常用的RPC框架
原創Simple_Yang92 最後發佈於2018-02-05 15:32:11 閱讀數 24036 收藏
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1. 爲什麼要使用RPC？
RPC（remote procedure call）是指遠程過程調用，比如兩臺服務器A和B，A服務器上部署一個應用，B服務器上部署一個應用，A服務器上的應用想調用B服務器上的應用提供的接口，由於不在一個內存空間，不能直接調用，所以需要通過網絡來表達調用的語義和傳達調用的數據。
RPC（remote procedure call，遠程過程調用）：
首先，要解決通訊的問題，主要是通過客戶端和服務器端之間建立TCP連接，遠程過程調用的所有交換的數據都在這個連接裏傳輸。連接可以是按需連接，調用結束後就斷掉，也可以是長連接，多個遠程過程調用共享一個連接。
第二，要解決尋址的問題，A服務器上的應用要調用B服務器上的應用，A服務器上的應用需要通過底層RPC框架得知：如何連接到B服務器（主機或IP地址）以及特定的端口，方法的名稱等信息，這樣才能完成調用。
第三，A服務器上的應用發起遠程調用時，方法的參數需要通過底層的網絡協議如TCP傳遞到B服務器，由於網絡協議是基於二進制的，內存中的參數需要序列化成二進制形式，然後再通過尋址和傳輸將序列化的二進制發送給B服務器。
第四：B服務器收到請求後，需要進行反序列化，恢復爲內存中的表達方式，然後找到對應的方法進行本地調用並返回，序列化返回值併發送給A服務器。
第五：A服務器收到B服務器的返回值後，進行反序列化，恢復爲內存中的表達方式，然後交給A服務器上的應用進行處理。
以上參考： 誰能用通俗的語言解釋一下什麼是 RPC 框架？
RPC的協議有很多，比如Java RMI、WebService的RPC風格、Hession、Thrift、REST API
2. RPC、RMI、SOAP、REST的區別
RMI(remote method invocation，面向對象的遠程方法調用)
RPC（remote procedure call，遠程過程調用）
SOAP(simple object access protoal，簡單對象訪問協議)
REST(representational state transfer，表達性狀態轉移)
可以都理解爲調用遠程方法的一些通信技術“風格”：
· RMI就好比它是本地工作，採用tcp/ip協議，客戶端直接調用服務端上的一些方法。優點是強類型，編譯期可檢查錯誤，缺點是隻能基於JAVA語言，客戶機與服務器緊耦合。
· RPC是一個泛化的概念，嚴格來說一切遠程過程調用手段都屬於rpc範疇，包括rmi、hessian、soap、thrift、protobuf等等。
· SOAP是在XML-RPC基礎上，使用標準的XML描述了RPC的請求信息（URI/類/方法/參數/返回值）。因爲XML-RPC只能使用有限的數據類型種類和一些簡單的數據結構，SOAP能支持更多的類型和數據結構。優點是跨語言，非常適合異步通信和針對松耦合的C/S，缺點是必須做很多運行時檢查。
· REST一般用來和SOAP做比較，它採用簡單的URL方式來代替一個對象，優點是輕量，可讀性較好，不需要其他類庫支持，缺點是URL可能會很長，不容易解析。
3. Java RMI
Java RMI（Romote Method Invocation）是一種基於Java的遠程方法調用技術，是Java特有的一種RPC實現。它能夠部署在不同主機上的Java對象之間進行透明的通信與方法調用。
RMI工作原理：
首先，在一個JVM中啓動rmiregistry服務，啓動時可以指定服務監聽的端口，也可以使用默認的端口。
其次，RMIServer在本地先實例化一個提供服務的實現類，然後通過RMI提供的Naming，Context，Registry等類的bind或rebind方法將剛纔實例化好的實現類註冊到RMIService上並對外暴露一個名稱。
最後，RMIClient通過本地的接口和一個已知的名稱（即RMIServer暴露出的名稱）再使用RMI提供的Naming，Context，Registry等類的lookup方法從RMIService那拿到實現類。這樣雖然本地沒有這個類的實現類，但所有的方法都在接口裏了，想怎麼調就怎麼調。
RMI 採用stubs 和 skeletons 來進行遠程對象(remote object)的通訊。stub 充當遠程對象的客戶端代理，有着和遠程對象相同的遠程接口，遠程對象的調用實際是通過調用該對象的客戶端代理對象stub來完成的，通過該機制RMI就好比它是本地工作，採用tcp/ip協議，客戶端直接調用服務端上的一些方法。優點是強類型，編譯期可檢查錯誤，缺點是隻能基於Java語言，客戶機與服務器緊耦合。
具體RMI的原理可參考：java RMI原理詳解
深入理解rmi原理
RMI使用Demo：
定義RMI對外服務接口：RMI接口方法定義必須顯示聲明拋出RemoteException異常。
package com.yyy.RMIDemo.java.server;
import java.rmi.Remote;
import java.rmi.RemoteException;
/**
* RMI對外服務接口
* @author
*
*/
public interface HelloService extends Remote{
public String sayHello(String someone) throws RemoteException;
}
服務端接口實現：服務端方法實現必須繼承UnicastRemoteObject類，該類定義了服務調用方與服務提供方對象實例，並建立一對一的連接。
package com.yyy.RMIDemo.java.server;
import java.rmi.RemoteException;
import java.rmi.server.UnicastRemoteObject;
/**
* 服務器端接口實現
* @author
*
*/
public class HelloServiceImpl extends UnicastRemoteObject implements HelloService {
private static final long serialVersionUID = 4176511759435216154L;
protected HelloServiceImpl() throws RemoteException {
super();
// TODO Auto-generated constructor stub
}
@Override
public String sayHello(String someone) throws RemoteException {
// TODO Auto- generated method stub
return "Hello" + someone;
}
}
RMI的通信端口是隨機產生的，因此有可能被防火牆攔截，爲了防止被防火牆攔截，需要強制指定RMI的通信端口。一般通過自定義一個RMISocketFactory類來實現，代碼如下：
package com.yyy.RMIDemo.java.server;
import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.rmi.server.RMISocketFactory;
public class CustomerSocketFactory extends RMISocketFactory{
@Override
public ServerSocket createServerSocket(int port) throws IOException {
// TODO Auto-generated method stub
if (port == 0) {
port = 8051;
}
System.out.println("rmi notify port : " + port);
return new ServerSocket(port);
}
//指定通信端口，防止被防火牆攔截
@Override
public Socket createSocket(String host, int port) throws IOException {
// TODO Auto-generated method stub
return new Socket(host, port);
}
}
服務端RMI服務啓動：
package com.yyy.RMIDemo.java.server;
import java.rmi.Naming;
import java.rmi.registry.LocateRegistry;
import java.rmi.server.RMISocketFactory;
public class ServerMain {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//創建服務
HelloService helloService = new HelloServiceImpl();
//註冊服務
LocateRegistry.createRegistry(8801);
//指定通信端口，防止被防火牆攔截
RMISocketFactory.setSocketFactory(new CustomerSocketFactory());
Naming.bind("rmi://localhost:8801/helloService", helloService);
System.out.println("ServceMain provide service now");
}
}
客戶端遠程調用RMI服務代碼：
package com.yyy.RMIDemo.java.client;
import java.rmi.Naming;
import com.yyy.RMIDemo.java.server.HelloService;
public class ClientMain {
public static void main(String[] args) throws Exception {
HelloService helloService =
(HelloService)Naming.lookup("rmi://localhost:8801/helloService");
System.out.println("RMI 客戶端接收到的結果是:" + helloService.sayHello("RMI"));
}
}
先運行服務器端程序ServerMain，然後運行ClinetMain，運行結果如下：
RMI 客戶端接收到的結果是:HelloRMI
4. Hessian
Hessian 是由 caucho 提供的一個基於 binary-RPC 實現的遠程通訊 library 。Hessian基於Http協議進行傳輸。
Binary-RPC 是一種和 RMI 類似的遠程調用的協議，它和 RMI 的不同之處在於它以標準的二進制格式來定義請求的信息 ( 請求的對象、方法、參數等 ) ，這樣的好處是什麼呢，就是在跨語言通訊的時候也可以使用。傳輸協議基於TCP。
Hessian可通過Servlet提供遠程服務，需要將匹配某個模式的請求映射到Hessian服務。也可Spring框架整合，通過它的DispatcherServlet可以完成該功能，DispatcherServlet可將匹配模式的請求轉發到Hessian服務。Hessian的server端提供一個servlet基類, 用來處理髮送的請求，而Hessian的這個遠程過程調用，完全使用動態代理來實現的,，建議採用面向接口編程，Hessian服務通過接口暴露。
Hessian處理過程示意圖：
客戶端——>序列化寫到輸出流——>遠程方法(服務器端)——>序列化寫到輸出流 ——>客戶端讀取輸入流——>輸出結果
Spring + Hessian實現服務器端的demo：
在工程中導入hessian的jar包
在web.xml中，我們配置SpringMVC的DispatcherServlet：
<!-- Spring hessian servlet -->
<servlet>
<servlet-name>hessian</servlet-name>
<servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet-class>
<init-param>
<param-name>contextConfigLocation</param-name>
<param-value>classpath:spring-hessian.xml</param-value>
</init-param>
<load-on-startup>1</load-on-startup>
<async-supported>true</async-supported>
</servlet>
<servlet-mapping>
<servlet-name>hessian</servlet-name>
<url-pattern>/pubservice/*</url-pattern>
</servlet-mapping>
spring-hessian.xml的配置：
<bean id="/testService" class="com.example.platform.hession.MyHessianServiceExporter">
<property name="service" ref="testServiceImpl" />
<property name="serviceInterface" value="com.xinwei.platform.pubservice.TestService" />
</bean>
使用了org.springframework.remoting.caucho.HessianServiceExporter來發布服務。將程序部署在tomcat中。如果我們想從HessianServiceExporter的handleRequest方法中可以獲得客戶端request，那我們就會有很多種方法得到此request；Aop方式或重寫方法，我們採用重寫的方式：
/**
*
*/
package com.example.platform.hession;
import javax.servlet.ServletRequest;
/**
* Hession service線程上下文，用以線程安全地保存客戶端request
* @author yangyunyun
*
*/
public class HessionContext {
private ServletRequest request;
private static final ThreadLocal<HessionContext> localContext
= new ThreadLocal<HessionContext>(){
@Override
public HessionContext initialValue(){
return new HessionContext();
}
};
private HessionContext(){
}
public static ServletRequest getRequest() {
return localContext.get().request;
}
public static void setRequest(ServletRequest request) {
localContext.get().request = request;
}
public static void clear() {
localContext.get().request = null;
}
}
自定義類:
/**
*
*/
import java.io.IOException;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.remoting.caucho.HessianExporter;
import org.springframework.web.HttpRequestHandler;
import org.springframework.web.HttpRequestMethodNotSupportedException;
import org.springframework.web.util.NestedServletException;
/**
* @author
*
*/
public class MyHessianServiceExporter extends HessianExporter implements HttpRequestHandler {
private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(InmpServiceExporter.class);
@Override
public void handleRequest(HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException {
// TODO Auto-generated method stub
if (!"POST".equals(request.getMethod())){
throw new HttpRequestMethodNotSupportedException(
request.getMethod(), new String[]{"POST"},
"HessionSeriviceExporter only supports POST requests");
}
response.setContentType(CONTENT_TYPE_HESSIAN);
try {
//保存request到Hession線程上下文
HessionContext.setRequest(request);
invoke(request.getInputStream(), response.getOutputStream());
} catch (Throwable ex) {
// TODO: handle exception
logger.error("Hession skeleton invocation failed");
throw new NestedServletException("Hession skeleton invocation failed", ex);
} finally{
HessionContext.clear();
}
}
}
Service開發中就可以直接使用 HessianContext.getRequest(); 來獲得客戶端的request了，所有的客戶端信息隨你所用了，而且是線程安全的。
服務器端服務接口：
package com.example.platform.pubservice;
public interface TestService {
public String sayHello(String datas);
}
接口實現類：
package com.example.platform.pubservice.impl;
import com.example.platform.pubservice.TestService;
public class TestServiceImpl extends InmpHessianHandle implements TestService{
@Override
public String sayHello(String datas) {
// TODO Auto-generated method stub
return "Hello " + datas;
}
}
client調用：
public class TestClient {
public static void main(String[] args) {
try {
String url = "http://localhost:8080/HessianDemo/pubservice/testService";
HessianProxyFactory factory = new HessianProxyFactory();
factory.setOverloadEnabled(true);
TestService testService = (TestService) factory.create(TestService.class, url);
System.out.println(basic.sayHello("SW"));
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}
}
}
Hessian的原理以及使用請參考： Hessian的使用以及理解
5. WebService
WebService是一種跨平臺的RPC技術協議。WebService技術棧由SOAP（簡單對象訪問協議）、UDDI（統一描述、發現與集成）、WSDL（網絡服務描述語言：用來描述Service、以及如何訪問WebService）組成。SOAP是一種使用XML進行數據編碼的通信協議。獨立於平臺、獨立於語言，簡單可擴展。
WebService常用的兩種實現：CXF和Axis2
詳解見 從零開始寫分佈式服務框架 1.3小節
目前三種主流的web服務實現方法：
REST（新型）：表象化狀態轉變 (軟件架構風格）RESTEasy、Wink、CXF、Axis2…….
SOAP（比較成熟）：簡單對象訪問協議 Xfire、Axis2、CXF、Axis1
XML-RPC（淘汰）：遠程過程調用協議（慢慢被soap 所取代）
1、Java開發WebService最重要的兩個規範：
JSR-224 (JAX-WS：Java API for XML-Based Web Services ) ，主要使用soap協議，使用wsdl來描述；
JSR-311 (JAX-RS：The Java API for RESTful Web Services)，簡化了 web service 的設計，它不再需要 wsdl ，也不再需要 soap 協議，而是通過最簡單的 http 協議傳輸數據 ( 包括 xml 或 json) 。既簡化了設計，也減少了網絡傳輸量（因爲只傳輸代表數據的 xml 或 json ，沒有額外的 xml 包裝）。
JAX-WS是針對WebService。而JAX-RS是針對RESTful HTTP Service。
RESTful HTTP Service相關介紹可以參考：RESTful Service API 設計最佳工程實踐和常見問題解決方案
JAX-WS與JAX-RS兩者是不同風格的SOA架構。前者以動詞爲中心，指定的是每次執行函數。而後者以名詞爲中心，每次執行的時候指的是資源。
JAX-RS是JAVA EE6 引入的一個新技術。是一個Java 編程語言的應用程序接口，支持按照表述性狀態轉移(REST)架構風格創建Web服務。JAX-RS使用了Java SE5引入的Java標註來簡化Web服務的客戶端和服務端的開發和部署。
JAX-WS規範是一組XML web services的JAVA API，JAX-WS允許開發者可以選擇RPC-oriented或者message-oriented 來實現自己的web services。
支持JAX-WS服務規範的框架有：CXF，Axis，Xfire。結合java語言均可可實現JAX-WS
支持JAX-RS服務規範的框架有：
1.CXF——XFire和Celtix的合併
2.Jersey——Sun公司的JAX-RS參考實現。
3.RESTEasy——JBoss的JAX-RS項目。
4.Restlet——也許是最早的REST框架了，它JAX-RS之前就有了。
在分佈式服務框架中，除了實現RPC的特性以外，還包括負載均衡策略以及實現，服務的註冊、發佈與引入。服務的高可用策略以及服務治理等特性。
RESTful架構風格參考：RESTful 架構風格概述
RESTful Web 服務：教程