众所周知,dubbo 底层使用了 Netty 作为网络通讯框架,而 Netty 的高性能我们之前也分析过源码,对他也算还是比较了解了。
今天我们就自己用 Netty 实现一个简单的 RPC 框架。
1需求
模仿 dubbo,消费者和提供者约定接口和协议,消费者远程调用提供者,提供者返回一个字符串,消费者打印提供者返回的数据。底层网络通信使用 Netty 4.1.16。
2设计
创建一个接口,定义抽象方法。用于消费者和提供者之间的约定。
创建一个提供者,该类需要监听消费者的请求,并按照约定返回数据。
创建一个消费者,该类需要透明的调用自己不存在的方法,内部需要使用 Netty 请求提供者返回数据。
3实现
1. 创建 maven 项目,导入 Netty 4.1.16。
<groupId>cn.thinkinjava</groupId><artifactId>rpc-demo</artifactId><version>1.0-SNAPSHOT</version><dependencies><dependency><groupId>ty</groupId><artifactId>netty-all</artifactId><version>4.1.16.Final</version></dependency>
2. 项目目录结构如下:
3. 设计接口
一个简单的 hello world:
publicinterfaceHelloService { Stringhello(Stringmsg);}
4. 提供者相关实现
4.1. 首先实现约定接口,用于返回客户端数据:
/*** 实现类*/publicclassHelloServiceImplimplementsHelloService{ publicString hello(String msg) { returnmsg !=null? msg +" -----> I am fine.":"I am fine.";}}
4.2. 实现 Netty 服务端和自定义 handler
启动 Netty Server 代码:
privatestaticvoidstartServer0(String hostName,intport){ try{ServerBootstrap bootstrap =newServerBootstrap();NioEventLoopGroup eventLoopGroup =newNioEventLoopGroup();bootstrap.group(eventLoopGroup).channel(NioServerSocketChannel.class).childHandler(newChannelInitializer<SocketChannel>() {@OverrideprotectedvoidinitChannel(SocketChannel ch)throwsException{ChannelPipeline p = ch.pipeline();p.addLast(newStringDecoder());p.addLast(newStringEncoder());p.addLast(newHelloServerHandler());}});bootstrap.bind(hostName, port).sync();}catch(InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}
上面的代码中添加了 String类型的编解码 handler,添加了一个自定义 handler。
自定义 handler 逻辑如下:
/*** 用于处理请求数据*/publicclassHelloServerHandlerextendsChannelInboundHandlerAdapter { @OverridepublicvoidchannelRead(ChannelHandlerContext ctx,Objectmsg) { // 如何符合约定,则调用本地方法,返回数据if(msg.toString().startsWith(ClientBootstrap.providerName)) {Stringresult =newHelloServiceImpl().hello(msg.toString().substring(msg.toString().lastIndexOf("#") +1));ctx.writeAndFlush(result);}}}
这里显示判断了是否符合约定(并没有使用复杂的协议,只是一个字符串判断),然后创建一个具体实现类,并调用方法写回客户端。
还需要一个启动类:
publicclassServerBootstrap{publicstaticvoidmain(String[] args){NettyServer.startServer("localhost",8088);}}
好,关于提供者的代码就写完了,主要就是创建一个 netty 服务端,实现一个自定义的 handler,自定义 handler 判断是否符合之间的约定(算是协议吧),如果符合,就创建一个接口的实现类,并调用他的方法返回字符串。
5. 消费者相关实现
消费者有一个需要注意的地方,就是调用需要透明,也就是说,框架使用者不用关心底层的网络实现。这里我们可以使用 JDK 的动态代理来实现这个目的。
思路:客户端调用代理方法,返回一个实现了 HelloService 接口的代理对象,调用代理对象的方法,返回结果。
我们需要在代理中做手脚,当调用代理方法的时候,我们需要初始化 Netty 客户端,还需要向服务端请求数据,并返回数据。
5.1. 首先创建代理相关的类
publicclassRpcConsumer{ privatestaticExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors()); privatestaticHelloClientHandler client; /*** 创建一个代理对象*/publicObjectcreateProxy(final Class<?> serviceClass, final String providerName){ returnProxy.newProxyInstance(Thread.currentThread().getContextClassLoader(), newClass<?>[]{serviceClass}, (proxy, method, args) -> {if(client ==null) {initClient();}// 设置参数client.setPara(providerName + args[0]);returnexecutor.submit(client).get();});} /*** 初始化客户端*/privatestaticvoidinitClient(){client =newHelloClientHandler();EventLoopGroupgroup=newNioEventLoopGroup();Bootstrap b =newBootstrap();b.group(group).channel(NioSocketChannel.class).option(ChannelOption.TCP_NODELAY,true).handler(newChannelInitializer<SocketChannel>() {@OverridepublicvoidinitChannel(SocketChannel ch) throws Exception{ChannelPipeline p = ch.pipeline();p.addLast(newStringDecoder());p.addLast(newStringEncoder());p.addLast(client);}}); try{b.connect("localhost",8088).sync();}catch(InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}
该类有 2 个方法,创建代理和初始化客户端。
初始化客户端逻辑:创建一个 Netty 的客户端,并连接提供者,并设置一个自定义 handler,和一些 String 类型的编解码器。
创建代理逻辑:使用 JDK 的动态代理技术,代理对象中的 invoke 方法实现如下:如果 client 没有初始化,则初始化 client,这个 client 既是 handler ,也是一个 Callback。将参数设置进 client ,使用线程池调用 client 的 call 方法并阻塞等待数据返回。
看看 HelloClientHandler 的实现:
publicclassHelloClientHandlerextendsChannelInboundHandlerAdapterimplementsCallable{ privateChannelHandlerContext context; privateString result; privateString para; @OverridepublicvoidchannelActive(ChannelHandlerContext ctx){context = ctx;} /*** 收到服务端数据,唤醒等待线程*/@OverridepublicsynchronizedvoidchannelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg){result = msg.toString();notify();} /*** 写出数据,开始等待唤醒*/@OverridepublicsynchronizedObjectcall()throwsInterruptedException{context.writeAndFlush(para);wait(); returnresult;} voidsetPara(String para){ this.para = para;}}
该类缓存了 ChannelHandlerContext,用于下次使用,有两个属性:返回结果和请求参数。
当成功连接后,缓存 ChannelHandlerContext,当调用 call 方法的时候,将请求参数发送到服务端,等待。当服务端收到并返回数据后,调用 channelRead 方法,将返回值赋值个 result,并唤醒等待在 call 方法上的线程。此时,代理对象返回数据。
再看看设计的测试类:
publicclassClientBootstrap{ publicstaticfinalString providerName ="HelloService#hello#"; publicstaticvoidmain(String[] args)throwsInterruptedException{RpcConsumer consumer =newRpcConsumer(); // 创建一个代理对象HelloService service = (HelloService) consumer.createProxy(HelloService.class, providerName); for(; ; ) {Thread.sleep(1000);System.out.println(service.hello("are you ok ?"));}}}
测试类首先创建了一个代理对象,然后每隔一秒钟调用代理的 hello 方法,并打印服务端返回的结果。
测试结果
成功打印。
4总结
看了这么久的 Netty 源码,我们终于实现了一个自己的 Netty 应用,虽然这个应用很简单,甚至代码写的有些粗糙,但功能还是实现了,RPC 的目的就是允许像调用本地服务一样调用远程服务,需要对使用者透明,于是我们使用了动态代理。并使用 Netty 的 handler 发送数据和响应数据,完成了一次简单的 RPC 调用。
当然,还是那句话,代码比较简单,主要是思路,以及了解 RPC 底层的实现。
作者:莫那鲁道
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