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先搞懂HTTP到RPC到服务注册的演变,再谈服务注册与发现

更新时间  2021-11-18 01:01 阅读
本文摘要:序:RPC就是使用socket告诉服务端我要调你的哪一个类的哪一个方法然后获得处置惩罚的效果。服务注册和路由就是借助第三方存储介质存储服务信息让服务消费者挪用。让我们自己动手从0开始写一个rpc功效以及实现服务注册,动态上下线,服务路由,负载平衡。 下面内容有点长,需要静下心来看,看懂了后,关于服务注册与发现的理论就豁然开朗,种种框架都不怕了。一句话明确RPC原理 RPC即远程历程挪用,它的实现方式有许多,好比webservice等。

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序:RPC就是使用socket告诉服务端我要调你的哪一个类的哪一个方法然后获得处置惩罚的效果。服务注册和路由就是借助第三方存储介质存储服务信息让服务消费者挪用。让我们自己动手从0开始写一个rpc功效以及实现服务注册,动态上下线,服务路由,负载平衡。

下面内容有点长,需要静下心来看,看懂了后,关于服务注册与发现的理论就豁然开朗,种种框架都不怕了。一句话明确RPC原理  RPC即远程历程挪用,它的实现方式有许多,好比webservice等。

框架调多了,烦了,没激情了,我们就该问自己,这些框架的作用到底是什么,来找回当初的激情。  一般来说,我们写的系统就是一个单机系统,一个web服务器一个数据库服务,可是当这单台服务器的处置惩罚能力受硬件成本的限制,是不能无限的提升处置惩罚性能的。

这个时候我们使用RPC将原来的当地挪用转变为挪用远端的服务器上的方法,给系统的处置惩罚能力和吞吐量带来了提升。  RPC的实现包罗客户端和服务端,即服务的挪用方和服务的提供方。

服务挪用方发送rpc请求到服务提供方,服务提供方凭据挪用方提供的参数执行请求方法,将执行的效果返回给挪用方,一次rpc挪用完成。从零实现一个RPC功效先让我们使用socket简朴的实现RPC,来看看他是什么鬼样子。服务端代码如下 服务端的提供服务的方法package cn.intsmaze.tcp.two.service;public class SayHelloServiceImpl { public String sayHello(String helloArg) { if(helloArg.equals("intsmaze")) { return "intsmaze"; } else { return "bye bye"; } }}  服务端启动吸收外部方法请求的端口类,它吸收到来自客户端的请求数据后,使用反射知识,建立指定类的工具,并挪用对应方法,然后把执行的效果返回给客户端即可。

package cn.intsmaze.tcp.two.service;import java.io.ObjectInputStream;import java.io.ObjectOutputStream;import java.lang.reflect.Method;import java.net.ServerSocket;import java.net.Socket;public class Provider { public static void main(String[] args) throws Exception { ServerSocket server=new ServerSocket(1234); while(true) { Socket socket=server.accept(); ObjectInputStream input=new ObjectInputStream(socket.getInputStream()); String classname=input.readUTF();//获得服务端要挪用的类名 String methodName=input.readUTF();//获得服务端要挪用的方法名称 Class<?>[] parameterTypes=(Class<?>[]) input.readObject();//获得服务端要挪用方法的参数类型 Object[] arguments=(Object[]) input.readObject();//获得服务端要挪用方法的每一个参数的值 Class serviceclass=Class.forName(classname);//建立类 Object object = serviceclass.newInstance();//建立工具 Method method=serviceclass.getMethod(methodName, parameterTypes);//获得该类的对应的方法 Object result=method.invoke(object, arguments);//该工具挪用指定方法 ObjectOutputStream output=new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream()); output.writeObject(result); socket.close(); } }}  服务挪用者代码  挪用服务的方法,主要就是客户端启动一个socket,然后向提供服务的服务端发送数据,其中的数据就是告诉服务端去挪用哪一个类的哪一个方法,已经挪用该方法的参数是几多,然后竣事服务端返回的数据即可。package cn.intsmaze.tcp.two.client;import java.io.ObjectInputStream;import java.io.ObjectOutputStream;import java.net.Socket;public class consumer { @SuppressWarnings({ "unused", "rawtypes" }) public static void main(String[] arg) throws Exception { //我们要想挪用远程提供的服务,必须告诉远程我们要挪用你的哪一个类,这里我们可以在当地建立一个interface来获取类的名称,可是这样我们必须 //保证该interface和远程的interface的所在包名一致。这种方式欠好。

所以我们还是通过硬编码的方式吧。     //虽然webservice就是这样的,我小我私家以为不是多好。     // String interfacename=SayHelloService.class.getName(); String classname="cn.intsmaze.tcp.two.service.SayHelloServiceImpl"; String method="sayHello"; Class[] argumentsType={String.class}; Object[] arguments={"intsmaze"}; Socket socket=new Socket("127.0.0.1",1234); ObjectOutputStream output=new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream()); output.writeUTF(classname); output.writeUTF(method); output.writeObject(argumentsType); output.writeObject(arguments); ObjectInputStream input=new ObjectInputStream(socket.getInputStream()); Object result=input.readObject(); System.out.println(result); socket.close(); }}现在的毛病  固然实际中出于性能思量,往往接纳非阻塞式I/O,制止无限的等候,带来系统性能的消耗。

  上面的只是一个简朴的历程,当系统之间的挪用变得庞大之后,该方式有如下不足:服务挪用者代码以硬编码的方式指明所挪用服务的信息(类名,方法名),当服务提供方改动所提供的服务的代码后,服务挪用者必须修改代码举行调整,否则会导致服务挪用者无法乐成举行远程方法挪用导致系统异常,而且当服务提供者宕机下线了,服务挪用者并不知道服务端是否存活,仍然会举行会见,导致异常。RPC中引入服务注册  一个系统中,服务提供者往往不是一个,而是多个,那么服务消费者如何从众多的服务者找到对应的服务举行RPC就是一个问题了,因为这个时候我们不能在在服务挪用者代码中硬编码指出挪用哪一个服务的地址等信息,因为我们可以想象,没有一个统一的地方治理所有服务,那么我们在错综庞大的系统之间无法理清有哪些服务,已经服务的挪用关系,这简直就是灾难。

   这个时候就要举行服务的注册,通过一个第三方的存储介质,当服务的提供者上线时,通过代码将所提供的服务的相关信息写入到存储介质中,写入的主要信息以key-value方式:服务的名称:(类名,方法名,参数类型,参数,IP地址,端口)。服务的挪用者向远程挪用服务时,会先到第三方存储介质中凭据所要挪用的服务名获得(类名,方法名,参数类型,参数,IP地址,端口)等参数,然后再向服务端发出挪用请求。通过这种方式,代码就变得灵活多变,不会再因为一个局部的变得引发全局架构的变更。因为一般的改动是不会变得服务的名称的。

这种方式其实就是soa架构,服务消费者通过服务名称,从众多服务中找到要挪用的服务的相关信息,称为服务的路由。  下面通过一个静态MAP工具来模拟第三方存储的介质。

package cn.intsmaze.tcp.three;import net.sf.json.JSONObject;public class ClassWays { String classname;//类名 String method;//方法 Class[] argumentsType;//参数类型 String ip;//服务的ip地址 int port;//服务的端口 get,set...... }  第三方存储介质,这里牢固了服务提供者的相关信息,理想的模拟是,当服务启动后,自动向该类的map荟萃添加信息。可是因为服务端和客户端启动时,是两个差别的jvm历程,客户端是无法会见到服务端写到静态map荟萃的数据的。package cn.intsmaze.tcp.three;import java.util.HashMap;import java.util.Map;import net.sf.json.JSONObject;public class ServiceRoute { public static Map<String,String> NAME=new HashMap<String, String>(); public ServiceRoute() { ClassWays classWays=new ClassWays(); Class[] argumentsType={String.class}; classWays.setArgumentsType(argumentsType); classWays.setClassname("cn.intsmaze.tcp.three.service.SayHelloServiceImpl"); classWays.setMethod("sayHello"); classWays.setIp("127.0.0.1"); classWays.setPort(1234); JSONObject js=JSONObject.fromObject(classWays); NAME.put("SayHello", js.toString()); } }  接下来看服务端代码的漂亮面貌吧。

package cn.intsmaze.tcp.three.service;public class Provider { //服务启动的时候,组装相关信息,然后写入第三方存储机制,供服务的挪用者去获取 public void reallyUse() { ClassWays classWays = new ClassWays(); Class[] argumentsType = { String.class }; classWays.setArgumentsType(argumentsType); classWays.setClassname("cn.intsmaze.tcp.three.service.SayHelloServiceImpl"); classWays.setMethod("sayHello"); classWays.setIp("127.0.0.1"); classWays.setPort(1234); JSONObject js=JSONObject.fromObject(classWays); //模拟第三方存储介质,实际中应该是redis,mysql,zookeeper等。ServiceRoute.NAME.put("SayHello", js.toString()); } public static void main(String[] args) throws Exception { ServerSocket server = new ServerSocket(1234); //实际中,这个地方应该挪用如下方法,可是因为简朴的模拟服务的注册,将注册的信息硬编码在ServiceRoute类中,这个类的结构方法内里会自动注册服务的相关信息。//server.reallyUse(); while (true) { Socket socket = server.accept(); ObjectInputStream input = new ObjectInputStream(socket.getInputStream()); String classname = input.readUTF(); String methodName = input.readUTF(); Class<?>[] parameterTypes = (Class<?>[]) input.readObject(); Object[] arguments = (Object[]) input.readObject(); Class serviceclass = Class.forName(classname); Object object = serviceclass.newInstance(); Method method = serviceclass.getMethod(methodName, parameterTypes); Object result = method.invoke(object, arguments); ObjectOutputStream output = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream()); output.writeObject(result); socket.close(); } }}  服务的挪用者代码:package cn.intsmaze.tcp.three.client;public class Consumer { public Object reallyUse(String provideName,Object[] arguments) throws Exception { //模拟从第三方存储介质拿去数据 ServiceRoute serviceRoute=new ServiceRoute(); String js=serviceRoute.NAME.get(provideName); JSONObject obj = new JSONObject().fromObject(js); ClassWays classWays = (ClassWays)JSONObject.toBean(obj,ClassWays.class); String classname=classWays.getClassname(); String method=classWays.getMethod(); Class[] argumentsType=classWays.getArgumentsType(); Socket socket=new Socket(classWays.getIp(),classWays.getPort()); ObjectOutputStream output=new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream()); output.writeUTF(classname); output.writeUTF(method); output.writeObject(argumentsType); output.writeObject(arguments); ObjectInputStream input=new ObjectInputStream(socket.getInputStream()); Object result=input.readObject(); socket.close(); return result; } @SuppressWarnings({ "unused", "rawtypes" }) public static void main(String[] arg) throws Exception { Consumer consumer=new Consumer(); Object[] arguments={"intsmaze"}; Object result=consumer.reallyUse("SayHello",arguments); System.out.println(result); }}  回到开始的问题现在我们保证了服务挪用者对服务的挪用的相关参数以动态的方式举行控制,通过封装,服务挪用者只需要指定每一次挪用时的参数的值即可。可是当服务提供者宕机下线了,服务挪用者并不知道服务端是否存活,仍然会举行会见,导致异常。

这个时候我们该如何思量解决了?  剩下的我就不写代码示例了,代码只是思想的体现形式,就像开发语言一直变化,可是思想是稳定的。服务动态上下线  服务下线我们应该把该服务从第三方存储删除,在服务提供方写代码举行删除控制,也就是服务下线前会见第三方删除自己提供的服务。

这样固然行不通的,因为服务宕机时,才不会说,我要宕机了,服务提供者你快去第三方存储介质删掉该服务信息。所以这个时候我们就要在第三方存储介质上做手脚,好比服务提供方并不是直接把服务信息写入第三方存储介质,而是与一个第三方系统举行交互,第三方系统把吸收到来自服务提供者的服务信息写入第三方存储介质中,然后在服务提供者和第三方系统间建设一个心跳检测,当第三方系统检测到服务提供者宕机后,就会自动到第三方介质中删除对应服务信息。  这个时候我们就可以选择zookeeper作为第三方存储介质,服务启动会到zookeeper上面建立一个暂时目录,该目录存储该服务的相关信息,当服务端宕机了,zookeeper会自动删除该文件夹,这个时候就实现了服务的动态上下线了。  这个地方其实就是dubbo的一大特色功效:服务设置中心——动态注册和获取服务信息,来统一治理服务名称和其对于的服务器的信息。

服务提供者在启动时,将其提供的服务名称,服务器地址注册到服务设置中心,服务消费者通过设置中心来获得需要挪用服务的机械。当服务器宕机或下线,相应的机械需要动态地从服务设置中心移除,并通知相应的服务消费者。

这个历程中,服务消费者只在第一次挪用服务时需要查询服务设置中心,然后将查询到的信息缓存到当地,后面的挪用直接使用当地缓存的服务地址信息,而不需要重新提倡请求到服务设置中心去获取相应的服务地址,直到服务的地址列表有变换(机械上线或者下线)。  zookeeper如何知道的?zookeeper其实就是会和客户端直接有一个心跳检测来判断的,zookeeper功效很简朴的,可以自己去看对应的书籍即可。服务负载平衡  随着业务的生长,服务挪用者的规模生长到一定的阶段,对服务提供方也带来了庞大的压力,这个时候服务提供方就不再是一台机械了,而是一个服务集群了。  服务挪用者面临服务提供者集群如何高效选择服务提供者集群中某一台机械?  一说到集群,我们都市想到反向署理nginx,所以我们就会接纳nginx的设置文件中存储集群中的所有IP和端口信息。

然后把第三方存储介质中存储的服务信息——key-value:服务的名称:(类名,方法名,参数类型,参数,IP地址,端口)IP地址改为集群的署理地址,然后服务消费者凭据服务名称获得服务信息后组装请求把数据发送到nginx,再由nginx卖力转发请求到对应的服务提供者集群中的一台。  这确实是可以满足的,可是如果吹毛求疵就会发现他所袒露的问题!  一:使用nginx举行负载平衡,一旦nginx宕机,那么依赖他的服务均将失效,这个时候服务的提供者并没有宕机。

  二:这是一个内部系统的挪用,服务挪用者集群数量远远小于外部系统的请求数量,那么我们将所有的服务消费者到服务提供者的请求都经由nginx,带来不须要的效率开销。  革新方案:将服务提供者集群的所有信息都存储到第三方系统(如zookeeper)中对应服务名称下,体现形式为——服务名:[{机械IP:(类名,方法名,参数类型,参数,IP地址,端口)}...]。这样服务消费者向第三方存储系统(如zookeeper)获得服务的所有信息(服务集群的地址列表),然后服务挪用者就从这个列表中凭据负载平衡算法选择一个举行会见。

  这个时候我们可能会思考,负载平衡算法我们是参考nginx把IP地址的分配选择在第三方系统(如zookeeper)上举行实现还是在服务挪用者端举行实现?负载平衡算法部署在第三方系统(如zookeeper),服务消费者把服务名称发给第三方系统,第三方系统凭据服务名然后凭据负载平衡算法从该服务的地址信息列表中选择一个返回给服务消费者,服务消费者获得所挪用服务的详细信息后,直接向服务的提供者发送请求。可是正如我所说,这只是一个内部系统,请求的数量往往没有多大的变化,而且实现起来要在服务消费者直接挪用zookeeper系统前面编写一其中间件作为一其中间,难免过于贫苦。我们完全可以在服务的消费者处嵌入负载平衡算法,服务消费者获取服务的地址信息列表后,运算负载平衡算法从所得的地址信息列表中选择一个地址信息发送请求的数据。

更进一步,服务消费者第一次执行负载平衡算法后就把选择的地址信息存储到当地缓存,以后再次会见就直接从当地拿去,不再到第三方系统中获取了。  基于第三方系统实现服务的负载平衡的方案已经实现,那么我们来解决下一个问题,服务的上线和下线如何见告服务的消费者,制止服务消费者会见异常? 前面我们说了,服务提供者使用zookeeper系统的特性,可以实现服务的注册和删除,那么同样,我们也可以让服务的消费者监听zookeeper上对应的服务目录,当服务目录变更后,服务消费者则重新到zookeeper上获取新的服务地址信息,然后运算负载平衡算法选择一个新的服务举行请求。  如果有没有批注白的可以留言,我举行更正。

基本上一个RPC就是这样,剩下的一些基于RPC的框架无非就是实现了多些协议,以及一些多种语言情况的思量和效率的提升。


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