深入理解RPC框架？
摘要：Rpc用于分布式系统各模块间的调用，文本介绍rpc的作用，执行流程，实现原理，rpc是服务中间件dubbo的底层实现
文章目录
1、什么是RPC？**
RPC是指远程过程调用，是一种进程间通信方式。它允许程序调用另一台机器的程序，而不必关注调用的细节
2、rpc作用
1、将核心业务抽取出来，作为独立的服务，形成稳定的服务中心，通过远程调用的方式对外提供服务
2、整合业务，提高复用，使前端应用能更快速的响应多变的市场需求
3、远程通讯：基于长连接的NIO框架抽象封装（netty），包括多种线程模型，序列化方式；
4、集群容错：提供基于接口方法的透明远程过程调用
5、动态提供服务：
动态查找服务地址：基于注册中心目录服务，使服务消费方能动态的查找服务提供方;
动态平滑的增减机器
业务场景：
1）要搭建一个新服务，免不了需要依赖他人的服务，而现在他人的服务都在远端，怎么调用？
2）其它团队要使用我们的服务，我们的服务该怎么发布以便他人调用？
3、RPC框架架构：（rpc的核心是通讯和序列化）
1、基于Netty实现NIO通讯 //介绍NIO，看上一篇文章
2、Spring实现基于接口方法的透明远程调用
AOP，IOC，DI
3、zk实现动态查找服务地址，动态增减机器
ZAB协议，高可靠的一致性服务
4、RPC调用的流程/原理？**
1、服务消费方（client）调用以本地调用方式调用服务；
2、client stub接收到调用后负责将方法、参数等组装成能够进行网络传输的消息体（序列化）；
3、client stub找到服务地址，并将消息发送到服务端；
4、server stub收到消息后进行解码（反序列化）；
5、server stub根据解码结果调用本地的服务；
6、本地服务执行并将结果返回给server stub；
7、server stub将返回结果打包成消息并发送至消费方；
8、client stub接收到消息，并进行解码；
9、服务消费方得到最终结果
RPC的目标是将2-8这些步骤封装起来，让用户对这些细节透明（底层使用 jdk 动态代理）
5、说说RPC的实现原理？重点
1、服务端具体实现（即dubbo中的服务层）
解析表现层的request对象，通过接口在Map中查找实现类，并调用结果封装成result对象（requestID，状态code，返回object），result对象通过NIO返回给客户端，客户端解析后作为方法调用的结果
1）、自定义注解
服务端写一个自定义注解RPCService，在spring.xml中配置RPCService、MyServer（或使用@Component注解扫描）
@Target({ElementType.TYPE}) //注解用在接口上
@Rentention(RententionPolicy.RUNTIME) //VM将在运行期也保留注释,因此可以通过反射机制读取注解的信息
@Component
public @interface RpcService{
String value(); //使注解可以添加参数 一个字符串
}
2)、服务器端写实现类HelloServiceImpl，实现业务逻辑，并用RpcService注解
@RpcService("HelloService")
public class HelloServiceImpl implements HelloService{
public String hello(String name){
return "Hello:"+name;}
}
3)、存入map
spring在初始化MyServer实例时，会调用setApplicationContext，即设置上下文环境的方法：实现在Spring启动后初始化的功能。在该方法中，通过getBeansWithAnnotation 获取自定义注解的所有bean，存入serviceBeanMap<注解参数,实例bean>(接口名-实现类） Map：<HelloService,HelloServiceImpl@3427b02d>。遍历serviceBeanMap，将所有实现类实例，在存入一个handlerMap<接口名，实现类>，相当于复制内存数据作为待处理map
public void setApplicationContext(ApplicationContext ctx)throws BeansException{
//通过spring上下文环境获取被自定义注解的所有bean，存入map
Map<String,Object> serviceBeanMap = ctx.getBeansWithAnnotation(RPCService.class);
//遍历serviceBeanMap，获取注解的参数，将所有实现类实例，再存入一个handlerMap<接口名，实现类>
if(MapUtils.isNotEmpty(serviceBeanMap)){
for(Object serviceBean:serviceBeanMap.values()){
String interfaceName = serviceBean.getClass().getAnnotation(RpcService.class).value().getName();
handlerMap.put(interfaceName,serviceBean);
}
}
}
4)、handle解析 （通过反射技术）
1、从表现层的request中解析出类名、方法名、参数类型、参数值；
2、从handlerMap里，通过类名，查询实现类serviceBean；
3、反射方式调用实现类方法
a Class.forName根据类名className加载接口名
b getMethod获得接口类的指定方法和参数类型
c invoke(serviceBean,parameters) 反射传入实现类对象和参数，并返回方法的执行结果
private Object handle(RpcRequest request)throws Throwable{
//1、从request中解析出类名、方法名、参数类型、参数值；
String className = request.getClassName();
String methodName = request.getMethodName();
Class<?>[] parameterTypes = request.getParameterTypes();
Object[] parameters = request.getParameters();
//2.根据类名，从handleMap里查询实现类对象；
Object serviceBean = handlerMap.get(className);
//3.根据类名加载接口类
Class<?> forName = Class.forName(className);
//3.获得接口类的指定方法和参数类型；
Method method = forName.getMethod(methodName, parameterTypes);
//4.invoke反射调用方法并返回（实现类对象，参数）
return method.invoke(serviceBean, parameters);
}
5)、nettyServer.start
同时启动一个nettyServer.start():向zk注册服务器地址sericeRegis；等待客户端连接并处理Handler类（用户请求，业务调用，封装返回结果）
Spring.xml的配置
<context:component-scan base-package="com.zjut.rpc.sample.server"/> //注解扫描，扫描路径下的类
<context:property-placeholder location="classpath:rpc.properties"/> //加载属性文件，存储zk地址
<bean id="serviceRegistry" class="com.zjut.rpc.registry.ServiceRegistry"> //管理 服务注册的对象
<constructor-arg name="registryAddress" value="${registry.address}"/>
</bean>
<bean id="rpcServer" class="com.zjut.rpc.server.RpcServer"> //提供服务的对象，依赖注入服务注册对象
<constructor-arg name="serverAddress" value="${server.address}"/>
<constructor-arg name="serviceRegistry" ref="serviceRegistry"/>
</bean>
2、客户端具体实现（即dubbo中的表现层）
spring动态代理,封装成request对象，在zk中通过接口名查询服务器地址，构造NIO连接与服务器通信 , 客户端实现代理类，通过代理类让客户端“感觉”在操作本地方法
1)、tomcat启动Spring
tomcat启动时，有springListener，加载spring.xml;(xml里配置RpcProxy bean)
@autowired
RpcProxy rpcProxy；//自动装配（在spring.xml按类型查找bean，注入到rpcProxy、默认按类型匹配）
2)、客户端调用业务方法时，创建动态代理类RpcProxy，接管和扩展该方法：
代理该业务接口HelloService create(HelloService.class) 调用的方法不用继承HelloService接口，两者无关
@Autowired
private RpcProxy rpcProxy;
@Test
public void helloTest1(){
//调用代理对象的create方法，代理HelloService接口；因为肯定是实现该接口的对象，所以直接传对象；create名字自己定，可以是getProxy
HelloService helloService = rpcProxy.create(HelloService.class);
//调用代理的方法，内部执行invoke
String result = helloService.hello("World");
SYSo("服务器返回结果");
SYSO(result);
}
3)、代理类中：
-
通过invoke反射获取(UUID（标识唯一请求id）、类名、方法名、参数类型，参数，超时时间)，封装成request对象
-
代理类内部代码【向zk查询服务器地址、netty连接服务器、将request对象序列化并发送，等待返回结果response.getResult()】
-
Handler ( 封装，解码，提取result返回给业务函数 )*****
public<T> T create(Class<?> interfaceClass){
return(T) Proxy.newProxyInstance(interfaceClass.getClassLoader(),new Class<?>[]{interfaceClass},new InvocationHandler(){
public Object invoke(Object proxy,Method method,Object[] args)throws Throwable{
//创建RpcRequest，封装被代理类的属性
RPCRequest request = new RpcRequest();
request.setRequestId(UUID.randomUUID().toString());
request.setClassName(method.getDeclaringClass().getName());
request.setMethodName(method.getName());
request.setParameterTypes(method.getParameterTypes());
request.setParameters(args);
//向zk查询服务器地址 host port
serverAddress = serviceDiscovery.discover();
//创建RpcClient，netty连接服务器
RpcClient client = new RpcClient(host, port);
//request对象序列化并发送
RpcResponse response = client.send(request);
//等待返回结果response.getResult()
if(response.isError()){
throw response.getError();
}else{
return response.getResult();
}
}
};
)
}
3、zk存储服务层地址
客户端从zk查询获取服务器地址（接口，服务器地址）
服务器要向zk注册服务
对于服务提供者，zookeeper提供心跳检测功能，定时向各个服务提供者发送请求（socket长连接），若是没有响应，则认为服务提供者已经挂了，会将其剔除
对于服务消费者，一旦路径数据变化（增或减），zookeeper会通知地址列表发生改变，从而更新(watcher机制，后期的博客会讲到)
6、消息里为什么要带有requestID？ 重点
如果使用netty的话，一般会用channel.writeAndFlush()方法来发送消息二进制串，这个方法调用后对于整个远程调用(从发出请求到接收到结果)来说是一个异步的， 至于服务端的结果，是服务端处理完成后，再以消息的形式发送给客户端的。
出现以下两个问题：
1）怎么让当前线程“暂停”，等结果回来后，再向后执行？****
2）多个线程同时进行远程方法调用，这时建立在client server之间的socket连接上会有很多双方发送的消息传递，前后顺序也可能是随机的，怎么知道哪个消息结果是原先哪个线程调用的。
怎么解决呢？
1、client线程每次通过socket调用一次远程接口前，生成一个唯一的ID，即requestID
2、将处理结果的回调对象callback，存放到全局ConcurrentHashMap里面put(requestID, callback)；
3、当线程调用channel.writeAndFlush()发送消息后，紧接着执行**callback的get()**方法试图获取远程返回的结果
4、服务端接收到请求并处理后，将response结果发送给客户端，客户端socket连接上专门监听消息的线程收到消息，分析结果，取到requestID，再从前面的ConcurrentHashMap里面get(requestID)，从而找到callback对象
千万不要轻易喜欢一个人，因为遇见一个人只需要一秒，爱上一个人可能需要一天，而忘记一个人需要一辈子 。 --黄渤对张艺兴说《极限挑战》
