這次我設計了一款TPS百萬級別的分佈式、高性能、可擴展的RPC框架

作者：冰河
博客地址：https://binghe001.github.io

大家好，我是冰河~~

沒錯，這次冰河又要搞事情了，這次準備下手的是RPC框架項目。爲什麼要對RPC框架項目下手呢，因爲在如今分佈式、微服務乃至雲原生不斷髮展的過程中，RPC作爲底層必不可少的通信組件，被廣泛應用在分佈式、微服務和雲原生項目中。

爲啥要開發RPC框架

事情是這樣的，在開發這個RPC框架之前，我花費了不少時間算是對Dubbo框架徹底研究透徹了。

冰河在擼透了Dubbo2.x和Dubbo3.x的源碼之後，本來想給大家寫一個Dubbo源碼解析的專欄。爲此，我其實私下準備了一個多月：畫流程圖、分析源碼、寫測試Demo，自己在看Dubbo源碼時，也爲Dubbo源碼添加了非常詳細的註釋。這裏，就包含Dubbo2.x和Dubbo3.x的源碼。

當我就這麼熬夜肝文一個多月後，突然發現一個問題：Dubbo經過多年不斷的迭代開發，它的源碼已經非常多了，如果以文章的形式將Dubbo的源碼面面俱到的分析到位，那還不知道要寫到何年何月去了。當我寫文章分析Dubbo的最新版本3.x時，可能寫到專欄的中後期Dubbo已經更新到4.x、5.x，設置有可能是6.x、7.x了。

與其這麼費勁吧咧的分析源碼，還不如從零開始帶着大家一起手擼一個能夠在實際生產環境使用的、分佈式、高性能、可擴展的RPC框架。這樣，大家也能夠直觀的感受到一個能夠在實際場景使用的RPC框架是如何一步步開發出來的。

相信大家在學完《RPC手擼專欄》後，自己再去看Dubbo源碼的話，就相對來說簡單多了。你說是不是這樣的呢？

你能學到什麼？

既然是整個專欄的開篇嘛，肯定是要告訴你在這個專欄中能夠學習到哪些實用的技術的。這裏，我就畫一張圖來直觀的告訴你在《RPC手擼專欄》能夠學到哪些技術吧。

《RPC手擼專欄》整體框架技術全貌如圖所示，加入星球后與冰河一起從零實現它，搞定它，當你緊跟冰河節奏搞定這個RPC框架後，你會發現：什麼Dubbo、什麼gRPC、什麼BRPC、什麼Hessian、什麼Tars、什麼Thrift、什麼motan、什麼hprose等等等等，市面上主流的RPC框架，對你來說就都不叫事兒了，跟緊冰河的節奏，你可以的。

相信小夥伴們看到《RPC手擼專欄》涉及到的知識點，應該能夠了解到咱們這個從零開始的《RPC手擼專欄》還是比較硬核的吧？

另外，咱這RPC項目支持同步調用、異步調用、回調和單向調用。

• 同步調用
  

• 異步調用

• 回調

• 單向調用

對，沒錯，咱們《RPC手擼專欄》最終實現的RPC框架的定位就是儘量可以在實際環境使用。通過這個專欄的學習，讓大家深入瞭解到能夠在實際場景使用的RPC框架是如何一步步開發出來的。

代碼結構

我將這個bhrpc項目的定位爲可在實際場景使用的、分佈式、高性能、可擴展的RPC框架，目前總體上已經開發並完善的功能達到60+個子項目，大家看圖吧。

項目大量使用了對標Dubbo的自定義SPI技術實現高度可擴展性，各位小夥伴可以根據自己的需要，按照SPI的設計要求添加自己實現的自定義插件。

演示效果

說了那麼多，咱們一起來看看這個RPC框架的使用效果吧，因爲咱們這個RPC框架支持的調用方式有：原生RPC調用、整合Spring(XML/註解)、整合SpringBoot、整合SpringCloud、整合SpringCloud Alibaba，整合Docker和整合K8S七種使用方式。

這裏，咱們就以 整合Spring註解的方式 來給大家演示下這個RPC框架。

RPC核心註解說明

爲了讓大家更好的瞭解這個RPC框架，我先給大家看下RPC框架的兩個核心註解，一個是RPC的服務提供者註解@RpcService，一個是RPC的服務調用者註解@RpcReference。

（1）服務提供者註解@RpcService的核心源碼如下所示。

/**
 * @author binghe
 * @version 1.0.0
 * @description bhrpc服務提供者註解
 */
@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Component
public @interface RpcService {

    /**
     * 接口的Class
     */
    Class<?> interfaceClass() default void.class;

    /**
     * 接口的ClassName
     */
    String interfaceClassName() default "";

    /**
     * 版本號
     */
    String version() default "1.0.0";

    /**
     * 服務分組，默認爲空
     */
    String group() default "";

    /**
     * 延遲發佈，預留
     */
    int delay() default 0;

    /**
     * 是否導出rpc服務，預留
     */
    boolean export() default true;
}

（2）服務調用者註解@RpcReference的核心源碼如下所示。

/**
 * @author binghe
 * @version 1.0.0
 * @description bhrpc服務消費者
 */
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.FIELD)
@Autowired
public @interface RpcReference {

    /**
     * 版本號
     */
    String version() default "1.0.0";

    /**
     * 註冊中心類型, 目前的類型包含：zookeeper、nacos、etcd、consul
     */
    String registryType() default "zookeeper";

    /**
     * 註冊地址
     */
    String registryAddress() default "127.0.0.1:2181";

    /**
     * 負載均衡類型，默認基於ZK的一致性Hash
     */
    String loadBalanceType() default "zkconsistenthash";

    /**
     * 序列化類型，目前的類型包含：protostuff、kryo、json、jdk、hessian2、fst
     */
    String serializationType() default "protostuff";

    /**
     * 超時時間，默認5s
     */
    long timeout() default 5000;

    /**
     * 是否異步執行
     */
    boolean async() default false;

    /**
     * 是否單向調用
     */
    boolean oneway() default false;

    /**
     * 代理的類型，jdk：jdk代理， javassist: javassist代理, cglib: cglib代理
     */
    String proxy() default "jdk";

    /**
     * 服務分組，默認爲空
     */
    String group() default "";
}

這裏，我只列出了服務提供者註解@RpcService和服務調用者註解@RpcReference的部分源碼，後續在RPC框架不斷完善的過程中，大家就可以慢慢看到源碼的全貌和其每個註解實現的功能。這裏，我就不詳細介紹了。

當然啦，在這個RPC框架實現的原生調用方式中，可以不用這些註解就能夠實現遠程調用。

效果演示

接口定義

定義兩個接口，分別爲HelloService和HelloPersonService，源碼如下所示。

• HelloService接口源碼

public interface HelloService {
    String hello(String name);
    String hello(Person person);
}

• HelloPersonService接口源碼

public interface HelloPersonService {
    List<Person> getTestPerson(String name,int num);
}

實現服務提供者demo

（1）創建HelloService接口和HelloPersonService接口的實現類HelloServiceImpl和HelloPersonServiceImpl，如下所示。

• HelloServiceImpl類源碼

@RpcService(interfaceClass = HelloService.class, version = "1.0.0")
public class HelloServiceImpl implements HelloService {

    @Override
    public String hello(String name) {
        return "Hello! " + name;
    }

    @Override
    public String hello(Person person) {
        return "Hello! " + person.getFirstName() + " " + person.getLastName();
    }
}

可以看到，在HelloServiceImpl類上添加了RPC服務提供者註解@RpcService，表示將其發佈爲一個RPC服務。

• HelloPersonServiceImpl類源碼

@RpcService(interfaceClass = HelloPersonService.class, version = "1.0.0")
public class HelloPersonServiceImpl implements HelloPersonService {
    @Override
    public List<Person> getTestPerson(String name, int num) {
        List<Person> persons = new ArrayList<>(num);
        for (int i = 0; i < num; ++i) {
            persons.add(new Person(Integer.toString(i), name));
        }
        return persons;
    }
}

可以看到，在HelloPersonServiceImpl類上添加了RPC服務提供者註解@RpcService，表示將其發佈爲一個RPC服務。

（2）創建服務提供者demo的配置類ServerConfig，在ServerConfig類中注入RegistryService註冊中心接口的實現類，以及RPC服務提供者的核心類RpcServer，如下所示。

/**
 * @author binghe
 * @version 1.0.0
 * @description 基於註解的配置類
 */
@Configuration
@ComponentScan(value = {"io.binghe.rpc.demo"})
@PropertySource(value = {"classpath:rpc.properties"})
public class SpringAnnotationProviderConfig {

    @Value("${registry.address}")
    private String registryAddress;

    @Value("${registry.type}")
    private String registryType;

    @Value("${registry.loadbalance.type}")
    private String registryLoadbalanceType;

    @Value("${server.address}")
    private String serverAddress;

    @Value("${reflect.type}")
    private String reflectType;

    @Bean
    public RpcSpringServer rpcSpringServer(){
        return new RpcSpringServer(serverAddress, registryAddress, registryType, registryLoadbalanceType, reflectType);
    }
}

（3）創建服務提供者demo的啓動類ServerTest，如下所示。

/**
 * @author binghe
 * @version 1.0.0
 * @description RPC整合Spring註解，服務提供者demo啓動類
 */
public class ServerTest {
    public static void main(String[] args){
        new AnnotationConfigApplicationContext(ServerConfig.class);
    }
}

實現服務調用者demo

（1）創建測試服務調用者的TestService接口，如下所示。

public interface TestService {
    void printResult();
}

（2）創建TestService接口的實現類TestServiceImpl，在TestServiceImpl類上標註Spring的@Service註解，並在TestServiceImpl類中通過@RpcReference註解注入HelloService接口的實現類和HelloPersonService接口的實現類，並實現TestService接口的printResult()方法，源碼如下所示。

/**
 * @author binghe
 * @version 1.0.0
 * @description 測試RPC服務調用者
 */
@Service
public class TestServiceImpl implements TestService {

    @RpcReference(version = "1.0.0", timeout = 3000, proxy = "javassist", isAsync = true)
    private HelloService helloService;
    
    @RpcReference(proxy = "cglib")
    private HelloPersonService helloPersonService;

    @Override
    public void printResult() {
        String result = helloService.hello("binghe");
        System.out.println(result);
        result = helloService.hello(new Person("binghe001", "binghe002"));
        System.out.println(result);
        System.out.println("=================================");
        List<Person> personList = helloPersonService.getTestPerson("binghe", 2);
        personList.stream().forEach(System.out::println);
    }
}

通過TestServiceImpl類的源碼我們可以看到，遠程調用HelloService接口的方法時使用的是javassist動態代理，遠程調用HelloPersonService接口時，使用的是cglib動態代理。

（3）創建服務調用者demo的配置類ClientConfig，如下所示。

@Configuration
@ComponentScan(value = {"io.binghe.rpc.*"})
@PropertySource(value = {"classpath:rpc.properties"})
public class ClientConfig {
}

（4）創建服務調用者demo的啓動類ClientTest，如下所示。

public class ClientTest {

    public static void main(String[] args){
        AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(ClientConfig.class);
        TestService testService = context.getBean(TestService.class);
        testService.printResult();
        context.close();
    }
}

啓動服務測試

（1）啓動Zookeeper，這裏，爲了演示簡單，就直接在我本機啓動單機Zookeeper好了，啓動後的效果如下圖所示。

（2）啓動服務提供者ServerTest類，啓動後輸出的日誌信息如下所示。

13:43:36,876  INFO ConnectionStateManager:228 - State change: CONNECTED
13:43:36,905  INFO RpcClient:79 - use cglib dynamic proxy...
13:43:36,942  INFO CuratorFrameworkImpl:235 - Starting
13:43:36,943  INFO ZooKeeper:868 - Initiating client connection, connectString=127.0.0.1:2181 

可以看到，服務提供者已經將發佈的服務註冊到了Zookeeper中。

（3）登錄Zookeeper客戶端查看Zookeeper中註冊的服務，如下所示。

• 查看HelloService接口發佈的服務信息

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 5] get /binghe_rpc/io.binghe.rpc.test.client.HelloService#1.0.0/65eb0d7f-4bf7-4a0a-bafc-1b7e0e030353

{"name":"io.binghe.rpc.test.client.HelloService#1.0.0","id":"65eb0d7f-4bf7-4a0a-bafc-1b7e0e030353","address":"127.0.0.1","port":18866,"sslPort":null,"payload":{"@class":"io.binghe.rpc.center.meta.ServiceMeta","serviceName":"io.binghe.rpc.test.client.HelloService","serviceVersion":"1.0.0","serviceAddr":"127.0.0.1","servicePort":18866},"registrationTimeUTC":1656135817627,"serviceType":"DYNAMIC","uriSpec":null,"enabled":true}

• 查看HelloPersonService接口發佈的服務信息

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 7] get /binghe_rpc/io.binghe.rpc.test.client.HelloPersonService#1.0.0/882a5cdb-f581-4a83-8d56-800a8f14e831

{"name":"io.binghe.rpc.test.client.HelloPersonService#1.0.0","id":"882a5cdb-f581-4a83-8d56-800a8f14e831","address":"127.0.0.1","port":18866,"sslPort":null,"payload":{"@class":"io.binghe.rpc.center.meta.ServiceMeta","serviceName":"io.binghe.rpc.test.client.HelloPersonService","serviceVersion":"1.0.0","serviceAddr":"127.0.0.1","servicePort":18866},"registrationTimeUTC":1656135817274,"serviceType":"DYNAMIC","uriSpec":null,"enabled":true}

通過Zookeeper客戶端可以看出，HelloService接口和HelloPersonService接口發佈的服務都已經被註冊到Zookeeper了。

（4）啓動服務提供者ClientTest類，實現RPC調用，輸出的日誌信息如下所示。

13:56:47,391  INFO ConnectionStateManager:228 - State change: CONNECTED
13:56:47,488  INFO RpcClient:76 - use javassist dynamic proxy...
13:56:47,518  INFO ConnectionStateManager:228 - State change: CONNECTED
13:56:47,545  INFO RpcClient:79 - use cglib dynamic proxy...
13:56:48,253  INFO RpcConsumer:85 - connect rpc server 127.0.0.1 on port 18866 success.
Hello! binghe
Hello! binghe001 binghe002
=================================
0 binghe
1 binghe

可以看到，在ClientTest類的命令行輸出了遠程調用的結果信息。並輸出了調用HelloService接口的遠程方法使用的是javassist動態代理。調用HelloPersonService接口的遠程方法使用的是cglib動態代理。

咱們一起手擼的RPC框架其實還有很多非常強大的功能，這裏，就不一一演示了，後面咱們都會一起手擼來實現它。

一點點建議

咱們這個專欄屬於實戰類型比較強的專欄，加上咱們一起從零開始手擼的RPC框架會涉及衆多的知識點。正所謂紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。冰河希望大家在學習這個專欄的時候勤動手，跟着專欄一起實現代碼。期間要多動腦，多總結，這樣才能夠加深對各項知識點的理解。切忌眼高手低，學了半天卻最終啥也沒學會。

好了，今天的開篇文章就到這兒吧，如果文章對你有點幫助，記得給冰河一鍵三連哦，歡迎將文章轉發給更多的小夥伴，冰河將不勝感激~~

一起出發

我會將《RPC手擼專欄》的源碼獲取方式放到知識星球中，同時在微信上會創建專門的知識星球羣，冰河會在知識星球上和星球羣裏解答球友的提問，關注冰河技術公號 回覆 星球 即可獲取優惠券。

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好了，今天就到這兒吧，我是冰河，我們下期見~~