RPC 原理，Demo 演示，为什么 RPC 用动态代理

内容导读

互联网集市收集整理的这篇技术教程文章主要介绍了RPC 原理，Demo 演示，为什么 RPC 用动态代理，小编现在分享给大家，供广大互联网技能从业者学习和参考。文章包含7707字，纯文字阅读大概需要12分钟。

内容图文

RPC 出现背景

现在很少有单机系统，复杂的系统有很多不同的服务组成，不同的服务部署在不同的机器上，包括数据库也是分布式存储的。不可避免地，会出现一个服务器调用另一个服务器的方法的场景。比如，服务器A想查询用户数据库，而提供数据查询的服务在服务器B上，如果A想使用B，就需要把查询请求发给B，B执行查询方法，再返回给A，这其实就是一次远程方法调用过程（Remote Procedure Call，RPC）。

这里有个问题，为什么服务器A查询B的数据，不是一次 http 请求就可以解决了吗？就像 web 浏览器和服务器之间的 http 请求一样，为什么还说是一次远程方法调用？这个问题稍后解释。

我们粗略的画出刚才一次远程方法调用的示意图：

RPC 原理

上述图示看似和一个 http 请求没有区别，别急，我们举一个具体的例子：

有一个客户类 User 代表用户的信息，这些信息存储在服务器 B 上面，服务器B提供查询用户的方法。

假设现在客户端A同样需要一个查询用户的方法 findUserById()，需要这个方法去访问服务器 B，一般的步骤是：

• A 把参数、接口和方法等信息序列化
• A 把序列化的信息通过网络发送给 B
• B 收到信息之后，反序列化解析信息
• B 根据解析到的信息找到方法，执行得到结果
• B 把结构序列化通过网络发送给 A
• A 反序列化解析信息，得到结果

为了完成上述的功能，最直接的做法是在 findUserById() 方法里面写这些序列化、网络请求、反序列化的代码，但是这样做有明显的缺点：

• 代码复杂，网络请求序列化等方法和业务代码混杂在一起
• 如果用户类 User 改变，那么代码的序列化等部分都要变
• 如果有很多地方需求这种远程调用，需要为每一个方法写这一大堆代码
• 如果远程服务器地址、端口甚至服务改变，需要修改每一个远程调用的方法

看到上述的缺点，可能大家想到的是用一个类把这些网络请求序列化等方法封装起来，让 findUserById() 直接去调用封装的代码:

 findUserById(){
	 xx();// 调用封装方法
 }
 xx(){// 封装方法
 	把 findUserById 序列化
 	网络传输
 	// 服务器 B 执行 findUserById 返回
 	反序列化
 	返回
 }

但是这样，有上述伪代码可以看出，一个封装的方法只能用于 findUserById()，其他远程方法依然还要再写代码，再封装调用，和上面没有本质区别。

一个好的解决方法是用动态代理（关于动态代理，看这里Java 动态代理，invoke() 自动调用原理，invoke() 参数），这样就和方法无关，一系列的方法只需要写一个代理类，修改代码也只需要修改代理类。这其实就是 RPC 的原理：利用动态代理，创建代理类去实现这些细节，把接口（方法）作为参数传递，而不是绑定方法，上述的伪代码改成动态代理可以表示为：

 findUserById(){
	 user = xx(接口);// 得到代理类
	 user.findUserById(参数);// 执行方法，这个方法实际上是 invoke() 里面的方法
 }
 xx(接口){// 封装方法,接口是一个参数
 	invoke(代理类，方法，参数){
	 	把 方法，参数 序列化
	 	网络传输
	 	// 服务器 B 执行 接口方法 返回
	 	反序列化
	 	返回
 	}
 	return 代理类
 	
 }

这样，我们需要远程调用的方法（接口）只是一个参数，全部细节都可以在代理类中实现，并且一个代理类可以处理很多方法，从而把远程访问代码和本地代码解耦，便于项目扩展和维护，非常优雅。

图示可以看的更清楚：

上述过程其实就是一个动态代理的实现，理解了动态代理就很容易理解RPC的原理，所以学习RPC之前一定要理解动态代理。

RPC Demo

这个 Demo 演示了客户端 Client 远程访问 findUserById() 方法的过程。客户端调用代理类，生成代理对象之后执行findUserById()方法，代理类封装了网络序列化等细节，服务器收到网络请求之后去执行返回。

客户端代码：

/**
 * 用户类的接口
 */
public interface IUserService {
    User findUserById(int id);
    
}

import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.net.Socket;

/**
 * 代理类，接受一个接口参数，通过反射创建一个代理类，并且封装了远程访问服务器的一系列细节，
 * 此代理类和具体的接口无关，接口只是一个参数
 */
public class Agent {
    public static Object getObject(Class target) {
        Object result = Proxy.newProxyInstance(target.getClassLoader(), new Class[]{target}, new InvocationHandler() {
            @Override
            public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                Socket s = new Socket("127.0.0.1", 8088);

                ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(s.getOutputStream());
                String className = target.getName();
                String methodName = method.getName();
                Class[] parametersTypes = method.getParameterTypes();// 获得target的一些参数

                objectOutputStream.writeUTF(className);
                objectOutputStream.writeUTF(methodName);
                objectOutputStream.writeObject(parametersTypes);
                objectOutputStream.writeObject(args);
                objectOutputStream.flush();// 把获得的参数信息写到socket里面,发送给服务器


                ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(s.getInputStream());
                Object result = objectInputStream.readObject();// 从socket里面读取服务端执行返回的信息
                objectOutputStream.close();
                s.close();
                return result;// 返回结果
            }
        });
        return result;
    }
}

/**
 * 客户端用封装好的动态代理，获得代理类user，执行方法，代理类封装了访问网络的细节。
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        IUserService user = (IUserService)Agent.getObject(IUserService.class);// 获得代理类
        System.out.println(user.findUserById(1));// 执行方法
    }
}

服务器代码：

import java.io.Serializable;
import java.util.Objects;

/**
 * 用户类
 */
public class User implements Serializable, IUserService {
    String userName;
    int userId;
    // 无参构造器
    public User(){

    }

    public User(String userName, int userId) {
        this.userName = userName;
        this.userId = userId;
    }

    public String getUserName() {
        return userName;
    }

    public void setUserName(String userName) {
        this.userName = userName;
    }

    public int getUserId() {
        return userId;
    }

    public void setUserId(int userId) {
        this.userId = userId;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        User user = (User) o;
        return userId == user.userId &&
                Objects.equals(userName, user.userName);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(userName, userId);
    }

    @Override
    public User findUserById(int id) {
        return new User("user1",id);// 模拟访问数据库
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "User{" +
                "userName='" + userName + '\'' +
                ", userId=" + userId +
                '}';
    }
}

import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

/**
 * Server模拟服务器，接受Socket的信息，找到方法，执行方法，并且返回
 */
public class Server {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ServerSocket server = new ServerSocket(8088);// 用socket模拟客户端访问服务器的方法
        while(true){
            Socket client = server.accept();
            System.out.println(client);
            process(client);// 服务器执行服务，访问方法
            client.close();
            break;
        }


    }
    static void process(Socket socket) throws Exception {
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());

        String className = ois.readUTF();
        String methodName = ois.readUTF();
        Class[] parameterTypes = (Class[]) ois.readObject();
        Object[] parameters = (Object[]) ois.readObject();// 读取客户端发送的信息


        Class myclass = User.class;// 模拟注册表查找或者 Spring 的 bean 注入找到类
        Method method = myclass.getMethod(methodName, parameterTypes);// 获取方法

        Object o = method.invoke(myclass.newInstance(), parameters);// 执行方法
        oos.writeObject(o);
        oos.flush();// 把结果发送到客户端
    }
}

运行的时候，只需要先运行 Server，再运行 Client 就行，代码可以在 Github myrpc 下载。

现在，我们来回答文章开头的问题：

这里需有个问题，为什么服务器A查询B的数据，不是一次 http 请求就可以解决了吗？就像 web 浏览器和服务器之间的 http 请求一样，为什么还说是一次远程方法调用？

看了上述的代码演示，可以发现 http 请求只是 RPC 中网络请求的工具，RPC 强调的是用动态代理去实现一个封装的、易修改扩展的远程访问方式，http 请求只是 RPC 实现网络请求的部分。换句话说，RPC 不仅仅是一次网络请求，更类似于一种设计模式。

RPC 需要考虑的问题

上述的 Demo 只是RPC原理的演示，要实现RPC，还需要考虑以下问题：

• 中间的网络请求所用的网络协议，不止可以使用 http 协议
• 网络请求的延迟
• 序列化和反序列化的工具，序列化的效率影响速度和网络传输数据量的大小
• 怎么做到平台无关和语言无关，可以方便的跨语言跨平台去远程调用方法
• 当服务发生变更时怎么处理，一般用 ZooKeeper

未完待续介绍 RPC 框架。

内容总结

以上是互联网集市为您收集整理的RPC 原理，Demo 演示，为什么 RPC 用动态代理全部内容，希望文章能够帮你解决RPC 原理，Demo 演示，为什么 RPC 用动态代理所遇到的程序开发问题。 如果觉得互联网集市技术教程内容还不错，欢迎将互联网集市网站推荐给程序员好友。

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