RPC 遠程過程調(diào)用可以說是分布式系統(tǒng)的基礎，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 要叫作遠程過程調(diào)用，而不叫作 RMC 遠程方法調(diào)用。但阿粉認為 RPC 的叫法才是合理的，遠程調(diào)用的是某個過程，不一定是一個具體的方法。(你只要看過后面第一個版本的代碼就能懂了)

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這整個過程可以用一句話概括：機器 A 通過網(wǎng)絡與機器B建立連接，A 發(fā)送一些參數(shù)給 B，B 執(zhí)行某個過程，并把結果返回給 A。

“在寫代碼之前，先說一個前置背景，假設我們有一個商品類：

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 
} 

有一個商品服務接口：

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

服務端有商品服務接口的實現(xiàn)類：

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

下面我們通過客戶端發(fā)送一個商品 id 到服務端，服務端獲得 id 后通過商品服務類獲取商品信息，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)絡傳到服務端 
        dos.writeInt(123); 
 
        socket.getOutputStream().write(baos.toByteArray()); 
        socket.getOutputStream().flush(); 
 
        //讀取服務端返回的商品信息 
        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);//通過服務端返回的商品信息生成商品 
 
        System.out.println(product); 
         
        //關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 { 
        //建立服務端Socket 
        ServerSocket ss = new ServerSocket(8888); 
        //不斷監(jiān)聽，處理客戶端請求 
        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 遠程調(diào)用的原始簡易版本，可以看到聯(lián)網(wǎng)的代碼寫死在了客戶端中，網(wǎng)絡部分代碼和getProductById()耦合在了一起，如果想把別的方法改為遠程調(diào)用還要重新寫一遍聯(lián)網(wǎng)的代碼，非常麻煩。

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在實際的使用中，我們會編寫各種各樣的遠程調(diào)用，打個比方，IProductService接口以后可能會擴展成這樣：

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

我們總不可能為每個方法都編寫一段網(wǎng)絡連接的代碼吧，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)絡連接代碼。

那具體應該怎樣嵌入呢?這里我們可以用到代理模式。

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

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); 
        //獲取本次遠程調(diào)用的方法名 
        String methodName = ois.readUTF(); 
        //獲取本次遠程調(diào)用方法的參數(shù)類型 
        Class[] parameterTypes = (Class[]) ois.readObject(); 
        //獲取具體的參數(shù)對象 
        Object[] args = (Object[]) ois.readObject(); 
         
        //創(chuàng)建商品服務類實例，（往后這里可以繼續(xù)優(yōu)化） 
        IProductService service = new ProductServiceImpl(); 
        //根據(jù)遠程獲取的方法名和參數(shù)，調(diào)用相應的方法 
        Method method = service.getClass().getMethod(methodName, parameterTypes); 
        Product product = (Product) method.invoke(service, args); 
        //把結果寫回給客戶端 
        oos.writeObject(product); 
 
        oos.close(); 
        ois.close(); 
        socket.close(); 
    } 
} 

然后在客戶端，我們創(chuàng)建一個新的代理類，對外提供一個 getStub 獲取代理類的方法。使用 JDK 的動態(tài)代理需要三個參數(shù)，一個是類加載器，一個是接口的 class 類，最后一個是InvocationHandler實例。

JDK 動態(tài)代理背后的邏輯是這樣的：JVM 會根據(jù)接口的 class 類動態(tài)創(chuàng)建一個代理類對象，這個代理對象實現(xiàn)了傳入的接口，也就是說它擁有了接口中所有方法的實現(xiàn)。方法具體的實現(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 { 
                //和服務端建立Socket連接 
                Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8888); 
                ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream()); 
                //拿到遠程調(diào)用的方法名 
                String methodmethodName = method.getName(); 
                //拿到遠程調(diào)用方法的參數(shù)類型 
                Class[] parametersTypes = method.getParameterTypes(); 
                //把方法名傳遞給服務端 
                oos.writeUTF(methodName); 
                //把方法參數(shù)類型傳遞給服務端 
                oos.writeObject(parametersTypes); 
                //把方法參數(shù)傳遞給服務端 
                oos.writeObject(args); 
                oos.flush(); 
                //獲取遠程調(diào)用的返回結果 
                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; 
    } 
} 

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

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思路和遠程調(diào)用方法相似，在遠程調(diào)用方法時，我們把方法的名稱，參數(shù)類型，參數(shù)傳遞給服務端;現(xiàn)在要動態(tài)創(chuàng)建服務類，我們可以把服務接口的名字傳給服務端。服務端拿到遠程接口的名字后，就可以從服務注冊表中找到對應服務實現(xiàn)類。

至于服務實現(xiàn)類如何注冊到服務注冊表，這里提供一個思路：可以考慮使用 Spring 的注解注入。這和我們平時寫 spring 代碼是相似的，在創(chuàng)建完服務實現(xiàn)類后我們會加上注解 @Service，這樣我們就可以在收到遠程調(diào)用后，遍歷使用了 @Service的Bean，找到對應的實現(xiàn)類。

總結

如果想要搭建一個簡易的RPC框架，阿粉認為有4個點：

• 代理問題
• 服務實例化問題
• 序列化問題
• 通信問題

本篇文章的側重點是前兩個，代理問題和服務實例化問題，我們回顧一下：

• 首先通過代理模式解決了每個遠程方法聯(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實例化問題，這背后的原理是反射，傳這些參數(shù)也是給反射用的。

關于另外兩個點的延伸

在網(wǎng)絡上傳輸數(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 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。但這部分手動實現(xiàn)可能比較困難，可以根據(jù)語言自身封裝好的 API 進行選擇。