面向服務的體系架構 SOA（一） --- 基於TCP、HTTP協議的RPC

来源:https://www.cnblogs.com/bearduncle/archive/2018/03/15/8574326.html
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1.1 基於TCP協議的RPC 1.1.1 RPC名詞解釋 RPC的全稱是Remote Process Call，即遠程過程調用，RPC的實現包括客戶端和服務端，即服務調用方和服務提供方。服務調用方發送RPC請求到服務提供方，服務提供方根據請求的參數執行請求方法，並將結果返回給服務調用方，一次RPC ...


1.1 基於TCP協議的RPC

1.1.1 RPC名詞解釋

　　RPC的全稱是Remote Process Call，即遠程過程調用，RPC的實現包括客戶端和服務端，即服務調用方和服務提供方。服務調用方發送RPC請求到服務提供方，服務提供方根據請求的參數執行請求方法，並將結果返回給服務調用方，一次RPC調用完成。

1.1.2 對象的序列化

　　在網路上傳輸的數據，無論何種類型，最終都需要轉化為二進位流。在面向對象的程式設計中，客戶端將對象轉化為二進位流發送給服務端，服務端接收數據後將二進位流轉化為對象，java中將這兩種轉化方式稱為對象的序列化和反序列化。下麵介紹java內置的序列化方式和基於java的Hessian序列化方式：

java內置的序列化和反序列化關鍵代碼：

　　

 1         //序列化操作
 2         Person person = new Person();
 3         ByteArrayOutputStream os = new ByteArrayOutputStream();
 4         ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(os);
 5         out.writeObject(person);
 6         byte[] byteArray = os.toByteArray();
 7         
 8         //反序列化操作
 9         ByteArrayInputStream is = new ByteArrayInputStream(byteArray);
10         ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(is);
11         Person newPerson = new Person();
12         newPerson = (Person) in.readObject();

基於java的Hessian序列化和反序列化關鍵代碼：

 1         //序列化操作
 2         ByteArrayOutputStream osH = new ByteArrayOutputStream();
 3         HessianOutput outH = new HessianOutput(osH);
 4         outH.writeObject(person);
 5         byte[] byteArrayH = osH.toByteArray();
 6         
 7         //反序列化操作
 8         ByteArrayInputStream isH = new ByteArrayInputStream(byteArrayH);
 9         HessianInput inH = new HessianInput(isH);
10         newPerson = (Person) inH.readObject();

1.1.3 基於TCP協議實現RPC

我們利用java的SocketAPI實現一個簡單的RPC調用，服務的介面和實現比較簡單，根據傳入的參數來判斷返回"hello" or "bye bye"。

 1 public interface SayHelloService {
 2 
 3     public String sayHello(String arg);
 4 }
 5 
 6 public class SayHelloServiceImpl implements SayHelloService {
 7 
 8     public String sayHello(String arg) {
 9         return "hello".equals(arg) ? "hello" : "bye bye";
10     }
11     
12 }

服務消費者Consumer類：

 1 /**
 2  * 基於TCP協議實現RPC -- 服務消費者
 3  * @author admin
 4  *
 5  */
 6 public class Consumer {
 7     
 8     public static void main(String[] args) throws Exception {
 9         //介面名稱
10         String interfaceName = SayHelloService.class.getName();
11         //需要執行遠程的方法
12         Method method = SayHelloService.class.getMethod("sayHello", String.class);
13         //傳遞到遠程的參數
14         Object [] arguments = {"hello"};
15         Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 1234);
16         //將方法名和參數傳遞到遠端
17         ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());
18         out.writeUTF(interfaceName);//介面名稱
19         out.writeUTF(method.getName());//方法名稱
20         out.writeObject(method.getParameterTypes());//方法參數類型
21         out.writeObject(arguments);//傳遞的參數
22         System.out.println("發送信息到服務端，發送的信息為:" + arguments[0]);
23         //從遠端讀取返回結果
24         ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
25         String result = (String) in.readObject();
26         System.out.println("服務返回的結果為：" + result); 
27     }
28 }

服務提供者Provider類：

 1 /**
 2  * 基於TCP協議實現RPC -- 服務提供者
 3  * @author admin
 4  *
 5  */
 6 public class Provider {
 7     
 8     public static void main(String[] args) throws Exception {
 9         ServerSocket server = new ServerSocket(1234);
10         Map<Object, Object> services = new HashMap<Object, Object>();  
11         services.put(SayHelloService.class.getName(), new SayHelloServiceImpl());
12         while(true) {
13             System.out.println("服務提供者啟動，等待客戶端調用…………"); 
14             Socket socket = server.accept();
15             //讀取服務信息
16             ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
17             String interfaceName = in.readUTF();
18             String methodName = in.readUTF();
19             Class<?>[] parameterTypes = (Class<?>[]) in.readObject();
20             Object [] arguments = (Object[]) in.readObject();
21             System.out.println("客戶端調用服務端介面" + interfaceName + "的" + methodName + "方法");
22             //執行調用
23             Class serviceClass = Class.forName(interfaceName);//得到介面的class
24             Object service = services.get(interfaceName);//取得服務實現的對象
25             Method method = serviceClass.getMethod(methodName, parameterTypes);//獲得要調用的方法
26             Object result = method.invoke(service, arguments);
27             ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());
28             out.writeObject(result);
29             System.out.println("服務端返回結果為：" + result);
30         }
31     }
32 }

在真實的生產環境中往往是多個客戶端同時請求服務端，服務端則需要同時接收和處理多個客戶端請求消息，涉及併發處理、服務路由、負載均衡等現實問題，以上代碼顯然不能完成。

 

1.2 基於HTTP協議的RPC

1.2.1 HTTP協議棧

HTTP的全稱是HyperText Transfer Protocol，即超文本傳輸協議，當今普遍採用的版本是HTTP1.1。HTTP協議屬於應用層協議，它構建在TCP和IP協議之上，處於TCP/IP架構的頂端，為了更好的理解HTTP協議，我們基於java的SocketAPI設計一個簡單的應用層通信協議，來窺探協議實現的一些過程與細節。

客戶端向服務端發送一條命令，服務端接收到命令後，會判斷命令是否為"HELLO"，若是則返回客戶端"hello!",否則返回客戶端"bye bye"。

 1 /**
 2  * 協議請求
 3  * 
 4  * @author admin
 5  *
 6  */
 7 public class Request {
 8 
 9     /**
10      * 協議編碼 0：GBK；1：UTF-8
11      */
12     private byte encode;
13     /**
14      * 命令
15      */
16     private String command;
17     /**
18      * 命令長度
19      */
20     private int commandLength;
21 
22     public byte getEncode() {
23         return encode;
24     }
25 
26     public void setEncode(byte encode) {
27         this.encode = encode;
28     }
29 
30     public String getCommand() {
31         return command;
32     }
33 
34     public void setCommand(String command) {
35         this.command = command;
36     }
37 
38     public int getCommandLength() {
39         return commandLength;
40     }
41 
42     public void setCommandLength(int commandLength) {
43         this.commandLength = commandLength;
44     }
45 
46 }
 1 /**
 2  * 協議響應
 3  * 
 4  * @author admin
 5  *
 6  */
 7 public class Response {
 8     /**
 9      * 編碼
10      */
11     private byte encode;
12     /**
13      * 響應
14      */
15     private String response;
16     /**
17      * 響應長度
18      */
19     private int responseLength;
20 
21     public byte getEncode() {
22         return encode;
23     }
24 
25     public void setEncode(byte encode) {
26         this.encode = encode;
27     }
28 
29     public String getResponse() {
30         return response;
31     }
32 
33     public void setResponse(String response) {
34         this.response = response;
35     }
36 
37     public int getResponseLength() {
38         return responseLength;
39     }
40 
41     public void setResponseLength(int responseLength) {
42         this.responseLength = responseLength;
43     }
44 
45     @Override
46     public String toString() {
47         return "Response [encode=" + encode + ", response=" + response + ", responseLength=" + responseLength + "]";
48     }
49     
50 }

客戶端發送以及服務端響應處理代碼：

 1 /**
 2  * 服務端
 3  * @author admin
 4  *
 5  */
 6 public class Server {
 7     
 8     public static void main(String[] args) throws Exception {
 9         ServerSocket server = new ServerSocket(1234);
10         while(true) {
11             Socket client = server.accept();
12             //讀取請求數據
13             Request request = ProtocolUtil.readRequest(client.getInputStream());
14             //封裝響應數據
15             Response response = new Response();
16             response.setEncode(Encode.UTF8.getValue());
17             response.setResponse(request.getCommand().equals("HELLO") ? "hello!" : "bye bye");
18             response.setResponseLength(response.getResponse().length());
19             //響應到客戶端
20             ProtocolUtil.writeResponse(client.getOutputStream(), response);
21         }
22     }
23 }
24 
25 /**
26  * 客戶端
27  * @author admin
28  *
29  */
30 public class Client {
31     
32     public static void main(String[] args) throws Exception {
33         //組裝請求數據
34         Request request = new Request();
35         request.setCommand("HELLO");
36         request.setCommandLength(request.getCommand().length());
37         request.setEncode(Encode.UTF8.getValue());
38         Socket client = new Socket("127.0.0.1", 1234);
39         //發送請求
40         ProtocolUtil.writeRequest(client.getOutputStream(), request);
41         //讀取相應
42         Response response = ProtocolUtil.readResponse(client.getInputStream());
43         System.out.println(response);
44     }
45 }

ProtocolUtil 類：

 1 public class ProtocolUtil {
 2     
 3     public static void writeRequest(OutputStream out, Request request) {
 4         try {
 5             out.write(request.getEncode());
 6             //write一個int值會截取其低8位傳輸，丟棄其高24位，因此需要將基本類型轉化為位元組流
 7             //java採用Big Endian位元組序，而所有的網路協議也都是以Big Endian位元組序來進行傳輸，所以再進行數據的傳輸和接收時，需要先將數據轉化成Big Endian位元組序
 8             //out.write(request.getCommandLength());
 9             out.write(int2ByteArray(request.getCommandLength()));
10             out.write(Encode.GBK.getValue() == request.getEncode() ? request.getCommand().getBytes("GBK") : request.getCommand().getBytes("UTF8"));
11             out.flush();
12         } catch (Exception e) {
13             System.err.println(e.getMessage());
14         }
15     }
16     
17     /**
18      * 將響應輸出到客戶端
19      * @param os
20      * @param response
21      */
22     public static void writeResponse(OutputStream out, Response response) {
23         try {
24             out.write(response.getEncode());
25             out.write(int2ByteArray(response.getResponseLength()));
26             out.write(Encode.GBK.getValue() == response.getEncode() ? response.getResponse().getBytes("GBK") : response.getResponse().getBytes("UTF8"));
27             out.flush();
28         } catch (Exception e) {
29             System.err.println(e.getMessage());
30         }
31     }
32     
33     public static Request readRequest(InputStream is) {
34         Request request = new Request();
35         try {
36             //讀取編碼
37             byte [] encodeByte = new byte[1];
38             is.read(encodeByte);
39             byte encode = encodeByte[0];
40             //讀取命令長度
41             byte [] commandLengthByte = new byte[4];//緩衝區
42             is.read(commandLengthByte);
43             int commandLength = byte2Int(commandLengthByte);
44             //讀取命令
45             byte [] commandByte = new byte[commandLength];
46             is.read(commandByte);
47             String command = Encode.GBK.getValue() == encode ? new String(commandByte, "GBK") : new String(commandByte, "UTF8");
48             //組裝請求返回
49             request.setEncode(encode);
50             request.setCommand(command);
51             request.setCommandLength(commandLength);
52         } catch (Exception e) {
53             System.err.println(e.getMessage());
54         }
55         return request;
56     }
57     
58     public static Response readResponse(InputStream is) {
59         Response response = new Response();
60         try {
61             byte [] encodeByte = new byte[1];
62             is.read(encodeByte);
63             byte encode = encodeByte[0];
64             byte [] responseLengthByte = new byte[4];
65             is.read(responseLengthByte);
66             int commandLength = byte2Int(responseLengthByte);
67             byte [] responseByte = new byte[commandLength];
68             is.read(responseByte);
69             String resContent = Encode.GBK.getValue() == encode ? new String(responseByte, "GBK") : new String(responseByte, "UTF8");
70             response.setEncode(encode);
71             response.setResponse(resContent);
72             response.setResponseLength(commandLength);
73         } catch (Exception e) {
74             System.err.println(e.getMessage());
75         }
76         return response;
77     }
78     
79     public static int byte2Int(byte [] bytes) {
80         int num = bytes[3] & 0xFF;
81         num |= ((bytes[2] << 8) & 0xFF00);
82         num |= ((bytes[1] << 16) & 0xFF0000);
83         num |= ((bytes[0] << 24) & 0xFF000000);
84         return num;
85     }
86     
87     public static byte[] int2ByteArray(int i) {
88         byte [] result = new byte[4];
89         result[0] = (byte) ((i >> 24) & 0xFF);
90         result[1] = (byte) ((i >> 16) & 0xFF);
91         result[2] = (byte) ((i >> 8) & 0xFF);
92         result[3] = (byte) (i & 0xFF);
93         return result;
94     }
95     
96 }

1.2.2 HTTP請求與響應

下圖是HTTP請求與響應的過程步驟，在此不詳細贅述。

1.2.3 通過HttpClient發送HTTP請求

HttpClient對HTTP協議通信的過程進行了封裝，下麵是簡單的通過HttpClient發送HTTP GET請求，並獲取服務端響應的代碼：

 1 　　　　  //url前加上http協議頭，標明該請求為http請求
 2         String url = "https://www.baidu.com";
 3         //組裝請求
 4         HttpClient httpClient = new DefaultHttpClient();
 5         HttpGet httpGet = new HttpGet(url);
 6         //接收響應
 7         HttpResponse response = httpClient.execute(httpGet);
 8         HttpEntity entity = response.getEntity();
 9         byte[] byteArray = EntityUtils.toByteArray(entity);
10         String result = new String(byteArray, "utf8");
11         System.out.println(result);

1.2.4 使用HTTP協議的優勢

　　隨著請求規模的擴展，基於TCP協議的RPC的實現，需要考慮多線程併發、鎖、I/O等複雜的底層細節，在大流量高併發的壓力下，任何一個小的錯誤都可能被無限放大，最終導致程式宕機。而對於基於HTTP協議的實現來說，很多成熟的開源web容易已經幫其處理好了這些事情，如Apache，Tomcat，Jboss等，開發人員可將更多的精力集中在業務實現上，而非處理底層細節。


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  • 第27篇 sqlserver2022詳細安裝步驟
    話不多說，直接開乾 一.下載 1.官方鏈接下載： https://www.microsoft.com/zh-cn/sql-server/sql-server-downloads 2.在下載目錄中找到下麵這個小的安裝包 SQL2022-SSEI-Dev.exe，運行開始下載SQL server； 二. ...
  • .NET 開源高性能 MQTT 類庫
    前言 隨著物聯網（IoT）技術的迅猛發展，MQTT（消息隊列遙測傳輸）協議憑藉其輕量級和高效性，已成為眾多物聯網應用的首選通信標準。 MQTTnet 作為一個高性能的 .NET 開源庫，為 .NET 平臺上的 MQTT 客戶端與伺服器開發提供了強大的支持。 本文將全面介紹 MQTTnet 的核心功能 ...
  • Serilog文檔翻譯系列（六） - 可用的接收器、增強器、格式化輸出
    Serilog支持多種接收器用於日誌存儲，增強器用於添加屬性，LogContext管理動態屬性，支持多種輸出格式包括純文本、JSON及ExpressionTemplate。還提供了自定義格式化選項，適用於不同需求。 ...
  • 警惕 Visual Studio 屬性求值副作用導致邏輯不符合預期
    目錄簡介獲取 HTML 文檔解析 HTML 文檔測試參考文章 簡介 動態內容網站使用 JavaScript 腳本動態檢索和渲染數據，爬取信息時需要模擬瀏覽器行為，否則獲取到的源碼基本是空的。 本文使用的爬取步驟如下： 使用 Selenium 獲取渲染後的 HTML 文檔 使用 HtmlAgility ...
  • [使用目前最新版]HybridCLR6.9.0+YooAsset2.2.4實現純C# Unity熱更新方案 (一)
    1.前言 什麼是熱更新 游戲或者軟體更新時，無需重新下載客戶端進行安裝，而是在應用程式啟動的情況下，在內部進行資源或者代碼更新 Unity目前常用熱更新解決方案 HybridCLR，Xlua，ILRuntime等 Unity目前常用資源管理解決方案 AssetBundles，Addressable， ...
  • 在 ASP.NET Core Web API 中使用操作篩選器統一處理通用操作
    本文章主要是在C# ASP.NET Core Web API框架實現向手機發送驗證碼簡訊功能。這裡我選擇是一個互億無線簡訊驗證碼平臺，其實像阿裡雲，騰訊雲上面也可以。 首先我們先去 互億無線 https://www.ihuyi.com/api/sms.html 去註冊一個賬號 註冊完成賬號後，它會送 ...
  • 第28篇 如何.net中實現高效可靠數據同步api
    通過以下方式可以高效，並保證數據同步的可靠性 1.API設計 使用RESTful設計，確保API端點明確，並使用適當的HTTP方法（如POST用於創建，PUT用於更新）。 設計清晰的請求和響應模型，以確保客戶端能夠理解預期格式。 2.數據驗證 在伺服器端進行嚴格的數據驗證，確保接收到的數據符合預期格 ...
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