布式架构基础:Java RMI详解

RMI简介
Java RMI，即远程方法调用(Remote Method Invocation)，一种用于实现远程过程调用(RPC)(Remote procedure call)的Java API，能直接传输序列化后的Java对象和分布式垃圾收集。它的实现依赖于Java虚拟机(JVM)，因此它仅支持从一个JVM到另一个JVM的调用。

这里写图片描述
rmi的实现 (1) 直接使用Registry实现rmi 服务端:

public class RegistryService {
public static void main(String[] args) {
try {
// 本地主机上的远程对象注册表Registry的实例,默认端口1099
Registry registry = LocateRegistry.createRegistry(1099);
// 创建一个远程对象
HelloRegistryFacade hello = new HelloRegistryFacadeImpl();
// 把远程对象注册到RMI注册服务器上，并命名为HelloRegistry
registry.rebind(“HelloRegistry”, hello);
System.out.println(“======= 启动RMI服务成功! =======”);
} catch (RemoteException e) {
e.printStackTrace();
}
} }
接口:
继承Remote接口
public interface HelloRegistryFacade extends Remote {
String helloWorld(String name) throws RemoteException;
}
接口实现:
继承UnicastRemoteObject
public class HelloRegistryFacadeImpl extends UnicastRemoteObject
implements HelloRegistryFacade{
public HelloRegistryFacadeImpl() throws RemoteException {
    super();
}

@Override
public String helloWorld(String name) {
    return "[Registry] 你好! " + name;
}
}
客户端:
public class RegistryClient {
public static void main(String[] args) {
try {
Registry registry = LocateRegistry.getRegistry(1099);
HelloRegistryFacade hello = (HelloRegistryFacade) registry.lookup(“HelloRegistry”);
String response = hello.helloWorld(“ZhenJin”);
System.out.println(“=======> ” + response + ” <=======”);
} catch (NotBoundException | RemoteException e) {
e.printStackTrace();
}
} }

图解:
这里写图片描述
Registry(注册表)是放置所有服务器对象的命名空间。
每次服务端创建一个对象时，它都会使用bind()或rebind()方法注册该对象。
这些是使用称为绑定名称的唯一名称注册的。

要调用远程对象，客户端需要该对象的引用,如(HelloRegistryFacade)。
即通过服务端绑定的名称(HelloRegistry)从注册表中获取对象(lookup()方法)。
(2) 使用Naming方法实现rmi
服务端:

public class NamingService {
public static void main(String[] args) {
try {
// 本地主机上的远程对象注册表Registry的实例
LocateRegistry.createRegistry(1100);
// 创建一个远程对象
HelloNamingFacade hello = new HelloNamingFacadeImpl();
// 把远程对象注册到RMI注册服务器上，并命名为Hello
//绑定的URL标准格式为：rmi://host:port/name
Naming.bind(“rmi://localhost:1100/HelloNaming”, hello);
System.out.println(“======= 启动RMI服务成功! =======”);
} catch (RemoteException | MalformedURLException | AlreadyBoundException e) {
e.printStackTrace();
}
} }
接口和接口实现和Registry的方式一样

客户端:

public class NamingClient {
public static void main(String[] args) {
try {
String remoteAddr=”rmi://localhost:1100/HelloNaming”;
HelloNamingFacade hello = (HelloNamingFacade) Naming.lookup(remoteAddr);
String response = hello.helloWorld(“ZhenJin”);
System.out.println(“=======> ” + response + ” <=======”);
} catch (NotBoundException | RemoteException | MalformedURLException e) {
e.printStackTrace();
}
} }
Naming部分源码:
public static Remote lookup(String name)
throws NotBoundException,java.net.MalformedURLException,RemoteException{
ParsedNamingURL parsed = parseURL(name);
Registry registry = getRegistry(parsed);
if (parsed.name == null)
    return registry;
return registry.lookup(parsed.name); }
Naming其实是对Registry的一个封装

Scala实现rmi
上面说了rmi是通过JVM虚拟机进行一个远程调用的,我们通过Scala,kotlin等jvm语言印证下

服务端:

object ScalaRmiService extends App { try {
val user:UserScalaFacade = new UserScalaFacadeImpl
LocateRegistry.createRegistry(1103)
Naming.rebind(“rmi://localhost:1103/UserScala”, user)
println(“======= 启动RMI服务成功! =======”) } catch {
case e: IOException => println(e) } }
接口
trait UserScalaFacade extends Remote {

/**
* 通过用户名获取用户信息
*/ @throws(classOf[RemoteException]) def getByName(userName: String): User

/**
* 通过用户性别获取用户信息
*/ @throws(classOf[RemoteException]) def getBySex(userSex: String): List[User]

}
接口实现:
class UserScalaFacadeImpl extends UnicastRemoteObject with
UserScalaFacade {

/**
* 模拟一个数据库表
*/ private lazy val userList = List(
new User(“Jane”, “女”, 16),
new User(“jack”, “男”, 17),
new User(“ZhenJin”, “男”, 18) )

override def getByName(userName: String): User = userList.filter(u
=> userName.equals(u.userName)).head

override def getBySex(userSex: String): List[User] =
userList.filter(u => userSex.equals(u.userSex))

}
实体类:
实体类必须实现序列化(Serializable)才能进行一个远程传输
class User(name: String, sex: String, age: Int) extends Serializable {

var userName: String = name var userSex: String = sex var
userAge: Int = age override def toString =
s”User(userName= $userName, userSex=$ userSex, userAge=$userAge)”

}
Scala客户端:
object ScalaRmiClient extends App {

try {
val remoteAddr="rmi://localhost:1103/UserScala"
val userFacade = Naming.lookup(remoteAddr).asInstanceOf[UserScalaFacade]

println(userFacade.getByName("ZhenJin"))
System.out.println("--------------------------------------")
for (user <- userFacade.getBySex("男")) println(user)
} catch {
case e: NotBoundException => println(e)
case e: RemoteException => println(e)
case e: MalformedURLException => println(e) }

}
Java客户端:
public class JavaRmiClient {
public static void main(String[] args) {

    try {
        String remoteAddr="rmi://localhost:1103/UserScala";
        UserScalaFacade userFacade = (UserScalaFacade) Naming.lookup();

        User zhenJin = userFacade.getByName("ZhenJin");
        System.out.println(zhenJin);
        System.out.println("--------------------------------------");
        List<User> userList = userFacade.getBySex("男");
        System.out.println(userList);

    } catch (NotBoundException | RemoteException | MalformedURLException e) {
        e.printStackTrace();
    }
} }
上面试验可以证明Scala和Java是可以互通的,Scala本身也是可以直接引用Java类的

序列化简介
序列化(Serialization)是将数据结构或对象状态转换为可以存储（例如，在文件或存储器缓冲区中）或传输（例如，通过网络连接）的格式的过程, 反序列化(Deserialization)则是从一系列字节中提取数据结构的相反操作.

这里写图片描述
Kotlin实现rmi
服务端:

fun main(args: Array) {
try {
val hello: HelloKotlinFacade = HelloKotlinFacadeImpl()
LocateRegistry.createRegistry(1102)
Naming.rebind(“rmi://localhost:1101/HelloKotlin”, hello)
println(“======= 启动RMI服务成功! =======”)
} catch (e: IOException) {
e.printStackTrace()
} }
客户端:
fun main(args: Array) {
try {
val hello = Naming.lookup(“rmi://localhost:1102/HelloKotlin”) as HelloKotlinFacade
val response = hello.helloWorld(“ZhenJin”)
println(“=======> $response <=======”)
} catch (e: NotBoundException) {
e.printStackTrace()
} catch (e: RemoteException) {
e.printStackTrace()
} catch (e: MalformedURLException) {
e.printStackTrace()
} }
实现和接口省略…

SpringBoot实现rmi
StringBoot通过配置就可以简单实现rmi了

服务端:

@Configuration public class RmiServiceConfig {
@Bean
public RmiServiceExporter registerService(UserFacade userFacade) {
RmiServiceExporter rmiServiceExporter = new RmiServiceExporter();
rmiServiceExporter.setServiceName(“UserInfo”);
rmiServiceExporter.setService(userFacade);
rmiServiceExporter.setServiceInterface(UserFacade.class);
rmiServiceExporter.setRegistryPort(1101);
return rmiServiceExporter;
} }
客户端:
@Configuration public class RmiClientConfig {
@Bean
public UserFacade userInfo() {
    RmiProxyFactoryBean rmiProxyFactoryBean = new RmiProxyFactoryBean();
    rmiProxyFactoryBean.setServiceUrl("rmi://localhost:1101/UserInfo");
    rmiProxyFactoryBean.setServiceInterface(UserFacade.class);
    rmiProxyFactoryBean.afterPropertiesSet();
    return (UserFacade) rmiProxyFactoryBean.getObject();
}
}
客户端测试类:
@Autowired private UserFacade userFacade;
@Test public void userBySexTest() {
try {
List userList = userFacade.getBySex(“男”);
userList.forEach(System.out::println);
} catch (RemoteException e) {
e.printStackTrace();
} }
通过测试类可以看出,这和我们平时的程序调用内部方法没什么区别!

rmi调用过程
这里写图片描述
有两个远程服务接口可供client调用，Factory和Product接口

FactoryImpl类实现了Factory接口，ProductImpl类实现了Product接口
1. FactoryImpl被注册到了rmi-registry中
2. client端请求一个Factory的引用
3. rmi-registry返回client端一个FactoryImpl的引用
4. client端调用FactoryImpl的远程方法请求一个ProductImpl的远程引用
5. FactoryImpl返回给client端一个ProductImpl引用
6. client通过ProductImpl引用调用远程方法
Zookeeper实现rmi
出处:http://www.importnew.com/20344.html

安装Zookeeper
解压 ZooKeeper

tar -zxvf zookeeper-3.4.12.tar.gz

在 conf 目录新建 zoo.cfg

cd zookeeper-3.4.12/conf
vim zoo.cfg

zoo.cfg 代码如下（自己指定 log 文件目录）：

tickTime=2000
dataDir=/usr/local/zookeeper-3.4.12/data
dataLogDir=/usr/local/zookeeper-3.4.12/log
clientPort=2181

在 bin 目录下，启动 Zookeeper：

cd zookeeper-3.4.12/bin
./zkServer.sh start

消费者:

public class RmiConsumer {

// 用于等待 SyncConnected 事件触发后继续执行当前线程
private CountDownLatch latch = new CountDownLatch(1);

// 定义一个 volatile 成员变量，用于保存最新的 RMI 地址（考虑到该变量或许会被其它线程所修改，一旦修改后，该变量的值会影响到所有线程）
private volatile List<String> urlList = new ArrayList<>();

// 构造器
public RmiConsumer() {
    ZooKeeper zk = connectServer(); // 连接 ZooKeeper 服务器并获取 ZooKeeper 对象
    if (zk != null) {
        watchNode(zk); // 观察 /registry 节点的所有子节点并更新 urlList 成员变量
    }
}

// 查找 RMI 服务
public <T extends Remote> T lookup() {
    T service = null;
    int size = urlList.size();
    if (size > 0) {
        String url;
        if (size == 1) {
            url = urlList.get(0); // 若 urlList 中只有一个元素，则直接获取该元素
            log.debug("using only url: {}", url);
        } else {
            url = urlList.get(ThreadLocalRandom.current().nextInt(size)); // 若 urlList

中存在多个元素，则随机获取一个元素
log.debug(“using random url: {}”, url);
}
service = lookupService(url); // 从 JNDI 中查找 RMI 服务
}
return service;
}

// 连接 ZooKeeper 服务器
private ZooKeeper connectServer() {
    ZooKeeper zk = null;
    try {
        zk = new ZooKeeper(Constant.ZK_CONNECTION_STRING, Constant.ZK_SESSION_TIMEOUT, new Watcher() {
            @Override
            public void process(WatchedEvent event) {
                if (event.getState() == Event.KeeperState.SyncConnected) {
                    latch.countDown(); // 唤醒当前正在执行的线程
                }
            }
        });
        latch.await(); // 使当前线程处于等待状态
    } catch (IOException | InterruptedException e) {
        log.error("", e);
    }
    return zk;
}

// 观察 /registry 节点下所有子节点是否有变化
private void watchNode(final ZooKeeper zk) {
    try {
        List<String> nodeList = zk.getChildren(Constant.ZK_REGISTRY_PATH, event -> {
            if (event.getType() == Watcher.Event.EventType.NodeChildrenChanged) {
                watchNode(zk); // 若子节点有变化，则重新调用该方法（为了获取最新子节点中的数据）
            }
        });
        List<String> dataList = new ArrayList<>(); // 用于存放 /registry 所有子节点中的数据
        for (String node : nodeList) {
            byte[] data = zk.getData(Constant.ZK_REGISTRY_PATH + "/" + node, false, null); // 获取 /registry 的子节点中的数据
            dataList.add(new String(data));
        }
        log.debug("node data: {}", dataList);
        urlList = dataList; // 更新最新的 RMI 地址
    } catch (KeeperException | InterruptedException e) {
        log.error("", e);
    }
}

// 在 JNDI 中查找 RMI 远程服务对象
@SuppressWarnings("unchecked")
private <T> T lookupService(String url) {
    T remote = null;
    try {
        remote = (T) Naming.lookup(url);
    } catch (NotBoundException | MalformedURLException | RemoteException e) {
        log.error("远程查找出错!", e);
    }
    return remote;
} }

生产者:
public class RmiProvider {

/**
 * 用于等待 SyncConnected 事件触发后继续执行当前线程
 */
private CountDownLatch latch = new CountDownLatch(1);

// 发布 RMI 服务并注册 RMI 地址到 ZooKeeper 中
public void publish(Remote remote, String host, int port) {
    String url = publishService(remote, host, port); // 发布 RMI 服务并返回 RMI 地址
    if (url != null) {
        ZooKeeper zk = connectServer(); // 连接 ZooKeeper 服务器并获取 ZooKeeper 对象
        if (zk != null) {
            createNode(zk, url); // 创建 ZNode 并将 RMI 地址放入 ZNode 上
        }
    }
}

 /**
  *发布 RMI 服务
  */
private String publishService(Remote remote, String host, int port) {
    String url = null;
    try {
        url = String.format("rmi://%s:%d/%s", host, port, remote.getClass().getName());
        LocateRegistry.createRegistry(port);
        Naming.rebind(url, remote);
        log.debug("publish rmi service (url: {})", url);
    } catch (RemoteException | MalformedURLException e) {
        log.error("", e);
    }
    return url;
}

// 连接 ZooKeeper 服务器
private ZooKeeper connectServer() {
    ZooKeeper zk = null;
    try {
        zk = new ZooKeeper(Constant.ZK_CONNECTION_STRING, Constant.ZK_SESSION_TIMEOUT, new Watcher() {
            @Override
            public void process(WatchedEvent event) {
                if (event.getState() == Event.KeeperState.SyncConnected) {
                    latch.countDown(); // 唤醒当前正在执行的线程
                }
            }
        });
        latch.await(); // 使当前线程处于等待状态
    } catch (IOException | InterruptedException e) {
        log.error("", e);
    }
    return zk;
}

/**
 * 创建节点
 */
private void createNode(ZooKeeper zk, String url) {
    try {
        byte[] data = url.getBytes();
        String path = zk.create(Constant.ZK_PROVIDER_PATH, data, ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL);    // 创建一个临时性且有序的 ZNode
        log.debug("create zookeeper node ({} => {})", path, url);
    } catch (KeeperException | InterruptedException e) {
        log.error("", e);
    }
}

}
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布式架构基础:Java RMI详解

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