Netty学习笔记（四）

作者: dev_winner | 来源:发表于2021-01-06 14:47 被阅读0次

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RPC（Remote Procedure Call）：远程过程调用，是一个计算机通信协议。该协议允许运行于一台计算机的程序调用另一台计算机的子程序，而程序员无需额外地为这个交互作用编程。
两个或多个应用程序都分布在不同的服务器上，它们之间的调用都像是本地方法调用一样。

常见的 RPC 框架有：比较知名的如阿里的 Dubbo、Google 的 gRPC、Go 语言的 rpcx、Apache 的 thrift，Spring 旗下的 SpringCloud。

RPC调用流程

RPC调用流程说明：
- 服务消费方（client）以本地调用方式调用服务；
- client stub 接收到调用后负责将方法、参数等封装成能够进行网络传输的消息体；
- client stub 将消息进行编码并发送到服务端；
- server stub 收到消息后进行解码；server stub 根据解码结果调用本地的服务；
- 本地服务执行并将结果返回给 server stub；server stub 将返回导入结果进行编码并发送至消费方；
- client stub 接收到消息并进行解码，服务消费方（client）得到结果。
Netty应用实例：基于Netty实现 Dubbo RPC。
需求说明：Dubbo 底层使用了 Netty 作为网络通讯框架，要求用 Netty 实现一个简单的 RPC 框架，模仿 Dubbo，消费者和提供者约定接口和协议，消费者远程调用提供者的服务，提供者返回一个字符串，消费者打印提供者返回的数据。

HelloService.java

package com.zzw.netty.dubborpc.publicinterface;
//这个服务提供方和服务消费方都需要的接口
public interface HelloService {
    String hello(String mes);
}

HelloServiceImpl.java

package com.zzw.netty.dubborpc.provider;
import com.zzw.netty.dubborpc.publicinterface.HelloService;
public class HelloServiceImpl implements HelloService {
    private static int count = 0;
    //当有消费方调用该方法时，就返回一个结果
    @Override
    public String hello(String mes) {
        System.out.println("收到客户端消息：" + mes);
        //根据 mes 返回不同的结果
        if (mes != null) {
            return "你好客户端，我已经收到你的消息 [" + mes + "] 第" + (++count) + " 次。";
        } else {
            return "你好客户端，我已经收到你的消息！";
        }
    }
}

ServerBootstrap.java

package com.zzw.netty.dubborpc.provider;
import com.zzw.netty.dubborpc.netty.NettyServer;
//ServerBootstrap 会启动一个服务提供者，就是 NettyServer
public class ServerBootstrap {
    public static void main(String[] args) {
        NettyServer.startServer("127.0.0.1", 7000);
    }
}

NettyServer.java

package com.zzw.netty.dubborpc.netty;
import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.ChannelPipeline;
import io.netty.channel.EventLoopGroup;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;
import io.netty.handler.codec.string.StringDecoder;
import io.netty.handler.codec.string.StringEncoder;
public class NettyServer {
    public static void startServer(String hostName, int port) {
        startServer0(hostName, port);
    }
    //编写一个方法，完成对NettyServer的初始化和启动
    private static void startServer0(String hostname, int port) {
        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
        EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
        try {
            ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();
            serverBootstrap.group(bossGroup, workerGroup)
                    .channel(NioServerSocketChannel.class)
                    .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                                      @Override
                                      protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                                          ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
                                          pipeline.addLast(new StringDecoder());
                                          pipeline.addLast(new StringEncoder());
                                          pipeline.addLast(new NettyServerHandler()); //业务处理器
                                      }
                                  }
                    );
            ChannelFuture channelFuture = serverBootstrap.bind(hostname, port).sync();
            System.out.println("服务提供方开始提供服务~~~");
            channelFuture.channel().closeFuture().sync();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workerGroup.shutdownGracefully();
        }
    }
}

NettyServerHandler.java

package com.zzw.netty.dubborpc.netty;
import com.zzw.netty.dubborpc.customer.ClientBootstrap;
import com.zzw.netty.dubborpc.provider.HelloServiceImpl;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.ChannelInboundHandlerAdapter;
public class NettyServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        //获取客户端发送的消息，并调用服务
        System.out.println("msg：" + msg);
        //客户端在调用服务器的api时，我们需要定义一个协议
        //比如我们要求 每次发消息是都必须以某个字符串开头 "HelloService#hello#你好"
        if (msg.toString().startsWith(ClientBootstrap.providerName)) {
            String result = new HelloServiceImpl().hello(msg.toString().substring(msg.toString().lastIndexOf("#") + 1));
            ctx.writeAndFlush(result);
        }
    }
    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
        ctx.close();
    }
}

ClientBootstrap.java

package com.zzw.netty.dubborpc.customer;
import com.zzw.netty.dubborpc.netty.NettyClient;
import com.zzw.netty.dubborpc.publicinterface.HelloService;
public class ClientBootstrap {
    //这里定义协议头
    public static final String providerName = "HelloService#hello#";
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //创建一个消费者
        NettyClient customer = new NettyClient();
        //创建代理对象
        HelloService service = (HelloService) customer.getBean(HelloService.class, providerName);
        for (; ; ) {
            Thread.sleep(2 * 1000);
            //通过代理对象调用服务提供者的方法(服务)
            String res = service.hello("你好，Dubbo！");
            System.out.println("调用的结果：" + res);
        }
    }
}

NettyClient.java

package com.zzw.netty.dubborpc.netty;
import io.netty.bootstrap.Bootstrap;
import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.ChannelOption;
import io.netty.channel.ChannelPipeline;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioSocketChannel;
import io.netty.handler.codec.string.StringDecoder;
import io.netty.handler.codec.string.StringEncoder;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class NettyClient {
    //创建一个线程池
    private static ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors());
    private static NettyClientHandler client;
    private int count = 0;
    //编写方法使用代理模式，获取一个代理对象
    public Object getBean(final Class<?> serviceClass, final String providerName) {
        return Proxy.newProxyInstance(Thread.currentThread().getContextClassLoader(),
                new Class<?>[]{serviceClass}, (proxy, method, args) -> {
                    System.out.println("(proxy, method, args) 进入...." + (++count) + " 次");
                    //这部分代码，客户端每调用一次 hello，就会进入到该代码
                    if (client == null) {
                        initClient();
                    }
                    //设置要发给服务器端的信息
                    //providerName 协议头 args[0] 就是客户端调用api：hello(???)
                    client.setPara(providerName + args[0]);
                    return executor.submit(client).get(); //获取服务端返回的结果
                });
    }
    //初始化客户端
    private static void initClient() {
        client = new NettyClientHandler();
        //创建EventLoopGroup
        NioEventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
        Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
        bootstrap.group(group)
                .channel(NioSocketChannel.class)
                .option(ChannelOption.TCP_NODELAY, true) //无延时
                .handler(
                        new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                            @Override
                            protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                                ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
                                pipeline.addLast(new StringDecoder());
                                pipeline.addLast(new StringEncoder());
                                pipeline.addLast(client);
                            }
                        }
                );
        try {
            bootstrap.connect("127.0.0.1", 7000).sync();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

NettyClientHandler.java

package com.zzw.netty.dubborpc.netty;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.ChannelInboundHandlerAdapter;
import java.util.concurrent.Callable;
public class NettyClientHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter implements Callable {
    private ChannelHandlerContext context;//上下文
    private String result; //返回的结果
    private String para; //客户端调用方法时，传入的参数
    //与服务器的连接创建后，就会被调用（第一个被调用）
    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        System.out.println("channelActive 方法被调用！");
        context = ctx;
    }
    //收到服务器的数据后，调用方法 （第四个被调用），channelRead 和 call 的调用是同步过程
    @Override
    public synchronized void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        System.out.println("channelRead 方法被调用！");
        result = msg.toString();
        notify(); //唤醒等待的线程
    }
    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
        ctx.close();
    }
    //被代理对象调用，发送数据给服务器（第三个被调用）-> wait -> 等待被唤醒(channelRead) -> 返回结果（第五个被调用）
    @Override
    public synchronized Object call() throws Exception {
        System.out.println("call1 被调用...");
        context.writeAndFlush(para);
        //进行wait
        wait(); //等待 channelRead 方法获取到服务器的结果后，唤醒这里
        System.out.println("call2 被调用...");
        return result; //服务方返回的结果
    }
    //（第二个被调用）
    void setPara(String para) {
        System.out.println("setPara...");
        this.para = para;
    }
}

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