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Java 中最简单的分布式调用 RMI[含5P]

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发表于 2017-5-2 19:18:57 | 显示全部楼层 |阅读模式

JAVA中最简单的分布式调用 RMI

前言

我们先来看一个例子:

系统中目前存在两个 JAVA 服务,分别是服务A、服务B。现在服务A 想要调用服务B中的某个服务,我们怎么实现呢?

有人觉得这不很简单,服务B暴露一个服务接口,服务A通过 RPC 的方式来访问这个接口,这里的 RPC 可以引用第三方实现,也可以通过简单的 REST 请求的方式实现。

是的,解决这场景的方法有很多,其实 JAVA 自身也提供了一种更简单的方式,即通过 RMI 实现跨 JVM 虚拟机的远程调用。虽然它和现在主流的 RPC 相比,可能显得比较无力。但是其设计思想,加上它的简单易用,我们不妨来看一下。

RMI 简介

RMI(Remote Method Invocation)是一种用于实现远程过程调用的应用程序编程接口。它使客户机上运行的程序可以调用远程服务器上的对象。远程方法调用特性使Java编程人员能够在网络环境中分布操作。

特点

  • 是 JAVA 自带的功能,无需集成任何的外部扩展;
  • 数据传输是面向对象的;
  • 动态下载对象资源;
  • 仅限 JAVA 间通信;

通信协议

服务间的通信通过 TCP 传输。协议约定为 rmi://,仅限JAVA之间的远程通信;

成员

  • RMI Registry:作为存储远程服务的代理对象的仓库
  • Server:服务端,暴露远程对象,并将其代理对象注册进 RMI Registry
  • Client:客户端,查找远程代理对象,远程调用服务对象

运行机制

从上图可以看出,虽然 RMI 目前看上去有点过时了,但其思想和现在的服务注册与发现还是很相似的。归纳起来,包含以下几点:

  1. 启动注册中心
  2. 服务端:暴露服务
  3. 服务端:服务注册
  4. 客户端:获取服务地址(代理对象)
  5. 客户端:远程调用服务

使用方法

  • 启动 RMI Registry

这里启动仓库有两种方式,一种是在程序中启动:

import java.rmi.registry.LocateRegistry;
Registry registry = LocateRegistry.createRegistry(REGISTRY_PORT);

另一种通过命令启动:

/usr/bin/rmiregistry REGISTRY_PORT
  • 获取 RMI Registry
    • 通过环境变量 java.rmi.server.hostname 来设置仓库地址
import java.rmi.registry.LocateRegistry;
Registry registry = LocateRegistry.getRegistry(REGISTRY_PORT)
  • 定义远程服务接口

    • 接口继承 Remote
    • 接口方法必须抛出 RemoteException
import java.rmi.Remote;
public interface RemoteService extends Remote {

    //define your function
    Object run() throws RemoteException;

}
  • UnicastRemoteObject.exportObject(Remote obj, int port)

    • 创建 Remote 对象的代理类,并实现 Serializable 接口
    • 在 TCP 上暴露远程服务
    • port 为 0 表示使用匿名随机端口 ( 使用1~1023的已知端口时,注意权限问题
import java.rmi.server.UnicastRemoteObject;
Remote remoteProxy = UnicastRemoteObject.exportObject(your_remote_service, 0);
  • 注册远程对象到 RMI Registry( 在 Registry 中的都是对象的远程代理类,并非真正的对象

获取 Registry 的远程代理类,然后调用它的 rebind 将代理对象注册进仓库中 ( Naming.rebind(String name, Remote obj) 本质上也是解析 name 中的仓库地址,获取仓库的代理对象,进而进行远程注册

// 本地创建或远程获取 Registry
Registry registry = ...
registry.rebind(String name, Remote obj);
  • 查找远程调用对象
Registry registry = LocateRegistry.getRegistry(REGISTRY_PORT);
Remote obj = registry.lookup(REMOTE_NAME);

示例

###准备工作: 定义远程对象接口

package com.test.remote;

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

public interface RemoteService extends Remote {

    Object run() throws RemoteException;

    Object run(Object obj) throws RemoteException;

}

###服务B:注册远程服务

  • 实现远程服务对象
package com.test.serviceB.publishService;

import com.test.remote.RemoteService;
import java.rmi.RemoteException;

public class pService1 implements RemoteService {

    public Object run() {
        System.out.println("invoke pService1.");
        return "success";
    }

    public Object run(Object obj) throws RemoteException {
        System.out.println("invoke pService1, params is " + obj.toString());
        return "success";
    }

}
  • 启动服务

    • 创建 RMI Registry(也可在通过命令 rmiregistry 在应用外创建)
    • 实例化远程服务
    • 导出远程对象,使其能接受远程调用
    • 将导出的远程对象绑定到仓库中
    • 等待服务调用
public class Boot {

    private static final String REMOTE_P1 = "serviceB:p1";
    private static final int REGISTRY_PORT = 9999;

    public static void main(String[] args) throws RemoteException {
    	  
    	 // 实例化远程对象,并创建远程代理类
        RemoteService p1 = new pService1();
        Remote stub1 = UnicastRemoteObject.exportObject(p1, 0);
        
        // 本地创建 Registry,并注册远程代理类
        Registry registry = LocateRegistry.createRegistry(REGISTRY_PORT);
        registry.rebind(REMOTE_P1, stub1);

        System.out.println("service b bound");

    }
}

###服务A:调用远程服务

  • 启动服务
    • 连接仓库
    • 在 Registry 中查找所调用服务的远程代理类
    • 调用代理类方法
public class Boot {

    private static final String REMOTE_P1 = "serviceB:p1";
    private static final int REGISTRY_PORT = 9999;

    public static void main(String[] args) throws RemoteException {

        try {
        
            Registry registry = LocateRegistry.getRegistry(REGISTRY_PORT);
            // 从仓库中获取远程代理类
            RemoteService p1 = (RemoteService) registry.lookup(REMOTE_P1);
            // 远程动态代理
            String res1 = (String)p1.run();
            System.out.printf("The remote call for %s %s \n", REMOTE_P1, res1);

        } catch (NotBoundException e){
            e.printStackTrace();
        } catch (RemoteException e){
            e.printStackTrace();
        }

    }
}

演示结果

  • 启动服务B
service b bound
  • 启动服务A
The remote call for serviceB:p1 success 

Process finished with exit code 0
  • 查看服务B 调用情况
service b bound
invoke pService1.

高级用法

上面示例没有涉及到远程调用的传参问题。如果需要传参,且传参的类型不是基本类型时,远程服务就需要动态的去下载资源。

这里通过设置环境变量来实现远程下载:

  • java.rmi.server.codebase:远程资源下载路径(必须是绝对路径),可以是file://, ftp://, http:// 等形式的;
  • java.rmi.server.useCodebaseOnly:默认为 true, 表示仅依赖当前的 codebase, 如果使用外部的 codebase( 服务B 需要使用 服务A 提供的下载地址时 ),需将此参数设置为false;

对于跨主机的访问,RMI 加入了安全管理器(SecurityManager),那么也需要对应的安全策略文件

  • java.security.policy:指定策略文件地址;

其他设置:

  • java.rmi.server.hostname:设置仓库的主机地址;
  • sun.rmi.transport.tcp.handshakeTimeout:设置连接仓库的超时时间;

核心代码

关于源码的阅读,网上曾经看到一句话讲的很好,“源码阅读的什么样程度算好,阅读到自己能放过自己了,那就够了。”

我一般喜欢带着问题来阅读,这里我从几个问题入手,简单分享下我的理解。

  • 获取到的 Registry 对象到底是什么东西?

从这段代码来分析:

Registry registry = LocateRegistry.getRegistry(REGISTRY_PORT);

  • 远程对象到底是什么,原始对象又在哪里呢?

从这段代码来分析:

Remote obj = UnicastRemoteObject.exportObject(Remote obj, int port);

  • 知道了仓库中存放、获取的都是 远程对象的代理类,那么实际的远程通信是如何完成的?

知道 JDK 动态代理的同学,肯定有一个 invoke 方法,是方法调用的关键。这里的 invoke() 具体代码在 UnicastRef 中。

问题

从源码中可以看出,远程调用每次都会 新建一个 connection,感觉这里会成为一个性能的瓶颈。

总结

虽然 RMI 在目前看来有些过时了,但它的思想:远程仓库、服务注册、服务查找、代理调用等,和目前主流的 RPC 是不是很相似呢?一种技术的过时,往往是跟不上业务的快速发展,但它的产生至少是满足了当时的需求。

个人觉得,技术的实现会随着业务的发展不断的变化,但是核心思想一定是小步的进行,毕竟这些都是不断积累的经验总结出来的。希望本篇对大家能有所收获!

来自:https://github.com/jasonGeng88/blog/blob/master/201704/rmi.md

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