RPC 全称为 Remote Proceduer Call，即远程过程调用。借助 RPC 可以做到像本地调用一样去调用远程服务，是进程间的通信方式。比如：两台服务器 A 和 B，A 服务器上部署一个应用，B 服务器上部署一个应用，A 服务器上的应用想调用 B 服务器上的应用提供的方法，但是两个应用不在同一个内存空间，互相就不能直接调用。这个时候需要通过网络来表达调用的语义和传达调用的数据。需要注意的是 **RPC 并不是一个具体的技术，而是指整个网络远程调用过程。** **** 在分布式框架中，一个最基础的问题就是远程服务是怎么通讯的，在 Java 领域中又很多可以实现远程通讯的技术；例如：RMI、Hessian、SOAP、ESB 和 JMS 等。它们是基于什么原理实现的呢？ ## RPC 实现的基本思想首先我们实现一个 RPC 就是为了实现机器在网络间的通信。那么我们就得先清楚明白计算机网络通信的基本原理，在底层层面去看，网络通信需要做的是将流从一台计算机传输到另一台计算机。基于传输协议和网络 IO 来实现，其中常见的传输协议有 TCP、UDP 等。TCP 和 UDP 是基于 Socket 扩展出的一种传输协议。网络 IO 主要有 BIO、NIO、AIO 三种方式，所有的分布式应用通讯都基于这个原理来实现的。 #### RPC 组成架构一个完整的 RPC 架构里包含了四个核心的组件，分别是 Client、Client Stub、Server 以及 Server Stub，这个 Stub 可以理解为存根。 - Client（客户端）：服务的调用者 - Client Stub（客户端存根）：存放服务端的地址消息，再将客户端的请求参数打包成网络消息，然后通过网络远程发送给服务方 - Server（服务端）：服务的提供者 - Server Stub（服务端存根）：接收客户端发送过来的消息，将消息解包，并调用本地的方法 #### RPC 调用过程 1. 客户端（Client）以本地方式调用（即以接口的方式）调用服务； 1. 客户端存根（Client Stub）接收到调用后，负责将方法，参数等组装成能够进行网络传输的消息体（将消息体对象序列化为二进制）； 3. 客户端通过 Socket 将消息发送到服务端； 3. 服务端存根（Server Stub）收到消息后进行解码（将消息体对象反序列化）； 5. 服务端存根（Server Stub）根据解码结果调用本地的服务； 5. 服务器进行业务处理； 7. 本地服务执行并将结果返回给服务端存根（Server Stub）； 7. 服务端存根（Server Stub）将返回结果打包成消息（将结果消息对象序列化）； 9. 服务端（Server）通过 Socket 将消息发送到客户端； 9. 客户端存根（Clinet Stub）接收到结果消息，并进行解码（将结果消息反序列化）； 11. 客户端（Client）接收结果。上面是 RPC 调用的一个整体流程，而 RPC 想把 2、3、4、5、7、8、9、10 这些步骤都封装起来了。只剩下1、6、11（注意：无论是何种的数据类型，最终都需要转换成二进制流在网络上进行传输，数据的发送方需要将对象转换为二进制流，而数据的接收方则需要把二进制流再恢复为对象。） Java 中 RPC 框架比较多，常见的有 Hessian、gRPC、Dubbo 等，其实对于 RPC 框架而言，核心模块就是通讯和序列化。 ## RMI #### RMI 概念和调用流程 Java RMI，即远程方法调用（Remote Method Invocation）,一种基于实现远程过程调用（RPC-Remote procedure call）的 Java API，能直接传输序列化后的 Java 对象。它们的实现依赖于 Java 虚拟机，因此它仅支持从一个 JVM 到另一个 JVM 的调用。 1. 客户端从远程服务器的注册表中查询并获取远程对象引用； 1. 桩对象与远程对象具有相同的接口和方法列表，当客户端调用远程对象时，实际上是由相应的桩对象代理完成的； 3. 远程引用层在将桩的本地引用转换为服务器上对象的远程引用后，再将调用传递给传输层（Transport）,由传输层通过 TCP 协议发送调用； 3. 在服务器端，监听入站连接，它一旦接收到客户端远程调用后，就将这个引用转发给其上层的远程引用层；远程引用层将客户端发送的远程应用转换为本地虚拟机的引用后，再将请求传递给骨架（Skeleton）；骨架读取参数，又将请求传递给服务器，最后由服务器进行实际的方法调用。 5. 如果远程方法调用后有返回值，服务器会将结果沿着“骨架-> 远程引用层 -> 传输层”向下传递； 5. 客户端的传输层接收到返回结果后，会沿着“传输层 -> 远程引用层 -> 桩”向上传递，然后由桩来反序列化这些返回值，并将最终的结果传递给客户端程序。 #### RMI 的具体实现 ##### 需求分析： - 服务端提供查询数据的方法（例如：根据 ID 查询用户信息） - 客户端调用服务端的方法，并返回结果对象（这里是用户对象） - 要求使用 RMI 进行远程通信 ##### 示例代码 1. 创建远程对象（示例：User 对象） ``` package rmi.pojo; import java.io.Serializable; public class User implements Serializable { private int id; private String name; public int getId() { return id; } public void setId(int id) { this.id = id; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } } ``` 2. 远程调用的服务将远程对象注册到服务器上需要满足两个条件： - IUserService 需要继承 Remote 类 - IUserServiceImpl 需要继承 UnicastRemoteObject 类并且当我们使用 RMI 进行编程时，其接口中的所有方法都需要抛出 RemoteException 异常； ``` package rmi.service; import rmi.pojo.User; import java.rmi.Remote; import java.rmi.RemoteException; public interface IUserService extends Remote { /** * 根据ID 查询用户的方法 */ public User findById(int id) throws RemoteException; } package rmi.service; import rmi.pojo.User; import java.rmi.RemoteException; import java.rmi.server.UnicastRemoteObject; import java.util.HashMap; import java.util.Map; public class IUserServiceImpl extends UnicastRemoteObject implements IUserService { Map userMap = new HashMap(); public IUserServiceImpl() throws RemoteException { super(); User user1 = new User(); user1.setId(1); user1.setName("张三"); User user2 = new User(); user1.setId(2); user1.setName("李四"); userMap.put(user1.getId(),user1); userMap.put(user2.getId(),user2); } @Override public User findById(int id) throws RemoteException { return userMap.get(id); } } ``` 3. RMI Server - 创建 RMI Server 时我们需要先注册 Registry 实例，绑定服务器的端口号 - 然后创建远程对象 - 将远程对象注册到 RMI 服务器上 ``` package rmi; import rmi.service.IUserService; import rmi.service.IUserServiceImpl; import java.rmi.RemoteException; import java.rmi.registry.LocateRegistry; import java.rmi.registry.Registry; public class RMIServer { public static void main(String[] args) { try { // 1 注册 Registry 实例，绑定端口 Registry registry = LocateRegistry.createRegistry(9999); // 2 创建远程对象 IUserService userService = new IUserServiceImpl(); // 3 将远程对象注册到 RMI 服务器上 registry.rebind("userService ",userService); System.out.println("RMI 服务端启动成功！"); } catch (RemoteException e) { e.printStackTrace(); } } } ``` 4. RMI Client - RMI 客户端需要先获取到 Registry 实例对象（需要知道 RMI 服务器的 IP 和端口号） - 通过 Registry 实例查找到对应的远程对象（registry.lookup("注册时的服务名")） ``` package rmi; import rmi.pojo.User; import rmi.service.IUserService; import java.rmi.NotBoundException; import java.rmi.RemoteException; import java.rmi.registry.LocateRegistry; import java.rmi.registry.Registry; public class RMIClient { public static void main(String[] args) throws RemoteException { // 1 获取 registry 实例 Registry registry = LocateRegistry.getRegistry("127.0.0.1", 9999); // 2 通过 registry 实例查找对应的远程对象 try { IUserService userService = (IUserService) registry.lookup("userService"); User user = userService.findById(1); System.out.println(user.getId()+"-----"+ user.getName()); } catch (NotBoundException e) { e.printStackTrace(); } } } ``` 5. 运行 RMI Server （启动 RMI 服务），然后启动 RMI Client，我们可以通过 userService.findById() 方法查询到用户的信息。