Java 编写基于 Netty 的 RPC 框架 _RPC

一简单概念
RPC: ( Remote Procedure Call),远程调用过程,是通过网络调用远程计算机的进程中某个方法,从而获取到想要的数据,过程如同调用本地的方法一样.
阻塞IO :当阻塞I/O在调用InputStream.read()方法是阻塞的,一直等到数据到来时才返回,同样ServerSocket.accept()方法时,也是阻塞,直到有客户端连接才返回,I/O通信模式如下:

文章插图

缺点:当客户端多时,会创建大量的处理线程,并且为每一个线程分配一定的资源;阻塞可能带来频繁切换上下文,这时引入NIO
NIO : jdk1.4引入的(NEW Input/Output),是基于通过和缓存区的I/O方式,(插入一段题外话,学的多忘得也多,之前有认真研究过NIO,后来用到的时候,忘得一干二净,所以学习一些东西,经常返回看看),NIO是一种非阻塞的IO模型,通过不断轮询IO事件是否就绪,非阻塞是指线程在等待IO的时候,可以做其他的任务,同步的核心是Selector,Selector代替线程本省的轮询IO事件,避免了阻塞同时减少了不必要的线程消耗;非阻塞的核心是通道和缓存区,当IO事件的就绪时,可以将缓存区的数据写入通道

文章插图

其工作原理:
1 由专门的线程来处理所有的IO事件,并且负责转发
2 事件驱动机制:事件到的时候才触发,而不是同步监视
3 线程通讯:线程之间通讯通过wait,notify等方式通讯,保证每次上下文切换都是有意义的,减少没必要的线程切换
通道 : 是对原I/O包中流的模拟,所有数据必须通过Channel对象,常见的通道FileChannel,SocketChannel,ServerSocketChannel,DatagramChannel(UDP协议向网络连接的两端读写数据)

文章插图

Buffer缓存区 :实际上是一个容器,一个连续的数组,任何读写的数据都经过Buffer

文章插图

Netty :是由JBOSS提供的一个JAVA开源框架,是一个高性能,异步事件驱动的NIO框架,基于JAVA NIO提供的API实现,他提供了TCP UDP和文件传输的支持,,所有操作都是异步非阻塞的.通过Futrue-Listener机制,本质就是Reactor模式的现实,Selector作为多路复用器,EventLoop作为转发器,而且,netty对NIO中buffer做优化,大大提高了性能
二 Netty 客户端和服务端的
Netty中Bootstrap和Channel的生命周期
Bootstrap简介
Bootstarp:引导程序,将ChannelPipeline,ChannelHandler,EventLoop进行整体关联

文章插图

Bootstrap具体分为两个实现
ServerBootstrap:用于服务端,使用一个ServerChannel接收客户端的连接,并创建对应的子Channel
Bootstrap:用于客户端,只需要一个单独的Channel,配置整个Netty程序,串联起各个组件
二者的主要区别:
1 ServerBootstrap用于Server端,通过调用bind()绑定一个端口监听连接,Bootstrap用于Client端,需要调用connect()方法来连接服务器端,我们也可以调用bind()方法接收返回ChannelFuture中Channel
2 客户端的Bootstrap一般用一个EventLoopGroup,而服务器的ServerBootstrap会用两个第一个EventLoopGroup专门负责绑定到端口监听连接事件,而第二个EventLoopGroup专门用来处处理每个接收的连接,这样大大提高了并发量
public class Server { public static void main(String[] args) throws Exception { // 1 创建线两个事件循环组 // 一个是用于处理服务器端接收客户端连接的 // 一个是进行网络通信的（网络读写的） EventLoopGroup pGroup = new NioEventLoopGroup(); EventLoopGroup cGroup = new NioEventLoopGroup(); // 2 创建辅助工具类ServerBootstrap ，用于服务器通道的一系列配置 ServerBootstrap b = new ServerBootstrap(); b.group(pGroup, cGroup) // 绑定俩个线程组 .channel(NIOServerSocketChannel.class) // 指定NIO的模式.NioServerSocketChannel对应TCP, NioDatagramChannel对应UDP .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024) // 设置TCP缓冲区 .option(ChannelOption.SO_SNDBUF, 32 * 1024) // 设置发送缓冲大小 .option(ChannelOption.SO_RCVBUF, 32 * 1024) // 这是接收缓冲大小 .option(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true) // 保持连接 .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() { @Override protected void initChannel(SocketChannel sc) throws Exception { //SocketChannel建立连接后的管道 // 3 在这里配置通信数据的处理逻辑, 可以addLast多个... sc.pipeline().addLast(new ServerHandler()); } }); // 4 绑定端口, bind返回future(异步), 加上sync阻塞在获取连接处 ChannelFuture cf1 = b.bind(8765).sync(); //ChannelFuture cf2 = b.bind(8764).sync(); //可以绑定多个端口 // 5 等待关闭, 加上sync阻塞在关闭请求处 cf1.channel().closeFuture().sync(); //cf2.channel().closeFuture().sync(); pGroup.shutdownGracefully(); cGroup.shutdownGracefully(); }}public class ServerHandler extends ChannelHandlerAdapter { @Override public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception { System.out.println("server channel active... "); } @Override public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception { ByteBuf buf = (ByteBuf) msg; byte[] req = new byte[buf.readableBytes()]; buf.readBytes(req); String body = new String(req, "utf-8"); System.out.println("Server :" + body ); String response = "返回给客户端的响应：" + body ; ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer(response.getBytes())); // future完成后触发监听器, 此处是写完即关闭(短连接). 因此需要关闭连接时, 要通过server端关闭. 直接关闭用方法ctx[.channel()].close() //.addListener(ChannelFutureListener.CLOSE); } @Override public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception { System.out.println("读完了"); ctx.flush(); } @Override public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable t) throws Exception { ctx.close(); }}public class Client { public static void main(String[] args) throws Exception {EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup(); Bootstrap b = new Bootstrap(); b.group(group) .channel(NioSocketChannel.class) .handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() { @Override protected void initChannel(SocketChannel sc) throws Exception {sc.pipeline().addLast(new ClientHandler()); } });ChannelFuture cf1 = b.connect("127.0.0.1", 8765).sync(); //ChannelFuture cf2 = b.connect("127.0.0.1", 8764).sync(); //可以使用多个端口 //发送消息, Buffer类型. write需要flush才发送, 可用writeFlush代替 cf1.channel().writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("777".getBytes())); cf1.channel().writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("666".getBytes())); Thread.sleep(2000); cf1.channel().writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("888".getBytes())); //cf2.channel().writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("999".getBytes()));cf1.channel().closeFuture().sync(); //cf2.channel().closeFuture().sync(); group.shutdownGracefully(); }}public class ClientHandler extends ChannelHandlerAdapter{ @Override public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception { } @Override public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception { try { ByteBuf buf = (ByteBuf) msg; byte[] req = new byte[buf.readableBytes()]; buf.readBytes(req); String body = new String(req, "utf-8"); System.out.println("Client :" + body ); } finally { // 记得释放xxxHandler里面的方法的msg参数: 写(write)数据, msg引用将被自动释放不用手动处理; 但只读数据时,!必须手动释放引用数 ReferenceCountUtil.release(msg); } } @Override public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception { } @Override public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception { ctx.close(); }}