Netty实现简易RPC调用

总体流程:

  • 客户端发起rpc调用请求,封装好调用的接口名,函数名,返回类型,函数参数类型,函数参数值等属性,将消息发送给服务器。
  • 服务器的handler解析rpc请求,调用对应方法,并将方法结果写回客户端。
  • 客户端在主线程发送消息后,准备一个空 Promise 对象,用来接收结果。在客户端的RpcHandler解析完服务器发回的Rpc响应后,该Promise将被填充,客户端主线程根据Promise内的结果执行下一步操作。

在服务器的RpcRequestMessageHandler实现中,调用的接口类型写死为HelloService,后续可以改进。

1)准备工作

为了简化起见,在原来聊天项目的基础上新增 Rpc 请求和响应消息

@Data
public abstract class Message implements Serializable { // 省略旧的代码 public static final int RPC_MESSAGE_TYPE_REQUEST = 101;
public static final int RPC_MESSAGE_TYPE_RESPONSE = 102; static {
// ...
messageClasses.put(RPC_MESSAGE_TYPE_REQUEST, RpcRequestMessage.class);
messageClasses.put(RPC_MESSAGE_TYPE_RESPONSE, RpcResponseMessage.class);
} }

请求消息

@Getter
@ToString(callSuper = true)
public class RpcRequestMessage extends Message { /**
* 调用的接口全限定名,服务端根据它找到实现
*/
private String interfaceName;
/**
* 调用接口中的方法名
*/
private String methodName;
/**
* 方法返回类型
*/
private Class<?> returnType;
/**
* 方法参数类型数组
*/
private Class[] parameterTypes;
/**
* 方法参数值数组
*/
private Object[] parameterValue; public RpcRequestMessage(int sequenceId, String interfaceName, String methodName, Class<?> returnType, Class[] parameterTypes, Object[] parameterValue) {
super.setSequenceId(sequenceId);
this.interfaceName = interfaceName;
this.methodName = methodName;
this.returnType = returnType;
this.parameterTypes = parameterTypes;
this.parameterValue = parameterValue;
} @Override
public int getMessageType() {
return RPC_MESSAGE_TYPE_REQUEST;
}
}

响应消息

@Data
@ToString(callSuper = true)
public class RpcResponseMessage extends Message {
/**
* 返回值
*/
private Object returnValue;
/**
* 异常值
*/
private Exception exceptionValue; @Override
public int getMessageType() {
return RPC_MESSAGE_TYPE_RESPONSE;
}
}

服务器架子

@Slf4j
public class RpcServer {
public static void main(String[] args) {
NioEventLoopGroup boss = new NioEventLoopGroup();
NioEventLoopGroup worker = new NioEventLoopGroup();
LoggingHandler LOGGING_HANDLER = new LoggingHandler(LogLevel.DEBUG);
MessageCodecSharable MESSAGE_CODEC = new MessageCodecSharable(); // rpc 请求消息处理器,待实现
RpcRequestMessageHandler RPC_HANDLER = new RpcRequestMessageHandler();
try {
ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();
serverBootstrap.channel(NioServerSocketChannel.class);
serverBootstrap.group(boss, worker);
serverBootstrap.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
@Override
protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
ch.pipeline().addLast(new ProcotolFrameDecoder());
ch.pipeline().addLast(LOGGING_HANDLER);
ch.pipeline().addLast(MESSAGE_CODEC);
ch.pipeline().addLast(RPC_HANDLER);
}
});
Channel channel = serverBootstrap.bind(8080).sync().channel();
channel.closeFuture().sync();
} catch (InterruptedException e) {
log.error("server error", e);
} finally {
boss.shutdownGracefully();
worker.shutdownGracefully();
}
}
}

客户端架子

public class RpcClient {
public static void main(String[] args) {
NioEventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
LoggingHandler LOGGING_HANDLER = new LoggingHandler(LogLevel.DEBUG);
MessageCodecSharable MESSAGE_CODEC = new MessageCodecSharable(); // rpc 响应消息处理器,待实现
RpcResponseMessageHandler RPC_HANDLER = new RpcResponseMessageHandler();
try {
Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
bootstrap.channel(NioSocketChannel.class);
bootstrap.group(group);
bootstrap.handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
@Override
protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
ch.pipeline().addLast(new ProcotolFrameDecoder());
ch.pipeline().addLast(LOGGING_HANDLER);
ch.pipeline().addLast(MESSAGE_CODEC);
ch.pipeline().addLast(RPC_HANDLER);
}
});
Channel channel = bootstrap.connect("localhost", 8080).sync().channel();
channel.closeFuture().sync();
} catch (Exception e) {
log.error("client error", e);
} finally {
group.shutdownGracefully();
}
}
}

服务器端的 service 获取

public class ServicesFactory {

    static Properties properties;
static Map<Class<?>, Object> map = new ConcurrentHashMap<>(); static {
try (InputStream in = Config.class.getResourceAsStream("/application.properties")) {
properties = new Properties();
properties.load(in);
Set<String> names = properties.stringPropertyNames();
for (String name : names) {
if (name.endsWith("Service")) {
Class<?> interfaceClass = Class.forName(name);
Class<?> instanceClass = Class.forName(properties.getProperty(name));
map.put(interfaceClass, instanceClass.newInstance());
}
}
} catch (IOException | ClassNotFoundException | InstantiationException | IllegalAccessException e) {
throw new ExceptionInInitializerError(e);
}
} public static <T> T getService(Class<T> interfaceClass) {
return (T) map.get(interfaceClass);
}
}

相关配置 application.properties

serializer.algorithm=Json
cn.itcast.server.service.HelloService=cn.itcast.server.service.HelloServiceImpl

2)服务器 handler

@Slf4j
@ChannelHandler.Sharable
public class RpcRequestMessageHandler extends SimpleChannelInboundHandler<RpcRequestMessage> { @Override
protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, RpcRequestMessage message) {
RpcResponseMessage response = new RpcResponseMessage();
response.setSequenceId(message.getSequenceId());
try {
// 获取真正的实现对象
HelloService service = (HelloService)
ServicesFactory.getService(Class.forName(message.getInterfaceName())); // 获取要调用的方法
Method method = service.getClass().getMethod(message.getMethodName(), message.getParameterTypes()); // 调用方法
Object invoke = method.invoke(service, message.getParameterValue());
// 调用成功
response.setReturnValue(invoke);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
// 调用异常
response.setExceptionValue(e);
}
// 返回结果
ctx.writeAndFlush(response);
}
}

3)客户端代码第一版

只发消息

@Slf4j
public class RpcClient {
public static void main(String[] args) {
NioEventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
LoggingHandler LOGGING_HANDLER = new LoggingHandler(LogLevel.DEBUG);
MessageCodecSharable MESSAGE_CODEC = new MessageCodecSharable();
RpcResponseMessageHandler RPC_HANDLER = new RpcResponseMessageHandler();
try {
Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
bootstrap.channel(NioSocketChannel.class);
bootstrap.group(group);
bootstrap.handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
@Override
protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
ch.pipeline().addLast(new ProcotolFrameDecoder());
ch.pipeline().addLast(LOGGING_HANDLER);
ch.pipeline().addLast(MESSAGE_CODEC);
ch.pipeline().addLast(RPC_HANDLER);
}
});
Channel channel = bootstrap.connect("localhost", 8080).sync().channel(); ChannelFuture future = channel.writeAndFlush(new RpcRequestMessage(
1,
"cn.itcast.server.service.HelloService",
"sayHello",
String.class,
new Class[]{String.class},
new Object[]{"张三"}
)).addListener(promise -> {
if (!promise.isSuccess()) {
Throwable cause = promise.cause();
log.error("error", cause);
}
}); channel.closeFuture().sync();
} catch (Exception e) {
log.error("client error", e);
} finally {
group.shutdownGracefully();
}
}
}

4)客户端 handler 第一版

@Slf4j
@ChannelHandler.Sharable
public class RpcResponseMessageHandler extends SimpleChannelInboundHandler<RpcResponseMessage> {
@Override
protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, RpcResponseMessage msg) throws Exception {
log.debug("{}", msg);
}
}

5)客户端代码 第二版

包括 channel 管理,代理,接收结果

@Slf4j
public class RpcClientManager { public static void main(String[] args) {
HelloService service = getProxyService(HelloService.class);
System.out.println(service.sayHello("zhangsan"));
// System.out.println(service.sayHello("lisi"));
// System.out.println(service.sayHello("wangwu"));
} // 创建代理类
public static <T> T getProxyService(Class<T> serviceClass) {
ClassLoader loader = serviceClass.getClassLoader();
Class<?>[] interfaces = new Class[]{serviceClass};
// sayHello "张三"
Object o = Proxy.newProxyInstance(loader, interfaces, (proxy, method, args) -> {
// 1. 将方法调用转换为 消息对象
int sequenceId = SequenceIdGenerator.nextId();
RpcRequestMessage msg = new RpcRequestMessage(
sequenceId,
serviceClass.getName(),
method.getName(),
method.getReturnType(),
method.getParameterTypes(),
args
);
// 2. 将消息对象发送出去
getChannel().writeAndFlush(msg); // 3. 准备一个空 Promise 对象,来接收结果 指定 promise 对象异步接收结果线程
DefaultPromise<Object> promise = new DefaultPromise<>(getChannel().eventLoop());
RpcResponseMessageHandler.PROMISES.put(sequenceId, promise); // promise.addListener(future -> {
// // 线程
// }); // 4. 等待 promise 结果
promise.await();
if(promise.isSuccess()) {
// 调用正常
return promise.getNow();
} else {
// 调用失败
throw new RuntimeException(promise.cause());
}
});
return (T) o;
} private static Channel channel = null;
private static final Object LOCK = new Object(); // 获取唯一的 channel 对象
public static Channel getChannel() {
if (channel != null) {
return channel;
}
synchronized (LOCK) { // t2
if (channel != null) { // t1
return channel;
}
initChannel();
return channel;
}
} // 初始化 channel 方法
private static void initChannel() {
NioEventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
LoggingHandler LOGGING_HANDLER = new LoggingHandler(LogLevel.DEBUG);
MessageCodecSharable MESSAGE_CODEC = new MessageCodecSharable();
RpcResponseMessageHandler RPC_HANDLER = new RpcResponseMessageHandler();
Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
bootstrap.channel(NioSocketChannel.class);
bootstrap.group(group);
bootstrap.handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
@Override
protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
ch.pipeline().addLast(new ProcotolFrameDecoder());
ch.pipeline().addLast(LOGGING_HANDLER);
ch.pipeline().addLast(MESSAGE_CODEC);
ch.pipeline().addLast(RPC_HANDLER);
}
});
try {
channel = bootstrap.connect("localhost", 8080).sync().channel();
channel.closeFuture().addListener(future -> {
group.shutdownGracefully();
});
} catch (Exception e) {
log.error("client error", e);
}
}
}

6)客户端 handler 第二版

@Slf4j
@ChannelHandler.Sharable
public class RpcResponseMessageHandler extends SimpleChannelInboundHandler<RpcResponseMessage> { // 序号 用来接收结果的 promise 对象
public static final Map<Integer, Promise<Object>> PROMISES = new ConcurrentHashMap<>(); @Override protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, RpcResponseMessage msg) throws Exception {
log.debug("{}", msg);
// 拿到空的 promise
Promise<Object> promise = PROMISES.remove(msg.getSequenceId());
if (promise != null) {
Object returnValue = msg.getReturnValue();
Exception exceptionValue = msg.getExceptionValue();
if(exceptionValue != null) {
promise.setFailure(exceptionValue);
} else {
promise.setSuccess(returnValue);
}
}
}
}

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