1.1 基于TCP协议的RPC

1.1.1 RPC名词解释

RPC的全称是Remote Process Call，即远程过程调用，RPC的实现包括客户端和服务端，即服务调用方和服务提供方。服务调用方发送RPC请求到服务提供方，服务提供方根据请求的参数执行请求方法，并将结果返回给服务调用方，一次RPC调用完成。

1.1.2 对象的序列化

在网络上传输的数据，无论何种类型，最终都需要转化为二进制流。在面向对象的程序设计中，客户端将对象转化为二进制流发送给服务端，服务端接收数据后将二进制流转化为对象，java中将这两种转化方式称为对象的序列化和反序列化。下面介绍java内置的序列化方式和基于java的Hessian序列化方式：

java内置的序列化和反序列化关键代码：

1 //序列化操作

2 Person person = newPerson();3 ByteArrayOutputStream os = newByteArrayOutputStream();4 ObjectOutputStream out = newObjectOutputStream(os);5 out.writeObject(person);6 byte[] byteArray =os.toByteArray();7

8 //反序列化操作

9 ByteArrayInputStream is = newByteArrayInputStream(byteArray);10 ObjectInputStream in = newObjectInputStream(is);11 Person newPerson = newPerson();12 newPerson = (Person) in.readObject();

基于java的Hessian序列化和反序列化关键代码：

1 //序列化操作

2 ByteArrayOutputStream osH = newByteArrayOutputStream();3 HessianOutput outH = newHessianOutput(osH);4 outH.writeObject(person);5 byte[] byteArrayH =osH.toByteArray();6

7 //反序列化操作

8 ByteArrayInputStream isH = newByteArrayInputStream(byteArrayH);9 HessianInput inH = newHessianInput(isH);10 newPerson = (Person) inH.readObject();

1.1.3 基于TCP协议实现RPC

我们利用java的SocketAPI实现一个简单的RPC调用，服务的接口和实现比较简单，根据传入的参数来判断返回"hello" or "bye bye"。

1 public interfaceSayHelloService {2

3 publicString sayHello(String arg);4 }5

6 public class SayHelloServiceImpl implementsSayHelloService {7

8 publicString sayHello(String arg) {9 return "hello".equals(arg) ? "hello" : "bye bye";10 }11

12 }

服务消费者Consumer类：

1 /**

2 * 基于TCP协议实现RPC -- 服务消费者3 *@authoradmin4 *5 */

6 public classConsumer {7

8 public static void main(String[] args) throwsException {9 //接口名称

10 String interfaceName = SayHelloService.class.getName();11 //需要执行远程的方法

12 Method method = SayHelloService.class.getMethod("sayHello", String.class);13 //传递到远程的参数

14 Object [] arguments = {"hello"};15 Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 1234);16 //将方法名和参数传递到远端

17 ObjectOutputStream out = newObjectOutputStream(socket.getOutputStream());18 out.writeUTF(interfaceName);//接口名称

19 out.writeUTF(method.getName());//方法名称

20 out.writeObject(method.getParameterTypes());//方法参数类型

21 out.writeObject(arguments);//传递的参数

22 System.out.println("发送信息到服务端，发送的信息为:" + arguments[0]);23 //从远端读取返回结果

24 ObjectInputStream in = newObjectInputStream(socket.getInputStream());25 String result =(String) in.readObject();26 System.out.println("服务返回的结果为：" +result);27 }28 }

服务提供者Provider类：

1 /**

2 * 基于TCP协议实现RPC -- 服务提供者3 *@authoradmin4 *5 */

6 public classProvider {7

8 public static void main(String[] args) throwsException {9 ServerSocket server = new ServerSocket(1234);10 Map services = new HashMap();11 services.put(SayHelloService.class.getName(), newSayHelloServiceImpl());12 while(true) {13 System.out.println("服务提供者启动，等待客户端调用…………");14 Socket socket =server.accept();15 //读取服务信息

16 ObjectInputStream in = newObjectInputStream(socket.getInputStream());17 String interfaceName =in.readUTF();18 String methodName =in.readUTF();19 Class>[] parameterTypes = (Class>[]) in.readObject();20 Object [] arguments =(Object[]) in.readObject();21 System.out.println("客户端调用服务端接口" + interfaceName + "的" + methodName + "方法");22 //执行调用

23 Class serviceClass = Class.forName(interfaceName);//得到接口的class

24 Object service = services.get(interfaceName);//取得服务实现的对象

25 Method method = serviceClass.getMethod(methodName, parameterTypes);//获得要调用的方法

26 Object result =method.invoke(service, arguments);27 ObjectOutputStream out = newObjectOutputStream(socket.getOutputStream());28 out.writeObject(result);29 System.out.println("服务端返回结果为：" +result);30 }31 }32 }

在真实的生产环境中往往是多个客户端同时请求服务端，服务端则需要同时接收和处理多个客户端请求消息，涉及并发处理、服务路由、负载均衡等现实问题，以上代码显然不能完成。

1.2 基于HTTP协议的RPC

1.2.1 HTTP协议栈

HTTP的全称是HyperText Transfer Protocol，即超文本传输协议，当今普遍采用的版本是HTTP1.1。HTTP协议属于应用层协议，它构建在TCP和IP协议之上，处于TCP/IP架构的顶端，为了更好的理解HTTP协议，我们基于java的SocketAPI设计一个简单的应用层通信协议，来窥探协议实现的一些过程与细节。

客户端向服务端发送一条命令，服务端接收到命令后，会判断命令是否为"HELLO"，若是则返回客户端"hello!",否则返回客户端"bye bye"。

1 /**

2 * 协议请求3 *4 *@authoradmin5 *6 */

7 public classRequest {8

9 /**

10 * 协议编码 0：GBK；1：UTF-811 */

12 private byteencode;13 /**

14 * 命令15 */

16 privateString command;17 /**

18 * 命令长度19 */

20 private intcommandLength;21

22 public bytegetEncode() {23 returnencode;24 }25

26 public void setEncode(byteencode) {27 this.encode =encode;28 }29

30 publicString getCommand() {31 returncommand;32 }33

34 public voidsetCommand(String command) {35 this.command =command;36 }37

38 public intgetCommandLength() {39 returncommandLength;40 }41

42 public void setCommandLength(intcommandLength) {43 this.commandLength =commandLength;44 }45

46 }

1 /**

2 * 协议响应3 *4 *@authoradmin5 *6 */

7 public classResponse {8 /**

9 * 编码10 */

11 private byteencode;12 /**

13 * 响应14 */

15 privateString response;16 /**

17 * 响应长度18 */

19 private intresponseLength;20

21 public bytegetEncode() {22 returnencode;23 }24

25 public void setEncode(byteencode) {26 this.encode =encode;27 }28

29 publicString getResponse() {30 returnresponse;31 }32

33 public voidsetResponse(String response) {34 this.response =response;35 }36

37 public intgetResponseLength() {38 returnresponseLength;39 }40

41 public void setResponseLength(intresponseLength) {42 this.responseLength =responseLength;43 }44

45 @Override46 publicString toString() {47 return "Response [encode=" + encode + ", response=" + response + ", responseLength=" + responseLength + "]";48 }49

50 }

客户端发送以及服务端响应处理代码：

1 /**

2 * 服务端3 *@authoradmin4 *5 */

6 public classServer {7

8 public static void main(String[] args) throwsException {9 ServerSocket server = new ServerSocket(1234);10 while(true) {11 Socket client =server.accept();12 //读取请求数据

13 Request request =ProtocolUtil.readRequest(client.getInputStream());14 //封装响应数据

15 Response response = newResponse();16 response.setEncode(Encode.UTF8.getValue());17 response.setResponse(request.getCommand().equals("HELLO") ? "hello!" : "bye bye");18 response.setResponseLength(response.getResponse().length());19 //响应到客户端

20 ProtocolUtil.writeResponse(client.getOutputStream(), response);21 }22 }23 }24

25 /**

26 * 客户端27 *@authoradmin28 *29 */

30 public classClient {31

32 public static void main(String[] args) throwsException {33 //组装请求数据

34 Request request = newRequest();35 request.setCommand("HELLO");36 request.setCommandLength(request.getCommand().length());37 request.setEncode(Encode.UTF8.getValue());38 Socket client = new Socket("127.0.0.1", 1234);39 //发送请求

40 ProtocolUtil.writeRequest(client.getOutputStream(), request);41 //读取相应

42 Response response =ProtocolUtil.readResponse(client.getInputStream());43 System.out.println(response);44 }45 }

ProtocolUtil 类：

1 public classProtocolUtil {2

3 public static voidwriteRequest(OutputStream out, Request request) {4 try{5 out.write(request.getEncode());6 //write一个int值会截取其低8位传输，丢弃其高24位，因此需要将基本类型转化为字节流7 //java采用Big Endian字节序，而所有的网络协议也都是以Big Endian字节序来进行传输，所以再进行数据的传输和接收时，需要先将数据转化成Big Endian字节序8 //out.write(request.getCommandLength());

9 out.write(int2ByteArray(request.getCommandLength()));10 out.write(Encode.GBK.getValue() == request.getEncode() ? request.getCommand().getBytes("GBK") : request.getCommand().getBytes("UTF8"));11 out.flush();12 } catch(Exception e) {13 System.err.println(e.getMessage());14 }15 }16

17 /**

18 * 将响应输出到客户端19 *@paramos20 *@paramresponse21 */

22 public static voidwriteResponse(OutputStream out, Response response) {23 try{24 out.write(response.getEncode());25 out.write(int2ByteArray(response.getResponseLength()));26 out.write(Encode.GBK.getValue() == response.getEncode() ? response.getResponse().getBytes("GBK") : response.getResponse().getBytes("UTF8"));27 out.flush();28 } catch(Exception e) {29 System.err.println(e.getMessage());30 }31 }32

33 public staticRequest readRequest(InputStream is) {34 Request request = newRequest();35 try{36 //读取编码

37 byte [] encodeByte = new byte[1];38 is.read(encodeByte);39 byte encode = encodeByte[0];40 //读取命令长度

41 byte [] commandLengthByte = new byte[4];//缓冲区

42 is.read(commandLengthByte);43 int commandLength =byte2Int(commandLengthByte);44 //读取命令

45 byte [] commandByte = new byte[commandLength];46 is.read(commandByte);47 String command = Encode.GBK.getValue() == encode ? new String(commandByte, "GBK") : new String(commandByte, "UTF8");48 //组装请求返回

49 request.setEncode(encode);50 request.setCommand(command);51 request.setCommandLength(commandLength);52 } catch(Exception e) {53 System.err.println(e.getMessage());54 }55 returnrequest;56 }57

58 public staticResponse readResponse(InputStream is) {59 Response response = newResponse();60 try{61 byte [] encodeByte = new byte[1];62 is.read(encodeByte);63 byte encode = encodeByte[0];64 byte [] responseLengthByte = new byte[4];65 is.read(responseLengthByte);66 int commandLength =byte2Int(responseLengthByte);67 byte [] responseByte = new byte[commandLength];68 is.read(responseByte);69 String resContent = Encode.GBK.getValue() == encode ? new String(responseByte, "GBK") : new String(responseByte, "UTF8");70 response.setEncode(encode);71 response.setResponse(resContent);72 response.setResponseLength(commandLength);73 } catch(Exception e) {74 System.err.println(e.getMessage());75 }76 returnresponse;77 }78

79 public static int byte2Int(byte[] bytes) {80 int num = bytes[3] & 0xFF;81 num |= ((bytes[2] << 8) & 0xFF00);82 num |= ((bytes[1] << 16) & 0xFF0000);83 num |= ((bytes[0] << 24) & 0xFF000000);84 returnnum;85 }86

87 public static byte[] int2ByteArray(inti) {88 byte [] result = new byte[4];89 result[0] = (byte) ((i >> 24) & 0xFF);90 result[1] = (byte) ((i >> 16) & 0xFF);91 result[2] = (byte) ((i >> 8) & 0xFF);92 result[3] = (byte) (i & 0xFF);93 returnresult;94 }95

96 }

1.2.2 HTTP请求与响应

下图是HTTP请求与响应的过程步骤，在此不详细赘述。

1.2.3 通过HttpClient发送HTTP请求

HttpClient对HTTP协议通信的过程进行了封装，下面是简单的通过HttpClient发送HTTP GET请求，并获取服务端响应的代码：

1 　　　　 //url前加上http协议头，标明该请求为http请求

2 String url = "https://www.baidu.com";3 //组装请求

4 HttpClient httpClient = newDefaultHttpClient();5 HttpGet httpGet = newHttpGet(url);6 //接收响应

7 HttpResponse response =httpClient.execute(httpGet);8 HttpEntity entity =response.getEntity();9 byte[] byteArray =EntityUtils.toByteArray(entity);10 String result = new String(byteArray, "utf8");11 System.out.println(result);

1.2.4 使用HTTP协议的优势

随着请求规模的扩展，基于TCP协议的RPC的实现，需要考虑多线程并发、锁、I/O等复杂的底层细节，在大流量高并发的压力下，任何一个小的错误都可能被无限放大，最终导致程序宕机。而对于基于HTTP协议的实现来说，很多成熟的开源web容易已经帮其处理好了这些事情，如Apache，Tomcat，Jboss等，开发人员可将更多的精力集中在业务实现上，而非处理底层细节。