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0 前言
提前先祝大家春节快乐！好了，先简单聊聊。
我从事的是大数据开发相关的工作，主要负责的是大数据计算这块的内容。最近 Hive 集群跑任务总是会出现 Thrift 连接 HS2 相关问题，研究了解了下内部原理，突然来了兴趣，就想着自己也实现一个 RPC 框架，这样可以让自己在设计与实现 RPC 框架过程中，也能从中了解和解决一些问题，进而让自己能够更好的发展（哈哈，会不会说我有些剑走偏锋？不去解决问题，居然研究 RPC。别急，这类问题已经解决了，后续我也会发文章详述的）。
1 RPC 流水线工程？
原理图上我已经标出来流程序号，我们来走一遍：
① Client 以本地调用的方式调用服务
② Client Stub 接收到调用后，把服务调用相关信息组装成需要网络传输的消息体，并找到服务地址（host:port），对消息进行编码后交给 Connector 进行发送
③ Connector 通过网络通道发送消息给 Acceptor
④ Acceptor 接收到消息后交给 Server Stub
⑤ Server Stub 对消息进行解码，并根据解码的结果通过反射调用本地服务
⑥ Server 执行本地服务并返回结果给 Server Stub
⑦ Server Stub 对返回结果组装打包并编码后交给 Acceptor 进行发送
⑧ Acceptor 通过网络通道发送消息给 Connector
⑨ Connector 接收到消息后交给 Client Stub，Client Stub 接收到消息并进行解码后转交给 Client
⑩ Client 获取到服务调用的最终结果
由此可见，主要需要 RPC 负责的是 2~9 这些步骤，也就是说，RPC 主要职责就是把这些步骤封装起来，对用户透明，让用户像调用本地服务一样去使用。
2 为 RPC 做个技术选型
序列化 / 反序列化首先排除 Java 的 ObjectInputStream 和 ObjectOutputStream，因为不仅需要保证需要序列化或反序列化的类实现 Serializable 接口，还要保证 JDK 版本一致，公司应用 So Many，使用的语言也众多，这显然是不可行的，考虑再三，决定采用 Objesess。
通信技术同样我们首先排除 Java 的原生 IO，因为进行消息读取的时候需要进行大量控制，如此晦涩难用，正好近段时间也一直在接触 Netty 相关技术，就不再纠结，直接命中 Netty。
高并发技术远程调用技术一定会是多线程的，只有这样才能满足多个并发的处理请求。这个可以采用 JDK 提供的 Executor。
服务注册与发现 Zookeeper。当 Server 启动后，自动注册服务信息（包括 host,port, 还有 nettyPort）到 ZK 中；当 Client 启动后，自动订阅获取需要远程调用的服务信息列表到本地缓存中。
负载均衡分布式系统都离不开负载均衡算法，好的负载均衡算法可以充分利用好不同服务器的计算资源，提高系统的并发量和运算能力。
非侵入式借助于 Spring 框架
RPC 架构图如下：
3 让 RPC 梦想成真
由架构图，我们知道 RPC 是 C / S 结构的。
3.1 先来一个单机版
单机版的话比较简单，不需要考虑负载均衡（也就没有 zookeeper)，会简单很多，但是只能用于本地测试使用。而 RPC 整体的思想是：为客户端创建服务代理类，然后构建客户端和服务端的通信通道以便于传输数据，服务端的话，就需要在接收到数据后，通过反射机制调用本地服务获取结果，继续通过通信通道返回给客户端，直到客户端获取到数据，这就是一次完整的 RPC 调用。
3.1.1 创建服务代理
可以采用 JDK 原生的 Proxy.newProxyInstance 和 InvocationHandler 创建一个代理类。详细细节网上博客众多，就不展开介绍了。当然，也可以采用 CGLIB 字节码技术实现。
3.1.2 构建通信通道 & 消息的发送与接收
客户端通过 Socket 和服务端建立通信通道，保持连接。可以通过构建好的 Socket 获取 ObjectInputStream 和 ObjectOutputStream。但是有一点需要注意，如果 Client 端先获取 ObjectOutputStream，那么服务端只能先获取 ObjectInputStream，不然就会出现死锁一直无法通信的。
3.1.3 反射调用本地服务
服务端根据请求各项信息，获取 Method，在 Service 实例上反向调用该方法。
3.2 再来一个分布式版本
我们先从顶层架构来进行设计实现，也就是技术选型后的 RPC 架构图。主要涉及了借助于，Zookeeper 实现的服务注册于发现。
3.2.1 服务注册与发现
当 Server 端启动后，自动将当前 Server 所提供的所有带有 @ZnsService 注解的 Service Impl 注册到 Zookeeper 中，在 Zookeeper 中存储数据结构为 ip:httpPort:acceptorPort
当 Client 端启动后，根据扫描到的带有 @ZnsClient 注解的 Service Interface 从 Zookeeper 中拉去 Service 提供者信息并缓存到本地，同时在 Zookeeper 上添加这些服务的监听事件，一旦有节点发生变动（上线 / 下线），就会立即更新本地缓存。
3.2.2 服务调用的负载均衡
Client 拉取到服务信息列表后，每个 Service 服务都对应一个地址 list，所以针对连哪个 server 去调用服务，就需要设计一个负载均衡路由算法。当然，负载均衡算法的好坏，会关系到服务器计算资源、并发量和运算能力。不过，目前开发的 RPC 框架 zns 中只内置了 Random 算法，后续会继续补充完善。
3.2.3 网络通道
Acceptor
当 Server 端启动后，将同时启动一个 Acceptor 长连接线程，用于接收外部服务调用请求。内部包含了编解码以及反射调用本地服务机制。
Connector
当 Client 端发起一个远程服务调用时，ZnsRequestManager 将会启动一个 Connector 与 Acceptor 进行连接，同时会保存通道信息 ChannelHolder 到内部，直到请求完成，再进行通道信息销毁。
3.2.4 请求池管理
为了保证一定的请求并发，所以对服务调用请求进行了池化管理，这样可以等到消息返回再进行处理，不需要阻塞等待。
3.2.5 响应结果异步回调
当 Client 端接收到远程服务调用返回的结果时，直接通知请求池进行处理，No care anything!
4. 总结
本次纯属是在解决 Thrift 连接 HS2 问题时，突然来了兴趣，就构思了几天 RPC 大概架构设计情况，便开始每天晚上疯狂敲代码实现。我把这个 RPC 框架命名为 zns，现在已经完成了 1.0-SNAPSHOT 版本，可以正常使用了。在开发过程中，也遇到了一些平时忽略的小问题，还有些是工作工程中没有遇到或者遗漏的地方。因为是初期，所以会存在一些 bug，如果你感兴趣的话，欢迎提 PR 和 ISSUE，当然也欢迎把代码 clone 到本地研究学习。虽然就目前来看，想要做成一个真正稳定可投产使用的 RPC 框架还有短距离，但是我会坚持继续下去，毕竟 RPC 真的涉及到了很多点，只有真正开始做了，才能切身体会和感受到。Ya hoh! 终于成功实现了 v1.0，嘿嘿……
源码地址
zns 源码地址
zns 源码简单介绍：zns 由 zns-api, zns-common, zns-client, zns-server 四个核心模块组成。zns-service-api, zns-service-consumer, zns-service-provider 三个模块是对 zns 进行测试使用的案例。