&lt;Response&gt;&gt;
@@ -585,13 +389,9 @@ public class DemoRpcClientHandler extends
}
// 省略getter/setter以及close()方法
}
</code></pre>
<p>我们可以看到Connection 中没有定时清理 IN_FLIGHT_REQUEST_MAP 集合的操作,在无法正常获取响应的时候,就会导致 IN_FLIGHT_REQUEST_MAP 不断膨胀,最终 OOM。你也可以添加一个时间轮定时器定时清理过期的请求消息这里我们就不再展开讲述了。</p>
<p>完成自定义 ChannelHandler 的编写之后,我们需要再定义两个类—— DemoRpcClient 和 DemoRpcServer分别作为 Client 和 Server 的启动入口。<strong>DemoRpcClient 的实现如下:</strong></p>
<pre><code>public class DemoRpcClient implements Closeable {
protected Bootstrap clientBootstrap;
protected EventLoopGroup group;
@@ -629,19 +429,12 @@ public class DemoRpcClientHandler extends
group.shutdownGracefully();
}
}
</code></pre>
<p>通过 DemoRpcClient 的代码我们可以看到其 ChannelHandler 的执行顺序如下:</p>
<p><img src="assets/Ciqc1F9R35eARBOdAAEUxDl6DGE227.png" alt="Lark20200904-143159.png" /></p>
<p>客户端 ChannelHandler 结构图</p>
<p>另外在创建EventLoopGroup时并没有直接使用NioEventLoopGroup而是在 NettyEventLoopFactory 中根据当前操作系统进行选择,对于 Linux 系统,会使用 EpollEventLoopGroup其他系统则使用 NioEventLoopGroup。</p>
<p>接下来我们再看<strong>DemoRpcServer 的具体实现</strong></p>
<pre><code>public class DemoRpcServer {
private EventLoopGroup bossGroup;
private EventLoopGroup workerGroup;
@@ -680,27 +473,16 @@ public class DemoRpcClientHandler extends
return channelFuture;
}
}
</code></pre>
<p>通过对 DemoRpcServer 实现的分析,我们可以知道每个 Channel 上的 ChannelHandler 顺序如下:</p>
<p><img src="assets/CgqCHl9R34eAEosNAAEZMNHAB1c561.png" alt="Lark20200904-143204.png" /></p>
<p>服务端 ChannelHandler 结构图</p>
<h3>registry 相关实现</h3>
<p>介绍完客户端和服务端的通信之后,我们再来看简易 RPC 框架的另一个基础能力——服务注册与服务发现能力,对应 demo-rpc 项目源码中的 registry 包。</p>
<p>registry 包主要是依赖 Apache Curator 实现了一个简易版本的 ZooKeeper 客户端,并基于 ZooKeeper 实现了注册中心最基本的两个功能Provider 注册以及 Consumer 订阅。</p>
<p>这里我们先定义一个 Registry 接口,其中提供了注册以及查询服务实例的方法,如下图所示:</p>
<p><img src="assets/Ciqc1F9R3WuAd1UPAAA82c309GI280.png" alt="Drawing 3.png" /></p>
<p>ZooKeeperRegistry 是基于 curator-x-discovery 对 Registry 接口的实现类型,其中封装了之前课时介绍的 ServiceDiscovery并在其上添加了 ServiceCache 缓存提高查询效率。ZooKeeperRegistry 的具体实现如下:</p>
<pre><code>public class ZookeeperRegistry&lt;T&gt; implements Registry&lt;T&gt; {
private InstanceSerializer serializer =
new JsonInstanceSerializer&lt;&gt;(ServerInfo.class);
@@ -747,12 +529,9 @@ public class DemoRpcClientHandler extends
.collect(Collectors.toList());
}
}
</code></pre>
<p>通过对 ZooKeeperRegistry的分析可以得知它是基于 Curator 中的 ServiceDiscovery 组件与 ZooKeeper 进行交互的,并且对 Registry 接口的实现也是通过直接调用 ServiceDiscovery 的相关方法实现的。在查询时,直接读取 ServiceCache 中的缓存数据ServiceCache 底层在本地维护了一个 ConcurrentHashMap 缓存,通过 PathChildrenCache 监听 ZooKeeper 中各个子节点的变化,同步更新本地缓存。这里我们简单看一下 ServiceCache 的核心实现:</p>
<pre><code>public class ServiceCacheImpl&lt;T&gt; implements ServiceCache&lt;T&gt;,
<pre><code>public class ServiceCacheImpl&lt;T&gt; implements ServiceCache&lt;T&gt;,
PathChildrenCacheListener{//实现PathChildrenCacheListener接口
// 关联的ServiceDiscovery实例
private final ServiceDiscoveryImpl&lt;T&gt; discovery;
@@ -782,17 +561,11 @@ public class DemoRpcClientHandler extends
... // 通知ServiceCache上注册的监听器
}
}
</code></pre>
<h3>proxy 相关实现</h3>
<p>在简易版 Demo RPC 框架中Proxy 主要是为 Client 端创建一个代理,帮助客户端程序屏蔽底层的网络操作以及与注册中心之间的交互。</p>
<p>简易版 Demo RPC 使用 JDK 动态代理的方式生成代理,这里需要编写一个 InvocationHandler 接口的实现,即下面的 DemoRpcProxy。其中有两个核心方法一个是 newInstance() 方法,用于生成代理对象;另一个是 invoke() 方法,当调用目标对象的时候,会执行 invoke() 方法中的代理逻辑。</p>
<p>下面是 DemoRpcProxy 的具体实现:</p>
<pre><code>public class DemoRpcProxy implements InvocationHandler {
// 需要代理的服务(接口)名称
private String serviceName;
@@ -845,51 +618,31 @@ public class DemoRpcClientHandler extends
Constants.DEFAULT_TIMEOUT, TimeUnit.MILLISECONDS);
}
}
</code></pre>
<p>从 DemoRpcProxy 的实现中我们可以看到,它依赖了 ServiceInstanceCache 获取ZooKeeper 中注册的 Server 端地址,同时依赖了 DemoRpcClient 与Server 端进行通信,上层调用方拿到这个代理对象后,就可以像调用本地方法一样进行调用,而不再关心底层网络通信和服务发现的细节。当然,这个简易版 DemoRpcProxy 的实现还有很多可以优化的地方,例如:</p>
<ul>
<li>缓存 DemoRpcClient 客户端对象以及相应的 Connection 对象,不必每次进行创建。</li>
<li>可以添加失败重试机制,在请求出现超时的时候,进行重试。</li>
<li>可以添加更加复杂和灵活的负载均衡机制,例如,根据 Hash 值散列进行负载均衡、根据节点 load 情况进行负载均衡等。</li>
</ul>
<p>你若感兴趣的话可以尝试进行扩展,以实现一个更加完善的代理层。</p>
<h3>使用方接入</h3>
<p>介绍完 Demo RPC 的核心实现之后下面我们讲解下Demo RPC 框架的使用方式。这里涉及Consumer、DemoServiceImp、Provider三个类以及 DemoService 业务接口。</p>
<p><img src="assets/Ciqc1F9R3YiAXV8hAAAtXArd3J0997.png" alt="Drawing 4.png" /></p>
<p>使用接入的相关类</p>
<p>首先,我们定义<strong>DemoService 接口</strong>作为业务 Server 接口,具体定义如下:</p>
<pre><code>public interface DemoService {
String sayHello(String param);
}
</code></pre>
<p><strong>DemoServiceImpl</strong>对 DemoService 接口的实现也非常简单,如下所示,将参数做简单修改后返回:</p>
<pre><code>public class DemoServiceImpl implements DemoService {
public String sayHello(String param) {
return &quot;hello:&quot; + param;
}
}
</code></pre>
<p>了解完相应的业务接口和实现之后,我们再来看<strong>Provider</strong>的实现,它的角色类似于 Dubbo 中的 Provider其会创建 DemoServiceImpl 这个业务 Bean 并将自身的地址信息暴露出去,如下所示:</p>
<pre><code>public class Provider {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 创建DemoServiceImpl并注册到BeanManager中
@@ -909,11 +662,8 @@ public class DemoRpcClientHandler extends
rpcServer.start();
}
}
</code></pre>
<p>最后是Consumer它类似于 Dubbo 中的 Consumer其会订阅 Provider 地址信息,然后根据这些信息选择一个 Provider 建立连接,发送请求并得到响应,这些过程在 Proxy 中都予以了封装那Consumer 的实现就很简单了,可参考如下示例代码:</p>
<pre><code>public class Consumer {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 创建ZookeeperRegistr对象
@@ -925,116 +675,63 @@ public class DemoRpcClientHandler extends
System.out.println(result);
}
}
</code></pre>
<h3>总结</h3>
<p>本课时我们首先介绍了简易 RPC 框架中的<strong>transport 包</strong>,它在上一课时介绍的编解码器基础之上,<strong>实现了服务端和客户端的通信能力</strong>。之后讲解了<strong>registry 包</strong>如何实现与 ZooKeeper 的交互,<strong>完善了简易 RPC 框架的服务注册与服务发现的能力</strong>。接下来又分析了<strong>proxy 包</strong>的实现,其中通过 JDK 动态代理的方式,<strong>帮接入方屏蔽了底层网络通信的复杂性</strong>。最后,我们编写了一个简单的 DemoService 业务接口,以及相应的 Provider 和 Consumer 接入简易 RPC 框架。</p>
<p>在本课时最后,留给你一个小问题:在 transport 中创建 EventLoopGroup 的时候,为什么针对 Linux 系统使用的 EventLoopGroup会有所不同呢期待你的留言。</p>
<p>简易版 RPC 框架 Demo 的链接:<a href="https://github.com/xxxlxy2008/demo-prc">https://github.com/xxxlxy2008/demo-prc</a></p>
</div>
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