RMI原理及简单示例

分布式对象

在学习 RMI 之前，先来分布式对象（Distributed Object）：分布式对象是指一个对象可以被远程系统所调用。对于 Java 而言，即对象不仅可以被同一虚拟机中的其他客户程序（Client）调用，也可以被运行于其他虚拟机中的客户程序调用，甚至可以通过网络被其他远程主机之上的客户程序调用。

下面的图示说明了客户程序是如何调用分布式对象的：

从图上我们可以看到，分布式对象被调用的过程是这样的：

1. 客户程序调用一个被称为 Stub （存根）的客户端代理对象。该代理对象负责对客户端隐藏网络通讯的细节。Stub 知道如何通过网络套接字（Socket）发送调用，包括如何将调用参数转换为适当的形式以便传输等。
2. Stub 通过网络将调用传递到服务器端，也就是分布对象一端的一个被称为 Skeleton（骨干） 的代理对象。同样，该代理对象负责对分布式对象隐藏网络通讯的细节。Skeleton 知道如何从网络套接字（Socket）中接受调用，包括如何将调用参数从网络传输形式转换为 Java 形式等。
3. Skeleton 将调用传递给分布式对象。分布式对象执行相应的调用，之后将返回值传递给 Skeleton，进而传递到 Stub，最终返回给客户程序。

这个场景基于一个基本的法则，即行为的定义和行为的具体实现相分离。如图所示，客户端代理对象 Stub 和分布式对象都实现了相同的接口，该接口称为远程接口（Remote Interface）。正是该接口定义了行为，而分布式对象本身则提供具体的实现。对于 Java RMI 而言，我们用接口（interface）定义行为，用类（class）定义实现。

RMI架构

RMI就是基于上述分布式原理的实现的，它的底层架构示意图如下：

1. Stub/Skeleton 层：该层提供了客户程序和服务程序彼此交互的接口。
2. 远程引用（Remote Reference）层：这一层相当于在其之上的 Stub/Skeleton 层和在其之下的传输协议层之前的中间件，负责处理远程对象引用的创建和管理。
3. 传输协议（Transport Protocol） 层：该层提供了数据协议，用以通过线路传输客户程序和远程对象间的请求和应答。

Java RMI 的客户程序使用客户端的 Stub 向远程对象请求方法调用；服务器对象则通过服务器端的 Skeleton 接受请求。

在 Java 1.2 之后，RMI 不再需要 Skeleton 对象，而是通过 Java 的反射机制（Reflection）来完成对服务器端的远程对象的调用；而在Java 1.5之后，使用了UnicastRemoteObject类就可以不需要手动生成stub了，而是由Proxy动态生成，客户端从服务器端下载stub后装载。

整个调用过程如下：客户端从服务器端下载stub到本地，stub把客户端的参数序列化后，传至远程引用层；远程引用层根据RMI协议转换为传输层数据，通过传输层把数据传到服务器端；服务器端接收到从传输层传过来的数据，通过远程引用层通过RMI协议进行转换，Skeleton 把参数反序列化后传递给服务器端的方法调用。如果方法调用产生异常或返回值再经由Skeleton 序列化给客户端，客户端再反序列化。(序列化可参考这里。)

创建RMI流程

建立RMI的流程如下：

1. 通过分析需求定义远程接口(客户端和服务器端公用的)，此接口必须扩展java.rmi.Remote，且远程方法必须声明抛出 java.rmi.RemoteException 异常，或者该异常的超类（Superclass）。
2. 服务器端实现远程接口，为了不手动生成stub需要继承UnicastRemoteObject类，并调用其构造器；
3. 服务器端注册服务并启动；
4. 客户端查询服务并调用远程方法；

示意图如下：

代码示例

分别建立三个项目：服务器端(DemoRMI.Server)、客户端(DemoRMI.Client)和远程接口(DemoRMI.RmoteInterface)，如下图：

DemoRMI.RmoteInterface中的IHello.java

package net.oseye.DemoRMI.RmoteInterface;

import java.rmi.Remote;
import java.rmi.RemoteException;

/**
 * 远程接口
 * @author oseye
 */
public interface IHello extends Remote{

	String sayHello(String name) throws RemoteException;
}

DemoRMI.Server中的HelloImpl.java

package net.oseye.DemoRMI.Server;

import java.rmi.RemoteException;
import java.rmi.server.UnicastRemoteObject;

import net.oseye.DemoRMI.RmoteInterface.IHello;

@SuppressWarnings("serial")
public class HelloImpl extends UnicastRemoteObject implements IHello {

	protected HelloImpl() throws RemoteException {
		super();
	}

	public String sayHello(String name) {
		return "Hello,"+name;
	}
}

DemoRMI.Server中的App.java

package net.oseye.DemoRMI.Server;

import java.net.MalformedURLException;
import java.rmi.Naming;
import java.rmi.RemoteException;
import java.rmi.registry.LocateRegistry;

import net.oseye.DemoRMI.RmoteInterface.IHello;

/**
 * 服务器端
 * @author oseye
 */
public class App
{
    public static void main( String[] args ) throws RemoteException, MalformedURLException
    {
        IHello hello=new HelloImpl();

        LocateRegistry.createRegistry(1099);
        Naming.rebind("rmi://10.9.146.113/hello", hello);
        System.out.println("ok");
    }
}

DemoRMI.Client中的App.java:

package net.oseye.DemoRMI.Client;

import java.net.MalformedURLException;
import java.rmi.Naming;
import java.rmi.NotBoundException;
import java.rmi.RemoteException;

import net.oseye.DemoRMI.RmoteInterface.IHello;

/**
 * RMI客户端
 * @author oseye
 */
public class App
{
    public static void main( String[] args ) throws MalformedURLException, RemoteException, NotBoundException
    {
    	IHello hello=(IHello) Naming.lookup("rmi://10.9.146.113/hello");
        System.out.println( hello.sayHello("oseye"));
    }
}

运行

1. 首先运行服务器端，切换到classes目录：

   cd /D D:\workspace\DemoRMI.Server\target\classes

   执行服务器端：

   java -cp .;D:/workspace/DemoRMI.RmoteInterface/target/classes  net.oseye.DemoRMI.Server.App

   PS：如果你嫌使用classpath麻烦，可以打个包执行。

   输出

   ok

2. 运行客户端，也先切换classes目录：

   cd /D D:\workspace\DemoRMI.Client\target\classes

   执行客户端：

   java -cp .;D:\workspace\DemoRMI.RmoteInterface\target\classes net.oseye.DemoRMI.Client.App

   输出

   Hello,oseye