RPC 遠(yuǎn)程過程調(diào)用可以說是分布式系統(tǒng)的基礎(chǔ)，本文將通過 Java 演示一次普通的 rpc 調(diào)用到底發(fā)生了什么。

阿粉曾經(jīng)在網(wǎng)上看到有人提問，為什么 RPC 要叫作遠(yuǎn)程過程調(diào)用，而不叫作 RMC 遠(yuǎn)程方法調(diào)用。但阿粉認(rèn)為 RPC 的叫法才是合理的，遠(yuǎn)程調(diào)用的是某個(gè)過程，不一定是一個(gè)具體的方法。(你只要看過后面第一個(gè)版本的代碼就能懂了)

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這整個(gè)過程可以用一句話概括：機(jī)器 A 通過網(wǎng)絡(luò)與機(jī)器B建立連接，A 發(fā)送一些參數(shù)給 B，B 執(zhí)行某個(gè)過程，并把結(jié)果返回給 A。

“在寫代碼之前，先說一個(gè)前置背景，假設(shè)我們有一個(gè)商品類：

public class Product implements Serializable { 
 
    private Integer id; 
    private String name; 
 
    public Product(Integer id, String name) { 
        this.id = id; 
        this.name = name; 
    } 
 
    //toString() 
     
    //get set 方法 
} 

有一個(gè)商品服務(wù)接口：

public interface IProductService { 
 
    Product getProductById(Integer id); 
} 

服務(wù)端有商品服務(wù)接口的實(shí)現(xiàn)類：

public class ProductServiceImpl implements IProductService { 
    @Override 
    public Product getProductById(Integer id) { 
        //實(shí)際上這里應(yīng)該去查詢數(shù)據(jù)庫獲得數(shù)據(jù)，下面簡(jiǎn)化了 
        return new Product(id, "手機(jī)"); 
    } 
} 

下面我們通過客戶端發(fā)送一個(gè)商品 id 到服務(wù)端，服務(wù)端獲得 id 后通過商品服務(wù)類獲取商品信息，返回給客戶端：

public class Client { 
 
    public static void main(String[] args) throws Exception { 
        //建立Socket 
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8888); 
        //獲取輸出流 
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream(); 
        DataOutputStream dos = new DataOutputStream(baos); 
        //把商品Id通過網(wǎng)絡(luò)傳到服務(wù)端 
        dos.writeInt(123); 
 
        socket.getOutputStream().write(baos.toByteArray()); 
        socket.getOutputStream().flush(); 
 
        //讀取服務(wù)端返回的商品信息 
        DataInputStream dis = new DataInputStream(socket.getInputStream()); 
        Integer id = dis.readInt();     //商品id 
        String name = dis.readUTF();    //商品名稱 
        Product product = new Product(id, name);//通過服務(wù)端返回的商品信息生成商品 
 
        System.out.println(product); 
         
        //關(guān)閉流資源為了方便閱讀，沒有做try-catch處理 
        dos.close(); 
        baos.close(); 
        socket.close(); 
    } 
} 
 
public class Server { 
    private static boolean running = true; 
 
    public static void main(String[] args) throws Exception { 
        //建立服務(wù)端Socket 
        ServerSocket ss = new ServerSocket(8888); 
        //不斷監(jiān)聽，處理客戶端請(qǐng)求 
        while (running) { 
            Socket socket = ss.accept(); 
            process(socket); 
            socket.close(); 
        } 
        ss.close(); 
    } 
 
    private static void process(Socket socket) throws Exception { 
        InputStream is = socket.getInputStream(); 
        OutputStream os = socket.getOutputStream(); 
        DataInputStream dis = new DataInputStream(is); 
        DataOutputStream dos = new DataOutputStream(os); 
 
        //讀取客戶端發(fā)過來的id 
        Integer id = dis.readInt(); 
        //調(diào)用服務(wù)類生成商品 
        IProductService service = new ProductServiceImpl(); 
        Product product = service.getProductById(id); 
        //把商品的信息寫回給客戶端 
        dos.writeInt(id); 
        dos.writeUTF(product.getName()); 
        dos.flush(); 
 
        dos.close(); 
        dis.close(); 
        os.close(); 
        is.close(); 
    } 
} 

上面的是 RPC 遠(yuǎn)程調(diào)用的原始簡(jiǎn)易版本，可以看到聯(lián)網(wǎng)的代碼寫死在了客戶端中，網(wǎng)絡(luò)部分代碼和getProductById()耦合在了一起，如果想把別的方法改為遠(yuǎn)程調(diào)用還要重新寫一遍聯(lián)網(wǎng)的代碼，非常麻煩。

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在實(shí)際的使用中，我們會(huì)編寫各種各樣的遠(yuǎn)程調(diào)用，打個(gè)比方，IProductService接口以后可能會(huì)擴(kuò)展成這樣：

public interface IProductService { 
 
    Product getProductById(Integer id); 
     
    Product getProductByName(String name); 
     
    Product getMostExpensiveProduct(); 
} 

我們總不可能為每個(gè)方法都編寫一段網(wǎng)絡(luò)連接的代碼吧，我們得想到一種辦法為所有的方法都嵌入一段共用的網(wǎng)絡(luò)連接代碼。

那具體應(yīng)該怎樣嵌入呢?這里我們可以用到代理模式。

首先，服務(wù)端的代碼要進(jìn)行修改，由于多個(gè)方法共用一套聯(lián)網(wǎng)的代碼，我們要在服務(wù)端識(shí)別調(diào)用的是哪一個(gè)方法：

public class Server { 
 
    private static boolean running = true; 
 
    public static void main(String[] args) throws Exception { 
        //...... 
    } 
 
    private static void process(Socket socket) throws Exception { 
        //獲取輸入流，輸出流 
        InputStream is = socket.getInputStream(); 
        OutputStream os = socket.getOutputStream(); 
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(is); 
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(os); 
        //獲取本次遠(yuǎn)程調(diào)用的方法名 
        String methodName = ois.readUTF(); 
        //獲取本次遠(yuǎn)程調(diào)用方法的參數(shù)類型 
        Class[] parameterTypes = (Class[]) ois.readObject(); 
        //獲取具體的參數(shù)對(duì)象 
        Object[] args = (Object[]) ois.readObject(); 
         
        //創(chuàng)建商品服務(wù)類實(shí)例，（往后這里可以繼續(xù)優(yōu)化） 
        IProductService service = new ProductServiceImpl(); 
        //根據(jù)遠(yuǎn)程獲取的方法名和參數(shù)，調(diào)用相應(yīng)的方法 
        Method method = service.getClass().getMethod(methodName, parameterTypes); 
        Product product = (Product) method.invoke(service, args); 
        //把結(jié)果寫回給客戶端 
        oos.writeObject(product); 
 
        oos.close(); 
        ois.close(); 
        socket.close(); 
    } 
} 

然后在客戶端，我們創(chuàng)建一個(gè)新的代理類，對(duì)外提供一個(gè) getStub 獲取代理類的方法。使用 JDK 的動(dòng)態(tài)代理需要三個(gè)參數(shù)，一個(gè)是類加載器，一個(gè)是接口的 class 類，最后一個(gè)是InvocationHandler實(shí)例。

JDK 動(dòng)態(tài)代理背后的邏輯是這樣的：JVM 會(huì)根據(jù)接口的 class 類動(dòng)態(tài)創(chuàng)建一個(gè)代理類對(duì)象，這個(gè)代理對(duì)象實(shí)現(xiàn)了傳入的接口，也就是說它擁有了接口中所有方法的實(shí)現(xiàn)。方法具體的實(shí)現(xiàn)可以由用戶指定，也就是調(diào)用InvocationHandler的invoke方法。

public class Stub { 
 
    public static IProductService getStub() { 
 
        InvocationHandler h = new InvocationHandler() { 
            @Override 
            public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { 
                //和服務(wù)端建立Socket連接 
                Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8888); 
                ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream()); 
                //拿到遠(yuǎn)程調(diào)用的方法名 
                String methodmethodName = method.getName(); 
                //拿到遠(yuǎn)程調(diào)用方法的參數(shù)類型 
                Class[] parametersTypes = method.getParameterTypes(); 
                //把方法名傳遞給服務(wù)端 
                oos.writeUTF(methodName); 
                //把方法參數(shù)類型傳遞給服務(wù)端 
                oos.writeObject(parametersTypes); 
                //把方法參數(shù)傳遞給服務(wù)端 
                oos.writeObject(args); 
                oos.flush(); 
                //獲取遠(yuǎn)程調(diào)用的返回結(jié)果 
                ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(socket.getInputStream()); 
                Product product = (Product) ois.readObject(); 
 
                ois.close(); 
                oos.close(); 
                socket.close(); 
                return product; 
            } 
        }; 
        Object o = Proxy.newProxyInstance(IProductService.class.getClassLoader(), new Class[]{IProductService.class}, h); 
        return (IProductService) o; 
    } 
} 

這個(gè)新版本比第一個(gè)版本又美好了一些，但是其實(shí)還可以繼續(xù)優(yōu)化。現(xiàn)在我們的代理只能夠返回IProductService的實(shí)現(xiàn)類，得想辦法讓它返回任意類型的服務(wù)實(shí)現(xiàn)類。

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思路和遠(yuǎn)程調(diào)用方法相似，在遠(yuǎn)程調(diào)用方法時(shí)，我們把方法的名稱，參數(shù)類型，參數(shù)傳遞給服務(wù)端;現(xiàn)在要?jiǎng)討B(tài)創(chuàng)建服務(wù)類，我們可以把服務(wù)接口的名字傳給服務(wù)端。服務(wù)端拿到遠(yuǎn)程接口的名字后，就可以從服務(wù)注冊(cè)表中找到對(duì)應(yīng)服務(wù)實(shí)現(xiàn)類。

至于服務(wù)實(shí)現(xiàn)類如何注冊(cè)到服務(wù)注冊(cè)表，這里提供一個(gè)思路：可以考慮使用 Spring 的注解注入。這和我們平時(shí)寫 spring 代碼是相似的，在創(chuàng)建完服務(wù)實(shí)現(xiàn)類后我們會(huì)加上注解 @Service，這樣我們就可以在收到遠(yuǎn)程調(diào)用后，遍歷使用了 @Service的Bean，找到對(duì)應(yīng)的實(shí)現(xiàn)類。

總結(jié)

如果想要搭建一個(gè)簡(jiǎn)易的RPC框架，阿粉認(rèn)為有4個(gè)點(diǎn)：

• 代理問題
• 服務(wù)實(shí)例化問題
• 序列化問題
• 通信問題

本篇文章的側(cè)重點(diǎn)是前兩個(gè)，代理問題和服務(wù)實(shí)例化問題，我們回顧一下：

• 首先通過代理模式解決了每個(gè)遠(yuǎn)程方法聯(lián)網(wǎng)的問題
• 通過傳遞方法名，方法參數(shù)類型，參數(shù)，以及后面提及的直接傳接口名字的形式解決服務(wù)實(shí)例化問題，這背后的原理是反射，傳這些參數(shù)也是給反射用的。

關(guān)于另外兩個(gè)點(diǎn)的延伸

在網(wǎng)絡(luò)上傳輸數(shù)據(jù)避免不了序列化問題。Java 自帶的序列化方式效率比較低，如果要造一個(gè) RPC 框架的話，我們可以考慮引入其他第三方的序列化框架。

通信問題也很重要，現(xiàn)有的 RPC 框架使用的通信協(xié)議也不相同，各有各的優(yōu)缺點(diǎn)。但這部分手動(dòng)實(shí)現(xiàn)可能比較困難，可以根據(jù)語言自身封裝好的 API 進(jìn)行選擇。