简易RPC框架-私有协议栈

HTTP协议

客户机与服务端之间的数据交互需要遵守一定的约定，比如协议版本，数据类型，是否有缓存，是否有压缩等，只有在这些约定的基础上才能相互之间愉快的工作。

Netty通信过程中的编解码

这时说的是基于TCP/IP的Netty之间的通信。TCP/IP协议下客户端与服务端之间要进行数据交互，一般需要将数据转换成二进制格式，直接传java bean是不能支持的。在RPC模式下客户端在向服务端发起请求前需要将数据做编码，服务端在接收客户端发的数据后需要做解码之后才能正常工作。

• 解码流程

• 编码流程

Netty 私有协议栈

为了更好的控制RPC客户端与服务端之间的通信，也可以编写私有的协议栈来支撑。

定义消息体

类似HTTP协议，包含头信息以及内容信息。

public class RpcMessage implements Serializable {

    private RpcMessageHeader messageHeader;

    private Object messageBody;

}

头信息，包含内容体长度，消息类型等信息。可以根据消息类型来做不同的业务，比如区分是心跳信息还是业务或者是监控之类的信息。

public class RpcMessageHeader implements Serializable {
    private int length;

    private int type;

}

定义解码器

因为TCP/IP协议容易出现粘包拆包现象，这里为了简单直接选择继承组件提供的LengthFieldBasedFrameDecoder，只需要重写下面的方法即可：

 public Object decode(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf in) throws Exception {
        ByteBuf frame=(ByteBuf)super.decode(ctx,in);
        if(null==frame){
            return null;
        }

        RpcMessage message=new RpcMessage();
        RpcMessageHeader messageHeader=new RpcMessageHeader();
        messageHeader.setLength(frame.readInt());
        message.setMessageHeader(messageHeader);

        byte[] data = new byte[message.getMessageHeader().getLength()];
        frame.readBytes(data);

        Object obj = ProtoStuffSerializeUtil.deserialize(data, genericClass);
        message.setMessageBody(obj);
        return message;
    }

定义编码器

编码器继承MessageToByteEncoder，将对象转换成字节的编码器

public class RpcEncoder extends MessageToByteEncoder<RpcMessage>

重点是下面的编码函数，在ByteBuf中输出数据长度以及数据体，如有其它需要可以补充其它的字段，比如消息类型。

 public void encode(ChannelHandlerContext ctx, RpcMessage in, ByteBuf out) throws Exception {
        if(null==in){
            throw new RpcException("RpcMessage is null");
        }
        if (genericClass.isInstance(in.getMessageBody())) {
            byte[] data = ProtoStuffSerializeUtil.serialize(in.getMessageBody());
            out.writeInt(data.length);
            out.writeBytes(data);
        }
    }

ServerHandle

• 修改服务端执行器消息实体类型为新定义的RpcMessage

public class RpcServerInvoker extends AbstractInvoker<RpcMessage> 

• 修改服务端回调

从服务端方法获取到返回的结果后，重新封装成消息对象（RpcMessage）发送给客户端。

protected void channelRead0(ChannelHandlerContext channelHandlerContext, RpcMessage message) {

        this.executor.execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                RpcInvoker rpcInvoker=RpcServerInvoker.this.buildInvokerChain(RpcServerInvoker.this);
                RpcResponse response=(RpcResponse) rpcInvoker.invoke(RpcServerInvoker.this.buildRpcInvocation((RpcRequest) message.getMessageBody()));
                RpcMessage responseMessage=new RpcMessage();
                byte[] data = ProtoStuffSerializeUtil.serialize(response);
                RpcMessageHeader messageHeader=new RpcMessageHeader();
                messageHeader.setLength(data.length);
                responseMessage.setMessageHeader(messageHeader);
                responseMessage.setMessageBody(response);
                channelHandlerContext.writeAndFlush(responseMessage);
            }
        });

    }

ClientHandle

• 修改客户端执行器消息实体类型为新定义的RpcMessage

public class RpcClientInvoker extends AbstractInvoker<RpcMessage>

• 修改客户端回调方法

接收的返回结果修改为RpcMessage，从body属性中获取原来的RpcResponse对象

public void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, RpcMessage message) {
        RpcResponse response=(RpcResponse) message.getMessageBody();
        String requestId = response.getRequestId();
        ResponseFuture responseFuture = pendingRPC.get(requestId);
        if (responseFuture != null) {
            pendingRPC.remove(requestId);
            responseFuture.done(response);
        }
    }

• 修改发送请求的消息对象，组装成RpcMessage发送

public ResponseFuture invoke(RpcInvocation invocation) {
        RpcRequest request=this.getRpcRequest();
        ResponseFuture responseFuture = new ResponseFuture(request);
        pendingRPC.put(request.getRequestId(), responseFuture);
        RpcMessage message=new RpcMessage();
        byte[] data = ProtoStuffSerializeUtil.serialize(request);
        RpcMessageHeader messageHeader=new RpcMessageHeader();
        messageHeader.setLength(data.length);
        message.setMessageHeader(messageHeader);
        message.setMessageBody(request);
        channel.writeAndFlush(message);
        return responseFuture;
    }

本文源码

https://github.com/jiangmin168168/jim-framework

文中代码是依赖上述项目的，如果有不明白的可下载源码

引用

• 文中插图来自来网络
• 文中的思路参考了Netty权威指南