RPC全称为remote procedure call，即远程过程调用。实现对远程服务的调用，像在自己服务里调用方法一样。

如上图，RPC要做的就是把除了1,6外，其他步骤封装起来。

在java中，已经有方式实现了远程调用。就是java JMI。它的实现依赖于Java虚拟机，因

此它仅支持从一个 JVM 到另一个 JVM 的调用。

一：java RMI

Java RMI，即远程方法调用(Remote Method Invocation)，一种用于实现远程过程调用的Java API(RPCRemote procedure call)，能直接传输序列化后的Java对象。它的实现依赖于Java虚拟机，因此它仅支持从一个JVM到另一个JVM的调用。

代码实现一个查用户的方法：

import com.lagou.edu.service.impl.UserServiceImpl;
import java.rmi.RemoteException;
import java.rmi.registry.LocateRegistry;
import java.rmi.registry.Registry;

/*** 服务端 */
public class RMIServer {

    public static void main(String[] args) {
        try {//1.注册Registry实例. 绑定端口
            Registry registry = LocateRegistry.createRegistry(9998);
            //2.创建远程对象
            IUserService userService = new UserServiceImpl();
            //3.将远程对象注册到RMI服务器上即(服务端注册表上)
            registry.rebind("userService", userService);
            System.out.println("---RMI服务端启动成功----");
        } catch (RemoteException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

import com.lagou.edu.pojo.User;
import com.lagou.edu.service.IUserService;
import java.rmi.NotBoundException;
import java.rmi.RemoteException;
import java.rmi.registry.LocateRegistry;
import java.rmi.registry.Registry;

/*** 客户端 */
public class RMIClient {

    public static void main(String[] args)
        throws RemoteException, NotBoundException {
        //1.获取Registry实例
        Registry registry = LocateRegistry.getRegistry("127.0.0.1", 9998);
        //2.通过Registry实例查找远程对象
        IUserService userService = (IUserService) registry.lookup("userService");
        User user = userService.getById(2);
        System.out.println(user.getId() + "----" + user.getName());
    }
}

import com.lagou.edu.pojo.User;
import java.rmi.Remote;
import java.rmi.RemoteException;

public interface IUserService extends Remote {

    User getById(int id) throws RemoteException;
}

import com.lagou.edu.pojo.User;
import com.lagou.edu.service.IUserService;
import java.rmi.RemoteException;
import java.rmi.server.UnicastRemoteObject;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class UserServiceImpl extends UnicastRemoteObject implements IUserService {

    Map<Object, User> userMap = new HashMap();

    public UserServiceImpl() throws RemoteException {
        super();
        User user1 = new User();
        user1.setId(1);
        user1.setName("张三");
        User user2 = new User();
        user2.setId(2);
        user2.setName("李四");
        userMap.put(user1.getId(), user1);
        userMap.put(user2.getId(), user2);
    }

    @Override
    public User getById(int id) throws RemoteException {
        return userMap.get(id);
    }
}

实际项目中不会用到RMI，因为不会真正去关心别人服务器的ip等信息是什么，也不会自己去维护。使用的还是如dubbo框架这种，基于Netty实现的通信。下面模拟自定义一个。

需求: 客户端远程调用服务端提供根据ID查询user对象的方法.

1. 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 ,

2. 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

3. 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 进行数据通信

4. 提供者与消费者数据传输使用 json 字符串数据格式

5. 提供者使用 netty 集成 spring boot 环境实现

1、自定义注解：

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import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;

/*** 对外暴露服务接口 */
@Target(ElementType.TYPE) // 用于接口和类上 
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)// 在运行时可以获取到
public @interface RpcService {

}

2、服务端实现类：

import com.lagou.edu.annotation.RpcService;
import com.lagou.edu.pojo.User;
import com.lagou.edu.service.IUserService;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import org.springframework.stereotype.Service;

//该注解表示要注册到注册中心
@RpcService
@Service
public class UserServiceImpl implements IUserService {

    Map<Object, User> userMap = new HashMap();

    @Override
    public User getById(int id) {
        if (userMap.size() == 0) {
            User user1 = new User();
            user1.setId(1);
            user1.setName("张三");
            User user2 = new User();
            user2.setId(2);
            user2.setName("李四");
            userMap.put(user1.getId(), user1);
            userMap.put(user2.getId(), user2);
        }
        return userMap.get(id);
    }

}

二：Netty模拟dubbo框架实现

核心架构图：

api层：

定义接口，出参和入参

IUserService:

import com.lagou.rpc.pojo.User;

/**
 * 用户服务
 */
public interface IUserService {

    /**
     * 根据ID查询用户
     *
     * @param id
     * @return
     */
    User getById(int id);
}

实体：

import lombok.Data;

@Data
public class User {
    private int id;
    private String name;
}

入参：

/**
 * 封装的请求对象
 */
@Data
public class RpcRequest {

    /**
     * 请求对象的ID
     */
    private String requestId;
    /**
     * 类名
     */
    private String className;
    /**
     * 方法名
     */
    private String methodName;
    /**
     * 参数类型
     */
    private Class<?>[] parameterTypes;
    /**
     * 入参
     */
    private Object[] parameters;

}

出参：

/**
 * 封装的响应对象
 */
@Data
public class RpcResponse {

    /**
     * 响应ID
     */
    private String requestId;

    /**
     * 错误信息
     */
    private String error;

    /**
     * 返回的结果
     */
    private Object result;

}

服务端：

注解RpcService：

import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;

/**
 * 对外暴露服务接口
 */
@Target(ElementType.TYPE) // 用于接口和类上
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)// 在运行时可以获取到
public @interface RpcService {
}

接口实现类：

import com.lagou.rpc.api.IUserService;
import com.lagou.rpc.pojo.User;
import com.lagou.rpc.provider.anno.RpcService;
import org.springframework.stereotype.Service;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

@RpcService
@Service
public class UserServiceImpl implements IUserService {
    Map<Object, User> userMap = new HashMap();

    @Override
    public User getById(int id) {
        if (userMap.size() == 0) {
            User user1 = new User();
            user1.setId(1);
            user1.setName("张三");
            User user2 = new User();
            user2.setId(2);
            user2.setName("李四");
            userMap.put(user1.getId(), user1);
            userMap.put(user2.getId(), user2);
        }
        return userMap.get(id);
    }
}

服务端Netty启动类

package com.lagou.rpc.provider.server;

import com.lagou.rpc.provider.handler.RpcServerHandler;
import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.ChannelPipeline;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;
import io.netty.handler.codec.string.StringDecoder;
import io.netty.handler.codec.string.StringEncoder;
import org.springframework.beans.factory.DisposableBean;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;

/**
 * 启动类
 */
@Service
public class RpcServer implements DisposableBean {

    private NioEventLoopGroup bossGroup;

    private NioEventLoopGroup workerGroup;

    @Autowired
    RpcServerHandler rpcServerHandler;


    public void startServer(String ip, int port) {
        try {
            //1. 创建线程组
            bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
            workerGroup = new NioEventLoopGroup();
            //2. 创建服务端启动助手
            ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();
            //3. 设置参数
            serverBootstrap.group(bossGroup, workerGroup)
                    .channel(NioServerSocketChannel.class)
                    .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                        @Override
                        protected void initChannel(SocketChannel channel) throws Exception {
                            ChannelPipeline pipeline = channel.pipeline();
                            //添加String的编解码器
                            pipeline.addLast(new StringDecoder());
                            pipeline.addLast(new StringEncoder());
                            //业务处理类
                            pipeline.addLast(rpcServerHandler);
                        }
                    });
            //4.绑定端口(要同步阻塞等待)
            ChannelFuture sync = serverBootstrap.bind(ip, port).sync();
            System.out.println("==========服务端启动成功==========");
            //channel也要同步阻塞等待
            sync.channel().closeFuture().sync();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (bossGroup != null) {
                bossGroup.shutdownGracefully();
            }

            if (workerGroup != null) {
                workerGroup.shutdownGracefully();
            }
        }
    }


    @Override
    public void destroy() throws Exception {
        if (bossGroup != null) {
            bossGroup.shutdownGracefully();
        }

        if (workerGroup != null) {
            workerGroup.shutdownGracefully();
        }
    }
}

业务处理类RpcServerHandler：

该类的作用是：

1、将所有自定义注解的类缓存到map，key就是接口的名称

2、根据请求方参数的接口名找到map中具体实现类，再根据其他参数反射调用方法。

package com.lagou.rpc.provider.handler;

import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.lagou.rpc.common.RpcRequest;
import com.lagou.rpc.common.RpcResponse;
import com.lagou.rpc.provider.anno.RpcService;
import io.netty.channel.ChannelHandler;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.SimpleChannelInboundHandler;
import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.cglib.reflect.FastClass;
import org.springframework.cglib.reflect.FastMethod;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.ApplicationContextAware;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

/**
 * 服务端业务处理类
 * 1.将标有@RpcService注解的bean缓存
 * 2.接收客户端请求
 * 3.根据传递过来的beanName从缓存中查找到对应的bean
 * 4.解析请求中的方法名称. 参数类型 参数信息
 * 5.反射调用bean的方法
 * 6.给客户端进行响应
 */
@Component
@ChannelHandler.Sharable
public class RpcServerHandler extends SimpleChannelInboundHandler<String> implements ApplicationContextAware {

    private static final Map SERVICE_INSTANCE_MAP = new ConcurrentHashMap();

    /**
     * 1.将标有@RpcService注解的bean缓存
     *
     * @param applicationContext
     * @throws BeansException
     */
    @Override
    public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
        Map<String, Object> serviceMap = applicationContext.getBeansWithAnnotation(RpcService.class);
        if (serviceMap != null && serviceMap.size() > 0) {
            Set<Map.Entry<String, Object>> entries = serviceMap.entrySet();
            for (Map.Entry<String, Object> item : entries) {
                Object serviceBean = item.getValue();
                if (serviceBean.getClass().getInterfaces().length == 0) {
                    throw new RuntimeException("服务必须实现接口");
                }
                //默认取第一个接口作为缓存bean的名称
                String name = serviceBean.getClass().getInterfaces()[0].getName();
                SERVICE_INSTANCE_MAP.put(name, serviceBean);
            }
        }
    }

    /**
     * 通道读取就绪事件
     *
     * @param channelHandlerContext
     * @param msg
     * @throws Exception
     */
    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext channelHandlerContext, String msg) throws Exception {
        //1.接收客户端请求- 将msg转化RpcRequest对象
        RpcRequest rpcRequest = JSON.parseObject(msg, RpcRequest.class);
        RpcResponse rpcResponse = new RpcResponse();
        rpcResponse.setRequestId(rpcRequest.getRequestId());
        try {
            //业务处理
            rpcResponse.setResult(handler(rpcRequest));
        } catch (Exception exception) {
            exception.printStackTrace();
            rpcResponse.setError(exception.getMessage());
        }
        //6.给客户端进行响应
        channelHandlerContext.writeAndFlush(JSON.toJSONString(rpcResponse));

    }

    /**
     * 业务处理逻辑
     *
     * @return
     */
    public Object handler(RpcRequest rpcRequest) throws InvocationTargetException {
        // 3.根据传递过来的beanName从缓存中查找到对应的bean
        Object serviceBean = SERVICE_INSTANCE_MAP.get(rpcRequest.getClassName());
        if (serviceBean == null) {
            throw new RuntimeException("根据beanName找不到服务,beanName:" + rpcRequest.getClassName());
        }
        //4.解析请求中的方法名称. 参数类型 参数信息
        Class<?> serviceBeanClass = serviceBean.getClass();
        String methodName = rpcRequest.getMethodName();
        Class<?>[] parameterTypes = rpcRequest.getParameterTypes();
        Object[] parameters = rpcRequest.getParameters();
        //5.反射调用bean的方法- CGLIB反射调用
        FastClass fastClass = FastClass.create(serviceBeanClass);
        FastMethod method = fastClass.getMethod(methodName, parameterTypes);
        return method.invoke(serviceBean, parameters);
    }


}

服务端启动类：

package com.lagou.rpc.provider;

import com.lagou.rpc.provider.server.RpcServer;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.CommandLineRunner;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
public class ServerBootstrapApplication implements CommandLineRunner {


    @Autowired
    RpcServer rpcServer;

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ServerBootstrapApplication.class, args);
    }

    @Override
    public void run(String... args) throws Exception {
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                rpcServer.startServer("127.0.01", 8899);
            }
        }).start();
    }
}

注意：CommandLineRunner是springboot提供的，在spring初始化完成后执行。具体使用可参照：https://www.cnblogs.com/yanxiaoguo/p/16167221.html

客户端：

Netty启动类：

package com.lagou.rpc.consumer.client;

import com.lagou.rpc.consumer.handler.RpcClientHandler;
import io.netty.bootstrap.Bootstrap;
import io.netty.channel.*;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioSocketChannel;
import io.netty.handler.codec.string.StringDecoder;
import io.netty.handler.codec.string.StringEncoder;

import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;

/**
 * 客户端
 * 1.连接Netty服务端
 * 2.提供给调用者主动关闭资源的方法
 * 3.提供消息发送的方法
 */
public class RpcClient {

    private EventLoopGroup group;

    private Channel channel;

    private String ip;

    private int port;

    private RpcClientHandler rpcClientHandler = new RpcClientHandler();

    private ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();

    public RpcClient(String ip, int port) {
        this.ip = ip;
        this.port = port;
        initClient();
    }

    /**
     * 初始化方法-连接Netty服务端
     */
    public void initClient() {
        try {
            //1.创建线程组
            group = new NioEventLoopGroup();
            //2.创建启动助手
            Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
            //3.设置参数
            bootstrap.group(group)
                    .channel(NioSocketChannel.class)
                    .option(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, Boolean.TRUE)
                    .option(ChannelOption.CONNECT_TIMEOUT_MILLIS, 3000)
                    .handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                        @Override
                        protected void initChannel(SocketChannel channel) throws Exception {
                            ChannelPipeline pipeline = channel.pipeline();
                            //String类型编解码器
                            pipeline.addLast(new StringDecoder());
                            pipeline.addLast(new StringEncoder());
                            //添加客户端处理类
                            pipeline.addLast(rpcClientHandler);
                        }
                    });
            //4.连接Netty服务端
            channel = bootstrap.connect(ip, port).sync().channel();
        } catch (Exception exception) {
            exception.printStackTrace();
            if (channel != null) {
                channel.close();
            }
            if (group != null) {
                group.shutdownGracefully();
            }
        }
    }

    /**
     * 提供给调用者主动关闭资源的方法
     */
    public void close() {
        if (channel != null) {
            channel.close();
        }
        if (group != null) {
            group.shutdownGracefully();
        }
    }

    /**
     * 提供消息发送的方法
     */
    public Object send(String msg) throws ExecutionException, InterruptedException {
        rpcClientHandler.setRequestMsg(msg);
        Future submit = executorService.submit(rpcClientHandler);
        return submit.get();
    }
}

业务处理类RpcClientHandler：

package com.lagou.rpc.consumer.handler;

import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.SimpleChannelInboundHandler;

import java.util.concurrent.Callable;

/**
 * 客户端处理类
 * 1.发送消息
 * 2.接收消息
 */
public class RpcClientHandler extends SimpleChannelInboundHandler<String> implements Callable {

    ChannelHandlerContext context;
    //发送的消息
    String requestMsg;

    //服务端的消息
    String responseMsg;

    public void setRequestMsg(String requestMsg) {
        this.requestMsg = requestMsg;
    }

    /**
     * 通道连接就绪事件
     *
     * @param ctx
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        context = ctx;
    }

    /**
     * 通道读取就绪事件
     *
     * @param channelHandlerContext
     * @param msg
     * @throws Exception
     */
    @Override
    protected synchronized void channelRead0(ChannelHandlerContext channelHandlerContext, String msg) throws Exception {
        responseMsg = msg;
        //唤醒等待的线程
        notify();
    }

    /**
     * 发送消息到服务端
     *
     * @return
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public synchronized Object call() throws Exception {
        //消息发送
        context.writeAndFlush(requestMsg);
        //线程等待
        wait();
        return responseMsg;
    }
}

代理类：客户端真正调用接口时，每个客户端其实是用的接口的代理对象。

该代理类执行invoke方法时，才真正创建RpcClient对象去连接服务端进行通信。

package com.lagou.rpc.consumer.proxy;

import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.lagou.rpc.common.RpcRequest;
import com.lagou.rpc.common.RpcResponse;
import com.lagou.rpc.consumer.client.RpcClient;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.util.UUID;

/**
 * 客户端代理类-创建代理对象
 * 1.封装request请求对象
 * 2.创建RpcClient对象
 * 3.发送消息
 * 4.返回结果
 */
public class RpcClientProxy {

    public static Object createProxy(Class serviceClass) {
        return Proxy.newProxyInstance(Thread.currentThread().getContextClassLoader(),
                new Class[]{serviceClass}, new InvocationHandler() {
                    @Override
                    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                        //1.封装request请求对象
                        RpcRequest rpcRequest = new RpcRequest();
                        rpcRequest.setRequestId(UUID.randomUUID().toString());
                        rpcRequest.setClassName(method.getDeclaringClass().getName());
                        rpcRequest.setMethodName(method.getName());
                        rpcRequest.setParameterTypes(method.getParameterTypes());
                        rpcRequest.setParameters(args);
                        //2.创建RpcClient对象
                        RpcClient rpcClient = new RpcClient("127.0.0.1", 8899);
                        try {
                            //3.发送消息
                            Object responseMsg = rpcClient.send(JSON.toJSONString(rpcRequest));
                            RpcResponse rpcResponse = JSON.parseObject(responseMsg.toString(), RpcResponse.class);
                            if (rpcResponse.getError() != null) {
                                throw new RuntimeException(rpcResponse.getError());
                            }
                            //4.返回结果
                            Object result = rpcResponse.getResult();
                            return JSON.parseObject(result.toString(), method.getReturnType());
                        } catch (Exception e) {
                            throw e;
                        } finally {
                            rpcClient.close();
                        }

                    }
                });
    }
}

测试类：

package com.lagou.rpc.consumer;

import com.lagou.rpc.api.IUserService;
import com.lagou.rpc.consumer.proxy.RpcClientProxy;
import com.lagou.rpc.pojo.User;

/**
 * 测试类
 */
public class ClientBootStrap {
    public static void main(String[] args) {
        IUserService userService = (IUserService) RpcClientProxy.createProxy(IUserService.class);
        User user = userService.getById(1);
        System.out.println(user);
    }
}

客户端流程总结：

1、创建接口代理对象。

2、代理对象在调用invoke时，创建RpcClient对象。在RpcClient构造方法中，就会初始化Netty信息连接服务端。

3、调用RpcClient中的send方法，其实就是执行rpcClientHandler这个线程的call方法。

4、rpcClientHandler的call方法，就会发送和接受服务端消息。

上面就是自定义RPC的简单实现，Netty相关的东西，需要去回顾之前章节的学习。

【分布式-2】自定义RPC框架

一：java RMI

二：Netty模拟dubbo框架实现

api层：

服务端：

客户端：

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