一、RPC简介

RPC，全称为Remote Procedure Call，即远程过程调用，它是一个计算机通信协议。它允许像调用本地服务一样调用远程服务。它可以有不同的实现方式。如RMI(远程方法调用)、Hessian、Http invoker等。另外，RPC是与语言无关的。

RPC示意图

如上图所示，假设Computer1在调用sayHi()方法，对于Computer1而言调用sayHi()方法就像调用本地方法一样，调用 –>返回。但从后续调用可以看出Computer1调用的是Computer2中的sayHi()方法，RPC屏蔽了底层的实现细节，让调用者无需关注网络通信，数据传输等细节。

二、RPC框架的实现

上面介绍了RPC的核心原理：RPC能够让本地应用简单、高效地调用服务器中的过程（服务）。它主要应用在分布式系统。如Hadoop中的IPC组件。但怎样实现一个RPC框架呢？

从下面几个方面思考，仅供参考：

1.通信模型：假设通信的为A机器与B机器，A与B之间有通信模型，在Java中一般基于BIO或NIO；。

2.过程（服务）定位：使用给定的通信方式，与确定IP与端口及方法名称确定具体的过程或方法；

3.远程代理对象：本地调用的方法(服务)其实是远程方法的本地代理，因此可能需要一个远程代理对象，对于Java而言，远程代理对象可以使用Java的动态对象实现，封装了调用远程方法调用；

4.序列化，将对象名称、方法名称、参数等对象信息进行网络传输需要转换成二进制传输，这里可能需要不同的序列化技术方案。如:protobuf，Arvo等。

三、Java实现RPC框架

1、实现技术方案

下面使用比较原始的方案实现RPC框架，采用Socket通信、动态代理与反射与Java原生的序列化。

2、RPC框架架构

RPC架构分为三部分：

1）服务提供者，运行在服务器端，提供服务接口定义与服务实现类。

2）服务中心，运行在服务器端，负责将本地服务发布成远程服务，管理远程服务，提供给服务消费者使用。

3）服务消费者，运行在客户端，通过远程代理对象调用远程服务。

3、具体实现

服务提供者接口定义与实现，代码如下：

12345	`public` `interface` `HelloService {` ``String sayHi(String name); `}`

HelloServices接口实现类：

1234567	`public` `class` HelloServiceImpl ``implements `HelloService {` ``public String sayHi(String name) {`` ``return `"Hi, "` + name;`` ``} `}`

服务中心代码实现，代码如下：

1234567891011	`public` `interface` Server {`` ``public `void` `stop();` ``public `void` start() ``throws `IOException;` ``public `void` `register(Class serviceInterface, Class impl);` ``public `boolean` `isRunning();` ``public `int` getPort();``}

服务中心实现类：

123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100 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.监听客户端的TCP连接，接到TCP连接后将其封装成task，由线程池执行`` ``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.将客户端发送的码流反序列化成对象，反射调用服务实现者，获取执行结果`` ``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.将执行结果反序列化，通过socket发送给客户端`` ``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();`` ``}`` ``}`` ``} ``}`` ``}``}

　客户端的远程代理对象：

123456789101112131415161718192021222324252627282930313233 public class RPCClient<T> {`` ``public static <T> T getRemoteProxyObj(``final Class<?> serviceInterface, ``final InetSocketAddress addr) {`` ``// 1.将本地的接口调用转换成JDK的动态代理，在动态代理中实现接口的远程调用`` ``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.创建Socket客户端，根据指定地址连接远程服务提供者`` `` socket = ``new Socket();`` ``socket.connect(addr); ``// 3.将远程服务调用所需的接口类、方法名、参数列表等编码后发送给服务提供者`` `` output = ``new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());`` ``output.writeUTF(serviceInterface.getName());`` ``output.writeUTF(method.getName());`` ``output.writeObject(method.getParameterTypes());`` ``output.writeObject(args); ``// 4.同步阻塞等待服务器返回应答，获取应答后返回`` `` input = ``new ObjectInputStream(socket.getInputStream());`` ``return input.readObject();`` `` } ``finally {`` ``if (socket != ``null``) socket.close();`` ``if (output != ``null``) output.close();`` ``if (input != ``null``) input.close();`` ``}`` ``}`` ``});`` ``}``}

最后为测试类：

123456789101112131415161718 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"``));`` ``}``}

运行结果：

123	regeist service HelloService``start server`` Hi, ``test

四、总结

RPC本质为消息处理模型，RPC屏蔽了底层不同主机间的通信细节，让进程调用远程的服务就像是本地的服务一样。

五、可以改进的地方

这里实现的简单RPC框架是使用Java语言开发，与Java语言高度耦合，并且通信方式采用的Socket是基于BIO实现的，IO效率不高，还有Java原生的序列化机制占内存太多，运行效率也不高。可以考虑从下面几种方法改进。

可以采用基于JSON数据传输的RPC框架；
可以使用NIO或直接使用Netty替代BIO实现；
使用开源的序列化机制，如Hadoop Avro与Google protobuf等；
服务注册可以使用Zookeeper进行管理，能够让应用更加稳定。

Java实现简单的RPC框架