2023-07-29  阅读(141)
原文作者:说好不能打脸 原文地址:https://yinwj.blog.csdn.net/article/details/49120813

1、概述

在概述了数据描述格式的基本知识、IO通信模型的基本知识后。我们终于可以进入这个系列博文的重点:系统间通信管理。在这个章节我将通过对RMI的详细介绍,引出一个重要的系统间通信的管理规范RPC,并且继续讨论一些RPC的实现;再通过分析PRC的技术特点,引出另一种系统间通信的管理规范ESB,并介绍ESB的一些具体实现。最后我们介绍SOA:面向服务的软件架构。

2、RMI基本使用

RMI(Remote Method Invocation,远程方法调用),是JAVA早在JDK 1.1中提供的JVM与JVM之间进行 对象方法调用的技术框架的实现(在JDK的后续版本中,又进行了改进)。通过RMI技术,某一个本地的JVM可以调用存在于另外一个JVM中的对象方法,就好像它仅仅是在调用本地JVM中某个对象方法一样。例如RMI客户端中的如下调用:

List< UserInfo > users = remoteServiceInterface.queryAllUserinfo();

看似remoteServiceInterface对象和普通的对象没有区别,但实际上remoteServiceInterface对象的具体方法实现却不在本地的JVM中,而是在某个远程的JVM中(这个远程的JVM可以是RMI客户端同属于一台物理机,也可以属于不同的物理机)

我在写这篇博客的时候,查阅了一些网络资料。 发现将RMI讲透彻的文章很少。有不少的文章提出“RMI技术已经过时”的观点,“性能不好”的观点等。更有甚者甚者将JAVA 原生的Socket框架和RMI技术框架做性能比较 (说明作者没有弄清楚Socket框架和RMI框架的关系) 。描述RMI底层IO模型的文章更是没有找到,只找到一篇寥寥几字的文章居然说RMI和NIO没有任何关联

1-1、RMI使用场景

RMI是基于JAVA语言的,也就是说在RMI技术框架的描述中,只有Server端使用的是JAVA语言并且Client端也是用的JAVA语言,才能使用RMI技术(目前在codeproject.com中有一个开源项目名字叫做“RMI for C++”,可以实现JAVA To C++的RMI调用。但是这是一个第三方的实现,并不是java的标准RMI框架定义,所以并不在我们的讨论范围中)。

RMI适用于两个系统都主要使用JAVA语言进行构造,不需要考虑跨语言支持的情况。并且对两个JAVA系统的通讯速度有要求的情况。

RMI 是一个良好的、特殊的RPC实现:使用JRMP协议承载数据描述,可以使用BIO和NIO两种IO通信模型。 RMI框架是可以在大规模集群系统中使用的 ,当然是不是使用RMI技术,还要看您的产品的技术背景、团队的技术背景、公司的业务背景甚至客户的非技术背景等。(但如果您说您自己写的分布式系统性能优于RMI,那说明我肤浅了:原来在我国像Bill Joy、Ann Wollrath这样的大师竟然是一抓一大把!!!)

1-2、RMI框架的基本组成

虽然RMI早在JDK.1.1版本中就开放了。但是在JDK1.5的版本中RMI又进行改进。所以我们后续的代码示例和原理讲解都基于最新的RMI框架特性。

要定义和使用一套基于RMI框架工作的系统,您至少需要做一下几个工作:

1、定义RMI Remote接口
2、实现这个RMI Remote接口
3、生成Stub(桩)和 Skeleton(骨架)。这一步的具体操作视不同的JDK版本而有所不同(例如JDK1.5后,Skeleton不需要手动);“RMI注册表”的工作方式也会影响“Stub是否需要命令行生成”这个问题。
4、向“RMI注册表”注册在第2步我们实现的RMI Remote接口。
5、创建一个Remote客户端,通过java“命名服务”在“RMI注册表”所在的IP:PORT寻找注册好的RMI服务。
6、Remote客户端向调用存在于本地JVM中对象那样,调用存在于远程JVM上的RMI接口。

下图描述了上述几个概念名称间的关系,呈现了JDK.5中RMI框架其中一种运行方式(注意,是其中一种工作方式。也就是说RMI框架不一定都是这种运行方式,后文中我们还将描述另外一种RMI的工作方式):

202307292202272101.png

1-3、代码示例一

在这个代码中,我们将使用“本地RMI注册表”(LocateRegistry),让RMI服务的具体提供者和RMI注册表 工作在同一个JVM上 ,向您介绍最基本的RMI服务的定义、编写、注册和调用过程:

首先我们必须定义RMI 服务接口,代码如下:

    package testRMI;
    
    import java.rmi.Remote;
    import java.rmi.RemoteException;
    import java.util.List;
    
    import testRMI.entity.UserInfo;
    
    public interface RemoteServiceInterface extends Remote {
        /**
         * 这个RMI接口负责查询目前已经注册的所有用户信息
         */
        public List<UserInfo> queryAllUserinfo() throws RemoteException;
    }

很简单的代码,应该不用多解释什么了。这个定义的接口方法如果放在某个业务系统A中,您可以理解是查询这个系统A中所有可用的用户资料。注意这个接口所继承的java.rmi.Remote接口,是“RMI服务接口”定义的特点。

那么有接口定义了,自然就要实现这个接口:

    package testRMI;
    
    import java.rmi.RemoteException;
    import java.rmi.server.UnicastRemoteObject;
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    
    import testRMI.entity.UserInfo;
    
    /**
     * RMI 服务接口RemoteServiceInterface的具体实现<br>
     * 请注意这里继承的是UnicastRemoteObject父类。
     * 继承于这个父类,表示这个Remote Object是“存在于本地”的RMI服务实现
     * (这句话后文会解释)
     * @author yinwenjie
     *
     */
    public class RemoteUnicastServiceImpl extends UnicastRemoteObject implements RemoteServiceInterface {
        /**
         * 注意Remote Object没有默认构造函数
         * @throws RemoteException
         */
        protected RemoteUnicastServiceImpl() throws RemoteException {
            super();
        }
    
        private static final long serialVersionUID = 6797720945876437472L;
    
        /* (non-Javadoc)
         * @see testRMI.RemoteServiceInterface#queryAllUserinfo()
         */
        @Override
        public List<UserInfo> queryAllUserinfo() throws RemoteException {
            List<UserInfo> users = new ArrayList<UserInfo>();
    
            UserInfo user1 = new UserInfo();
            user1.setUserAge(21);
            user1.setUserDesc("userDesc1");
            user1.setUserName("userName1");
            user1.setUserSex(true);
            users.add(user1);
    
            UserInfo user2 = new UserInfo();
            user2.setUserAge(21);
            user2.setUserDesc("userDesc2");
            user2.setUserName("userName2");
            user2.setUserSex(false);
            users.add(user2);
            return users;
        }
    }

还有我们定义的Userinfo信息,就是一个普通的POJO对象:

    package testRMI.entity;
    
    import java.io.Serializable;
    import java.rmi.RemoteException;
    
    public class UserInfo implements Serializable {
        /**
         * 
         */
        private static final long serialVersionUID = -377525163661420263L;
    
        private String userName;
        private String userDesc;
        private Integer userAge;
        private Boolean userSex;
    
        public UserInfo() throws RemoteException {
    
        }
    
        /**
         * @return the userName
         */
        public String getUserName() {
            return userName;
        }
    
        /**
         * @param userName the userName to set
         */
        public void setUserName(String userName) {
            this.userName = userName;
        }
    
        /**
         * @return the userDesc
         */
        public String getUserDesc() {
            return userDesc;
        }
    
        /**
         * @param userDesc the userDesc to set
         */
        public void setUserDesc(String userDesc) {
            this.userDesc = userDesc;
        }
    
        /**
         * @return the userAge
         */
        public Integer getUserAge() {
            return userAge;
        }
    
        /**
         * @param userAge the userAge to set
         */
        public void setUserAge(Integer userAge) {
            this.userAge = userAge;
        }
    
        /**
         * @return the userSex
         */
        public Boolean getUserSex() {
            return userSex;
        }
    
        /**
         * @param userSex the userSex to set
         */
        public void setUserSex(Boolean userSex) {
            this.userSex = userSex;
        }
    }

RMI Server 的接口定义和RMI Server的实现都有了,那么编写代码的最后一步是将这个RMI Server注册到“RMI 注册表”中运行。这样 RMI的客户端就可以调用这个 RMI Server了。下面的代码是将RMI Server注册到“本地RMI 注册表”中:

    package testRMI;
    
    import java.rmi.Naming;
    import java.rmi.registry.LocateRegistry;
    
    public class RemoteUnicastMain {
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            /*
             * Locate registry,您可以理解成RMI服务注册表,或者是RMI服务位置仓库。
             * 主要的作用是维护一个“可以正常提供RMI具体服务的所在位置”。
             * 每一个具体的RMI服务提供者,都会讲自己的Stub注册到Locate registry中,以表示自己“可以提供服务”
             * 
             * 有两种方式可以管理Locate registry,一种是通过操作系统的命令行启动注册表;
             * 另一种是在代码中使用LocateRegistry类。
             * 
             * LocateRegistry类中有一个createRegistry方法,可以在这台物理机上创建一个“本地RMI注册表”
             * */
            LocateRegistry.createRegistry(1099);
    
            // 以下是向LocateRegistry注册(绑定/重绑定)RMI Server实现。
            RemoteUnicastServiceImpl remoteService = new RemoteUnicastServiceImpl();
            // 通过java 名字服务技术,可以讲具体的RMI Server实现绑定一个访问路径。注册到LocateRegistry中
            Naming.rebind("rmi://127.0.0.1:1099/queryAllUserinfo", remoteService);
    
            /*
             * 在“已经拥有某个可访问的远程RMI注册表”的情况下。
             * 下面这句代码就是向远程注册表注册RMI Server,
             * 当然远程RMI注册表的JVM-classpath中一定要有这个Server的Stub存在
             *  
             * (运行在另外一个JVM上的RMI注册表,可能是同一台物理机也可能不是同一台物理机)
             * Naming.rebind("rmi://192.168.61.1:1099/queryAllUserinfo", remoteService);
             * */
        }
    }

这样我们后续编写的Client端就可以调用这个RMI Server了。但是在给出Client端的代码前,关于前面几个类的代码还要进行一些细节的说明:

  • 由于我们使用LocateRegistry创建了一个“本地RMI注册表”,所以不需要使用rmic命令生成Stub了(注意是“不需要手工生成”而不是“不需要”了),这是因为RMI Sever真实服务的JVM和RMI 注册表的JVM是同一个JVM。
  • 那么RMI Sever真实服务的JVM和RMI注册表的JVM可以是两个不同的JVM吗?当然可以。而且这才是RMI框架灵活性、健壮性的提现。
  • 请注意RemoteUnicastServiceImpl的定义,它继承了UnicastRemoteObject。一般来说RMI Server的实现可以继承两种父类:UnicastRemoteObject和Activatable(下篇文章就会讲到Activatable)。
  • 前者的意义是,RMI Server真实的服务提供者将工作在“本地JVM”上;后者的意义是,RMI Server的真是的服务提供者,不是在“本地JVM”上运行,而是可以通过“RMI Remote Server 激活”技术,被序列化到“远程JVM”(即远程RMI注册表所在的JVM上),并适时被“远程JVM”加载运行。
  • 再注意一下“Naming.rebind”和“Naming.bind”的区别。前置是指“重绑定”,如果“重绑定”时“RMI 注册表”已经有了这个服务name的存在,则之前所绑定的Remote Object将会被替换;而后者在执行时如果“绑定”时“RMI注册表”已经有这个服务name的存在,则系统会抛出错误。所以除非您有特别的业务要求,那么建议使用rebind方法进行Remote Object绑定。
  • 还要注意registry.rebind和Naming.rebind绑定的区别。前者是使用RMI注册表绑定,所以不需要写完整的RMI URL了;后者是通过java的名称服务进行绑定,由于名称服务不止为RMI框架提供查询服务,所以在绑定是要书写完成的RMI URL。

下面的代码是RMI Client的代码:

    package testRMI;
    
    import java.rmi.Naming;
    import java.util.List;
    
    import org.apache.commons.logging.Log;
    import org.apache.commons.logging.LogFactory;
    import org.apache.log4j.BasicConfigurator;
    
    import testRMI.entity.UserInfo;
    
    /**
     * 客户端调用RMI测试
     * @author yinwenjie
     *
     */
    public class RemoteClient {
        static {
            BasicConfigurator.configure();
        }
    
        /**
         * 日志
         */
        private static final Log LOGGER = LogFactory.getLog(RemoteClient.class);
    
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            // 您看,这里使用的是java名称服务技术进行的RMI接口查找。
            RemoteServiceInterface remoteServiceInterface = (RemoteServiceInterface)Naming.lookup("rmi://192.168.61.1/queryAllUserinfo");
            List<UserInfo> users = remoteServiceInterface.queryAllUserinfo();
    
            RemoteClient.LOGGER.info("users.size() = " +users.size());
        }
    }

那么怎么来运行这段代码呢?如果您使用的是eclipse编写了您第一个RMI Server和RMI Client,并且您使用的是“本地RMI 注册表”。那么您不需要做任何的配置、脚本指定等工作(包括不需要专门设置JRE权限、不需要专门指定classpath、不需要专门生成Stub和Skeleton),就可以看到RMI的运行和调用效果了:

下图为RemoteUnicastMain的效果RMI 服务注册和执行效果:

202307292202278382.png

可以看到,RemoteUnicastMain中的代码执行完成后整个应用程序没有退出。如下图:

202307292202285133.png

这是因为这个应用程序要承担“真实的RMI Server实现”的服务调用。如果它退出,RMI 注册表就无法请求真实的服务实现了。

我们再来看下图,RemoteClient调用RMI 服务的效果:

202307292202290234.png

很明显控制台将返回

0 [main] INFO testRMI.RemoteClient - users.size() = 2

1-4、代码示例二

好吧,文章写到这里我不得不承认我在误导大家。因为上面的代码既没有涉及到Stub的问题,也没有涉及到RMI注册表的讲解。那么在示例代码一的时候,我们讲到了RMI注册表和RMI Server 实现是可以分成两个JVM运行的;我们还讲到Stub是需要手动生成的。那么这个该怎么做呢?

  • 首先我们需要改写RemoteUnicastMain类,将RemoteUnicastMain中使用LocateRegistry类创建“本地RMI注册表”的代码去掉:
    package testRMI;
    
    
    import java.rmi.registry.LocateRegistry;
    import java.rmi.registry.Registry;
    
    public class RemoteRegistryUnicastMain {
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            /*
             * 我们通过LocateRegistry的get方法,寻找一个存在于远程JVM上的RMI注册表
             * */
            Registry registry = LocateRegistry.getRegistry("192.168.61.1", 1099);
    
            // 以下是向远程RMI注册表(绑定/重绑定)RMI Server的Stub。
            // 同样的远程RMI注册表的JVM-classpath下,一定要有这个RMI Server的Stub
            RemoteUnicastServiceImpl remoteService = new RemoteUnicastServiceImpl();
    
            /*
             * 在不写LocateRegistry.createRegistry(1099);的情况下。
             * 下面这句代码就是注册 远程RMI注册表 (运行在另外一个JVM上的RMI注册表,
             * 可能是同一台物理机也可能不是同一台物理机)
             * 
             * 注册的RMI注册表存在于192.168.61.1这个IP上 
             * 
             * 使用注册表registry进行绑定或者重绑定时,不需要写完整的RMI URL
             * */
            registry.rebind("queryAllUserinfo" , remoteService);
        }
    }
  • 然后我们要为RMI Remote Server的实现RemoteUnicastServiceImpl手动生成Stub(RMI中称之为桩);为什么要生成呢?因为RMI Remote Server的实现和RMI注册表将工作在两个独立的JVM上,RMI注册表需要知道Server实现的基本信息(包括类方法信息、类的引用情况等),这些信息就是定义在Stub类中的。下面我们在windows环境下生成Stub(linux环境下过程基本相同):

rmic -classpath E:\testworkspace\testBSocket\target\classes testRMI.RemoteServiceImpl

上面的Dos窗口代码讲解一下:

rmic命令:就是rmic命令了,这个命令专门用来生成Stub和Skeleton(JDK1.5+不会生成Skeleton了)

-classpath:classpath参数。指定class目录的位置。这个参数和您安装JDK时,在环境变量中设置的CLASSPATH参数含义是一样的。只是在我的环境中,工程编译的路径是E:\testworkspace\testBSocket\target\classes,这个路径没有设置设置在环境变量中,所以在生成Stub需要专门指定(否则rmic没法识别到哪个根路径识别class)

-testRMI.RemoteServiceImpl:要生成Stub的RMI Server服务实现类。这个类一定要实现java.rmi.Remote接口。

在执行完成后,对应的class目录下您将可以看到生成好的Stub class。RemoteUnicastServiceImpl_Stub.class就是刚才生成的Stub class。这个Stub class和RemoteServiceInterface需要放到“RMI 注册表”运行JVM的classpath下面。

  • 接下来我们启动远程“RMI 注册表”服务:

//设置classpath
set CLASSPATH=%CLASSPATH%;E:
\testworkspace\testBSocket\target\classes

//linux下的话,就这么命令
export CLASSPATH=$CLASSPATH:/usr/java/classpath

//启动注册表应用程序
rmiregistry -p 1099

如果不指定“-p”端口参数,那么默认的端口就是1099。

  • 再接下来使用修改后的RemoteUnicastMain,将RMI Remote Server注册到远程“RMI注册表”中:

202307292202296825.png

现在这个RMI Remote Server就被注册到远程“RMI注册表”上了。但是RemoteRegistryUnicastMain的执行效果和之前RemoteUnicastMain的执行效果是一样的。执行到bind/rebind语句时,应用程序也没有退出。原因和示例代码一中的原因是一样的。

  • 最后指定Client的调用,调用RMI URL的IP地址需要更改一下:
    package testRMI;
    
    import java.rmi.Naming;
    import java.util.List;
    
    import org.apache.commons.logging.Log;
    import org.apache.commons.logging.LogFactory;
    import org.apache.log4j.BasicConfigurator;
    
    import testRMI.entity.UserInfo;
    
    /**
     * 客户端调用RMI测试
     * @author yinwenjie
     *
     */
    public class RemoteClient {
        static {
            BasicConfigurator.configure();
        }
    
        /**
         * 日志
         */
        private static final Log LOGGER = LogFactory.getLog(RemoteClient.class);
    
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            RemoteServiceInterface remoteServiceInterface = (RemoteServiceInterface)Naming.lookup("rmi://192.168.61.1:1099/queryAllUserinfo");
            List<UserInfo> users = remoteServiceInterface.queryAllUserinfo();
    
            RemoteClient.LOGGER.info("users.size() = " +users.size());
        }
    }

3、JAVA RMI 原理

下篇文章开始,我们继续讲解JAVA RMI中工作原理。并且详细分析RMI框架底层的IO通信模型。

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