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0.0.6-通用反射调用.md

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通用调用

前面我们的例子是一个固定的出参和入参，固定的方法实现。

本节将实现通用的调用，让框架具有更高的实用性。

基本思路

所有的方法调用，基于反射进行相关处理实现。

测试代码

服务端

服务依赖

<dependency>
    <groupId>com.github.houbb</groupId>
    <artifactId>rpc-server</artifactId>
    <version>0.0.6</version>
</dependency>

基础实现

和原来一样，计算接口实现及入参/出参，此处不再赘述。

测试

  • RpcServiceMain.java
import com.github.houbb.rpc.example.server.service.CalculatorServiceImpl;
import com.github.houbb.rpc.server.facade.constant.ServiceIdConst;
import com.github.houbb.rpc.server.registry.impl.DefaultServiceRegistry;

/**
 * @author binbin.hou
 * @since 1.0.0
 */
public class RpcServiceMain {

    public static void main(String[] args) {
        // 启动服务
        DefaultServiceRegistry.getInstance()
                .register(ServiceIdConst.CALC, new CalculatorServiceImpl())
                .expose();
    }

}
  • 日志
[DEBUG] [2019-11-01 15:45:25.406] [main] [c.g.h.l.i.c.LogFactory.setImplementation] - Logging initialized using 'class com.github.houbb.log.integration.adaptors.stdout.StdOutExImpl' adapter.
[INFO] [2019-11-01 15:45:25.411] [Thread-0] [c.g.h.r.s.c.RpcServer.run] - RPC 服务开始启动服务端
[INFO] [2019-11-01 15:45:26.580] [Thread-0] [c.g.h.r.s.c.RpcServer.run] - RPC 服务端启动完成，监听【9527】端口

客户端

  • 实现代码
import com.github.houbb.rpc.client.config.reference.ReferenceConfig;
import com.github.houbb.rpc.client.config.reference.impl.DefaultReferenceConfig;
import com.github.houbb.rpc.server.facade.constant.ServiceIdConst;
import com.github.houbb.rpc.server.facade.model.CalculateRequest;
import com.github.houbb.rpc.server.facade.model.CalculateResponse;
import com.github.houbb.rpc.server.facade.service.CalculatorService;

/**
 * @author binbin.hou
 * @since 1.0.0
 */
public class RpcClientMain {

    public static void main(String[] args) {
        // 服务配置信息
        ReferenceConfig<CalculatorService> config = new DefaultReferenceConfig<CalculatorService>();
        config.serviceId(ServiceIdConst.CALC);
        config.serviceInterface(CalculatorService.class);
        config.addresses("localhost:9527");

        CalculatorService calculatorService = config.reference();
        CalculateRequest request = new CalculateRequest();
        request.setOne(10);
        request.setTwo(20);

        CalculateResponse response = calculatorService.sum(request);
        System.out.println(response);
    }

}
  • 日志
[DEBUG] [2019-11-01 15:46:42.437] [main] [c.g.h.l.i.c.LogFactory.setImplementation] - Logging initialized using 'class com.github.houbb.log.integration.adaptors.stdout.StdOutExImpl' adapter.
[INFO] [2019-11-01 15:46:42.467] [main] [c.g.h.r.c.c.RpcClient.connect] - RPC 服务开始启动客户端
[INFO] [2019-11-01 15:46:43.687] [main] [c.g.h.r.c.c.RpcClient.connect] - RPC 服务启动客户端完成，监听地址 localhost:9527
[INFO] [2019-11-01 15:46:43.780] [main] [c.g.h.r.c.p.ReferenceProxy.invoke] - [Client] start call remote with request: DefaultRpcRequest{seqId='6267e9869f094f688565726893eeb36d', createTime=1572594403773, serviceId='calc', methodName='sum', paramTypeNames=[com.github.houbb.rpc.server.facade.model.CalculateRequest], paramValues=[CalculateRequest{one=10, two=20}]}
[INFO] [2019-11-01 15:46:43.780] [main] [c.g.h.r.c.i.i.DefaultInvokeService.addRequest] - [Client] start add request for seqId: 6267e9869f094f688565726893eeb36d
[INFO] [2019-11-01 15:46:43.781] [main] [c.g.h.r.c.p.ReferenceProxy.invoke] - [Client] start call channel id: d89c67fffe99d9d7-00002ed0-00000000-e080b63d353748a8-8dcc0ae6
[INFO] [2019-11-01 15:46:43.862] [main] [c.g.h.r.c.p.ReferenceProxy.invoke] - [Client] start get resp for seqId: 6267e9869f094f688565726893eeb36d
[INFO] [2019-11-01 15:46:43.862] [main] [c.g.h.r.c.i.i.DefaultInvokeService.getResponse] - [Client] seq 6267e9869f094f688565726893eeb36d 对应结果为空，进入等待
[INFO] [2019-11-01 15:46:43.988] [nioEventLoopGroup-2-1] [c.g.h.r.c.i.i.DefaultInvokeService.addResponse] - [Client] 获取结果信息，seq: 6267e9869f094f688565726893eeb36d, rpcResponse: DefaultRpcResponse{seqId='6267e9869f094f688565726893eeb36d', error=null, result=CalculateResponse{success=true, sum=30}}
[INFO] [2019-11-01 15:46:43.989] [nioEventLoopGroup-2-1] [c.g.h.r.c.i.i.DefaultInvokeService.addResponse] - [Client] seq 信息已经放入，通知所有等待方
[INFO] [2019-11-01 15:46:43.990] [nioEventLoopGroup-2-1] [c.g.h.r.c.c.RpcClient.channelRead0] - [Client] response is :DefaultRpcResponse{seqId='6267e9869f094f688565726893eeb36d', error=null, result=CalculateResponse{success=true, sum=30}}
[INFO] [2019-11-01 15:46:43.990] [main] [c.g.h.r.c.i.i.DefaultInvokeService.getResponse] - [Client] seq 6267e9869f094f688565726893eeb36d 对应结果已经获取: DefaultRpcResponse{seqId='6267e9869f094f688565726893eeb36d', error=null, result=CalculateResponse{success=true, sum=30}}
[INFO] [2019-11-01 15:46:43.992] [main] [c.g.h.r.c.p.ReferenceProxy.invoke] - [Client] start get resp for seqId: 6267e9869f094f688565726893eeb36d
CalculateResponse{success=true, sum=30}

客户端实现

节选说明

本节内容较多，只节选部分核心内容进行讲解。

DefaultReferenceConfig 引导类

    /**
     * 获取对应的引用实现
     * （1）处理所有的反射代理信息-方法可以抽离，启动各自独立即可。
     * （2）启动对应的长连接
     * @return 引用代理类
     * @since 0.0.6
     */
    @Override
    public T reference() {
        // 1. 启动 client 端到 server 端的连接信息
        // 1.1 为了提升性能，可以将所有的 client=>server 的连接都调整为一个 thread。
        // 1.2 初期为了简单，直接使用同步循环的方式。
        // 创建 handler
        // 循环连接
        for(RpcAddress rpcAddress : rpcAddresses) {
            final ChannelHandler channelHandler = new RpcClientHandler(invokeService);
            final DefaultRpcClientContext context = new DefaultRpcClientContext();
            context.address(rpcAddress.address()).port(rpcAddress.port()).channelHandler(channelHandler);
            ChannelFuture channelFuture = new RpcClient(context).connect();
            // 循环同步等待
            // 如果出现异常，直接中断？捕获异常继续进行？？
            channelFutures.add(channelFuture);
        }

        // 2. 接口动态代理
        ProxyContext<T> proxyContext = buildReferenceProxyContext();
        return ReferenceProxy.newProxyInstance(proxyContext);
    }

这里会根据 address 创建 client-server 之间的连接信息。

代理创建

ReferenceProxy.newProxyInstance(proxyContext) 是服务端代理创建的核心实现。

这里是直接使用 java 动态代理实现的。

    /**
     * 获取代理实例
     * （1）接口只是为了代理。
     * （2）实际调用中更加关心 的是 serviceId
     * @param proxyContext 代理上下文
     * @param <T> 泛型
     * @return 代理实例
     * @since 0.0.6
     */
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public static <T> T newProxyInstance(ProxyContext<T> proxyContext) {
        final Class<T> interfaceClass = proxyContext.serviceInterface();
        ClassLoader classLoader = interfaceClass.getClassLoader();
        Class<?>[] interfaces = new Class[]{interfaceClass};
        ReferenceProxy proxy = new ReferenceProxy(proxyContext);
        return (T) Proxy.newProxyInstance(classLoader, interfaces, proxy);
    }

ReferenceProxy 核心代理类

核心流程如下：

（1）根据 proxyContext 构建 rpcRequest

（2）将 rpcRequest 写入到服务端

（3）同步等待服务端响应。

public class ReferenceProxy<T> implements InvocationHandler {

    private static final Log LOG = LogFactory.getLog(ReferenceProxy.class);

    /**
     * 服务标识
     * @since 0.0.6
     */
    private final ProxyContext<T> proxyContext;

    /**
     * 暂时私有化该构造器
     * @param proxyContext 代理上下文
     * @since 0.0.6
     */
    private ReferenceProxy(ProxyContext<T> proxyContext) {
        this.proxyContext = proxyContext;
    }

    /**
     * 反射调用
     * @param proxy 代理
     * @param method 方法
     * @param args 参数
     * @return 结果
     * @throws Throwable 异常
     * @since 0.0.6
     * @see Method#getGenericSignature() 通用标识，可以根据这个来优化代码。
     */
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        // 反射信息处理成为 rpcRequest
        final String seqId = Uuid.getInstance().id();
        final long createTime = DefaultSystemTime.getInstance().time();
        DefaultRpcRequest rpcRequest = new DefaultRpcRequest();
        rpcRequest.serviceId(proxyContext.serviceId());
        rpcRequest.seqId(seqId);
        rpcRequest.createTime(createTime);
        rpcRequest.paramValues(args);
        rpcRequest.paramTypeNames(ReflectMethodUtil.getParamTypeNames(method));
        rpcRequest.methodName(method.getName());

        // 调用远程
        LOG.info("[Client] start call remote with request: {}", rpcRequest);
        proxyContext.invokeService().addRequest(seqId);

        // 这里使用 load-balance 进行选择 channel 写入。
        final Channel channel = getChannel();
        LOG.info("[Client] start call channel id: {}", channel.id().asLongText());

        // 对于信息的写入，实际上有着严格的要求。
        // writeAndFlush 实际是一个异步的操作，直接使用 sync() 可以看到异常信息。
        // 支持的必须是 ByteBuf
        channel.writeAndFlush(rpcRequest).sync();

        // 循环获取结果
        // 通过 Loop+match  wait/notifyAll 来获取
        // 分布式根据 redis+queue+loop
        LOG.info("[Client] start get resp for seqId: {}", seqId);
        RpcResponse rpcResponse = proxyContext.invokeService().getResponse(seqId);
        LOG.info("[Client] start get resp for seqId: {}", seqId);
        Throwable error = rpcResponse.error();
        if(ObjectUtil.isNotNull(error)) {
            throw error;
        }
        return rpcResponse.result();
    }

}

服务端实现

服务端方法信息注册

服务端会在启动的时候，将所有的方法信息进行处理，便于后期调用。

  • DefaultServiceFactory#registerServices
    /**
     * 服务注册一般在项目启动的时候，进行处理。
     * 属于比较重的操作，而且一个服务按理说只应该初始化一次。
     * 此处加锁为了保证线程安全。
     * @param serviceConfigList 服务配置列表
     * @return this
     */
    @Override
    public synchronized ServiceFactory registerServices(List<ServiceConfig> serviceConfigList) {
        ArgUtil.notEmpty(serviceConfigList, "serviceConfigList");

        // 集合初始化
        serviceMap = new HashMap<>(serviceConfigList.size());
        // 这里只是预估，一般为2个服务。
        methodMap = new HashMap<>(serviceConfigList.size()*2);

        for(ServiceConfig serviceConfig : serviceConfigList) {
            serviceMap.put(serviceConfig.id(), serviceConfig.reference());
        }

        // 存放方法名称
        for(Map.Entry<String, Object> entry : serviceMap.entrySet()) {
            String serviceId = entry.getKey();
            Object reference = entry.getValue();

            //获取所有方法列表
            Method[] methods = reference.getClass().getMethods();
            for(Method method : methods) {
                String methodName = method.getName();
                if(ReflectMethodUtil.isIgnoreMethod(methodName)) {
                    continue;
                }

                List<String> paramTypeNames = ReflectMethodUtil.getParamTypeNames(method);
                String key = buildMethodKey(serviceId, methodName, paramTypeNames);
                methodMap.put(key, method);
            }
        }

        return this;
    }

对于客户端调用的处理

整体流程

（1）接收到请求信息后，整理出方法的相关信息

（2）根据方法信息，去初始化的方法集合中选取对应的方法

（3）反射调用，并且返回结果

    /**
     * 处理请求信息
     * @param rpcRequest 请求信息
     * @return 结果信息
     * @since 0.0.6
     */
    private DefaultRpcResponse handleRpcRequest(final RpcRequest rpcRequest) {
        DefaultRpcResponse rpcResponse = new DefaultRpcResponse();
        rpcResponse.seqId(rpcRequest.seqId());

        try {
            // 获取对应的 service 实现类
            // rpcRequest=>invocationRequest
            // 执行 invoke
            Object result = DefaultServiceFactory.getInstance()
                    .invoke(rpcRequest.serviceId(),
                            rpcRequest.methodName(),
                            rpcRequest.paramTypeNames(),
                            rpcRequest.paramValues());
            rpcResponse.result(result);
        } catch (Exception e) {
            rpcResponse.error(e);
            log.error("[Server] execute meet ex for request", rpcRequest, e);
        }

        // 构建结果值
        return rpcResponse;
    }

invoke 反射调用实现

方法节选如下

    public Object invoke(String serviceId, String methodName, List<String> paramTypeNames, Object[] paramValues) {
        //参数校验
        ArgUtil.notEmpty(serviceId, "serviceId");
        ArgUtil.notEmpty(methodName, "methodName");

        // 提供 cache，可以根据前三个值快速定位对应的 method
        // 根据 method 进行反射处理。
        // 对于 paramTypes 进行 string 连接处理。
        final Object reference = serviceMap.get(serviceId);
        final String methodKey = buildMethodKey(serviceId, methodName, paramTypeNames);
        final Method method = methodMap.get(methodKey);

        try {
            return method.invoke(reference, paramValues);
        } catch (IllegalAccessException | InvocationTargetException e) {
            throw new RpcRuntimeException(e);
        }
    }

总结

核心流程

看代码之前需要掌握整体的流程。

这样看起来顺着流程，会比较轻松。

核心技术

java 反射

netty 网络通讯

序列化