如何用Netty實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的RPC

本篇文章為大家展示了如何用Netty實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的RPC，內(nèi)容簡(jiǎn)明扼要并且容易理解，絕對(duì)能使你眼前一亮，通過(guò)這篇文章的詳細(xì)介紹希望你能有所收獲。

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眾所周知，dubbo 底層使用了 Netty 作為網(wǎng)絡(luò)通訊框架，而 Netty 的高性能我們之前也分析過(guò)源碼，對(duì)他也算還是比較了解了。

今天我們就自己用 Netty 實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的 RPC 框架。

1、需求

模仿 dubbo，消費(fèi)者和提供者約定接口和協(xié)議，消費(fèi)者遠(yuǎn)程調(diào)用提供者，提供者返回一個(gè)字符串，消費(fèi)者打印提供者返回的數(shù)據(jù)。底層網(wǎng)絡(luò)通信使用 Netty 4.1.16。

2、設(shè)計(jì)

1. 創(chuàng)建一個(gè)接口，定義抽象方法。用于消費(fèi)者和提供者之間的約定。

2. 創(chuàng)建一個(gè)提供者，該類(lèi)需要監(jiān)聽(tīng)消費(fèi)者的請(qǐng)求，并按照約定返回?cái)?shù)據(jù)。

3. 創(chuàng)建一個(gè)消費(fèi)者，該類(lèi)需要透明的調(diào)用自己不存在的方法，內(nèi)部需要使用 Netty 請(qǐng)求提供者返回?cái)?shù)據(jù)。

3、 實(shí)現(xiàn)

1. 創(chuàng)建 maven 項(xiàng)目，導(dǎo)入 Netty 4.1.16。

<groupId>cn.thinkinjava</groupId>
<artifactId>rpc-demo</artifactId>
<version>1.0-SNAPSHOT</version>

<dependencies>
   <dependency>
     <groupId>io.netty</groupId>
     <artifactId>netty-all</artifactId>
     <version>4.1.16.Final</version>
   </dependency>
</dependencies>

2. 項(xiàng)目目錄結(jié)構(gòu)如下：

3. 設(shè)計(jì)接口

===============

一個(gè)簡(jiǎn)單的 hello world：

public interface HelloService {
	String hello(String msg);
}

4. 提供者相關(guān)實(shí)現(xiàn)

==================

4.1. 首先實(shí)現(xiàn)約定接口，用于返回客戶端數(shù)據(jù)：

/**
 * 實(shí)現(xiàn)類(lèi)
 */
public class HelloServiceImpl implements HelloService {
  public String hello(String msg) {
    return msg != null ? msg + " -----> I am fine." : "I am fine.";
  }
}

4.2. 實(shí)現(xiàn) Netty 服務(wù)端和自定義 handler

啟動(dòng) Netty Server 代碼：

private static void startServer0(String hostName, int port) {    try {
     ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
     NioEventLoopGroup eventLoopGroup = new NioEventLoopGroup();
     bootstrap.group(eventLoopGroup)
         .channel(NioServerSocketChannel.class)
         .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {            @Override
           protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
             ChannelPipeline p = ch.pipeline();
             p.addLast(new StringDecoder());
             p.addLast(new StringEncoder());
             p.addLast(new HelloServerHandler());
           }
         });
     bootstrap.bind(hostName, port).sync();
   } catch (InterruptedException e) {
     e.printStackTrace();
   }
 }

上面的代碼中添加了 String類(lèi)型的編解碼 handler，添加了一個(gè)自定義 handler。

自定義 handler 邏輯如下：

/**
* 用于處理請(qǐng)求數(shù)據(jù)
*/public class HelloServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {  @Override
 public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) {    // 如何符合約定，則調(diào)用本地方法，返回?cái)?shù)據(jù)
   if (msg.toString().startsWith(ClientBootstrap.providerName)) {
     String result = new HelloServiceImpl()
         .hello(msg.toString().substring(msg.toString().lastIndexOf("#") + 1));
     ctx.writeAndFlush(result);
   }
 }
}

這里顯示判斷了是否符合約定（并沒(méi)有使用復(fù)雜的協(xié)議，只是一個(gè)字符串判斷），然后創(chuàng)建一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)類(lèi)，并調(diào)用方法寫(xiě)回客戶端。為什么Netty這么火？為什么？

還需要一個(gè)啟動(dòng)類(lèi)：

public class ServerBootstrap {  public static void main(String[] args) {
   NettyServer.startServer("localhost", 8088);
 }
}

好，關(guān)于提供者的代碼就寫(xiě)完了，主要就是創(chuàng)建一個(gè) netty 服務(wù)端，實(shí)現(xiàn)一個(gè)自定義的 handler，自定義 handler 判斷是否符合之間的約定（算是協(xié)議吧），如果符合，就創(chuàng)建一個(gè)接口的實(shí)現(xiàn)類(lèi)，并調(diào)用他的方法返回字符串。

5. 消費(fèi)者相關(guān)實(shí)現(xiàn)

消費(fèi)者有一個(gè)需要注意的地方，就是調(diào)用需要透明，也就是說(shuō)，框架使用者不用關(guān)心底層的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。這里我們可以使用 JDK 的動(dòng)態(tài)代理來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。

思路：客戶端調(diào)用代理方法，返回一個(gè)實(shí)現(xiàn)了 HelloService 接口的代理對(duì)象，調(diào)用代理對(duì)象的方法，返回結(jié)果。

我們需要在代理中做手腳，當(dāng)調(diào)用代理方法的時(shí)候，我們需要初始化 Netty 客戶端，還需要向服務(wù)端請(qǐng)求數(shù)據(jù)，并返回?cái)?shù)據(jù)。

5.1. 首先創(chuàng)建代理相關(guān)的類(lèi)

public class RpcConsumer {  private static ExecutorService executor = Executors
     .newFixedThreadPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors());  private static HelloClientHandler client;  /**
  * 創(chuàng)建一個(gè)代理對(duì)象
  */
 public Object createProxy(final Class<?> serviceClass,      final String providerName) {    return Proxy.newProxyInstance(Thread.currentThread().getContextClassLoader(),        new Class<?>[]{serviceClass}, (proxy, method, args) -> {          if (client == null) {
           initClient();
         }          // 設(shè)置參數(shù)
         client.setPara(providerName + args[0]);          return executor.submit(client).get();
       });
 }  /**
  * 初始化客戶端
  */
 private static void initClient() {
   client = new HelloClientHandler();
   EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
   Bootstrap b = new Bootstrap();
   b.group(group)
       .channel(NioSocketChannel.class)
       .option(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)
       .handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {          @Override
         public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
           ChannelPipeline p = ch.pipeline();
           p.addLast(new StringDecoder());
           p.addLast(new StringEncoder());
           p.addLast(client);
         }
       });    try {
     b.connect("localhost", 8088).sync();
   } catch (InterruptedException e) {
     e.printStackTrace();
   }
 }
}

該類(lèi)有 2 個(gè)方法，創(chuàng)建代理和初始化客戶端。

初始化客戶端邏輯：創(chuàng)建一個(gè) Netty 的客戶端，并連接提供者，并設(shè)置一個(gè)自定義 handler，和一些 String 類(lèi)型的編解碼器。

創(chuàng)建代理邏輯：使用 JDK 的動(dòng)態(tài)代理技術(shù)，代理對(duì)象中的 invoke 方法實(shí)現(xiàn)如下：如果 client 沒(méi)有初始化，則初始化 client，這個(gè) client 既是 handler ，也是一個(gè) Callback。將參數(shù)設(shè)置進(jìn) client ，使用線程池調(diào)用 client 的 call 方法并阻塞等待數(shù)據(jù)返回。

看看 HelloClientHandler 的實(shí)現(xiàn)：

public class HelloClientHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter implements Callable {  private ChannelHandlerContext context;  private String result;  private String para;  @Override
 public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) {
   context = ctx;
 }  /**
  * 收到服務(wù)端數(shù)據(jù)，喚醒等待線程
  */
 @Override
 public synchronized void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) {
   result = msg.toString();
   notify();
 }  /**
  * 寫(xiě)出數(shù)據(jù)，開(kāi)始等待喚醒
  */
 @Override
 public synchronized Object call() throws InterruptedException {
   context.writeAndFlush(para);
   wait();    return result;
 }  void setPara(String para) {    this.para = para;
 }
}

該類(lèi)緩存了 ChannelHandlerContext，用于下次使用，有兩個(gè)屬性：返回結(jié)果和請(qǐng)求參數(shù)。

當(dāng)成功連接后，緩存 ChannelHandlerContext，當(dāng)調(diào)用 call 方法的時(shí)候，將請(qǐng)求參數(shù)發(fā)送到服務(wù)端，等待。當(dāng)服務(wù)端收到并返回?cái)?shù)據(jù)后，調(diào)用 channelRead 方法，將返回值賦值個(gè) result，并喚醒等待在 call 方法上的線程。此時(shí)，代理對(duì)象返回?cái)?shù)據(jù)。

再看看設(shè)計(jì)的測(cè)試類(lèi)：

public class ClientBootstrap {  public static final String providerName = "HelloService#hello#";  public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

   RpcConsumer consumer = new RpcConsumer();    // 創(chuàng)建一個(gè)代理對(duì)象
   HelloService service = (HelloService) consumer
       .createProxy(HelloService.class, providerName);    for (; ; ) {
     Thread.sleep(1000);
     System.out.println(service.hello("are you ok ?"));
   }
 }
}

測(cè)試類(lèi)首先創(chuàng)建了一個(gè)代理對(duì)象，然后每隔一秒鐘調(diào)用代理的 hello 方法，并打印服務(wù)端返回的結(jié)果。

測(cè)試結(jié)果

成功打印。

看了這么久的 Netty 源碼，我們終于實(shí)現(xiàn)了一個(gè)自己的 Netty 應(yīng)用，雖然這個(gè)應(yīng)用很簡(jiǎn)單，甚至代碼寫(xiě)的有些粗糙，但功能還是實(shí)現(xiàn)了，RPC 的目的就是允許像調(diào)用本地服務(wù)一樣調(diào)用遠(yuǎn)程服務(wù)，需要對(duì)使用者透明，于是我們使用了動(dòng)態(tài)代理。并使用 Netty 的 handler 發(fā)送數(shù)據(jù)和響應(yīng)數(shù)據(jù)，完成了一次簡(jiǎn)單的 RPC 調(diào)用。

上述內(nèi)容就是如何用Netty實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的RPC，你們學(xué)到知識(shí)或技能了嗎？如果還想學(xué)到更多技能或者豐富自己的知識(shí)儲(chǔ)備，歡迎關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道。

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