Hadoop源码学习笔记——Socket到RPC调用

操作方法

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  1.   ServerSocket server = new ServerSocket(8111); 2.   Socket socket = server.accept(); 3. 4.   //由Socket对象得到输入流，并构造相应的BufferedReader对象 5.   BufferedReader is = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream())); 6.   //由Socket对象得到输出流，并构造PrintWriter对象 7.   PrintWriter os = new PrintWriter(socket.getOutputStream()); 8. 9.   while(true){ 10.     String inline = is.readLine(); 11.     System.out.println(" 收到信息:" + inline); 12.     //服务器反回 13.     os.println("serverSend:" + inline); 14.     os.flush(); 15.     if (inline == "bye") 16.  break; 17.  } 18.  os.close(); 19.  is.close(); 20.  socket.close(); 21.  server.close(); 22.  System.out.println("服务器退出");

• 02

  1.   Socket socket = new Socket("127.0.0.1",8111); 2. 3.   //由Socket对象得到输入流，并构造相应的BufferedReader对象 4.   BufferedReader is = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream())); 5.   //由Socket对象得到输出流，并构造PrintWriter对象 6.   PrintWriter os = new PrintWriter(socket.getOutputStream()); 7.   BufferedReader sin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); 8.   while(true){ 9.      System.out.println("请输入："); 10.     String line = sin.readLine(); 11.     os.println(line); 12.     os.flush(); 13.     String inline = is.readLine(); 14.     System.out.println("服务器获取值：" + inline); 15.     if (line=="bye") 16.        break; 17.  } 18.  os.close(); 19.  is.close(); 20.  socket.close(); 21.  System.out.println("客户端退出");

• 03

  这两段代码分别帖入两个类中，分开执行，先执行服务器端，再执行客户端，就可以互发消息了。 观察下代码，发现代码中下面4～20行逻辑是一至的，都是通过流来通讯，所以Socket中不同的是开始地方，服务器是通过server.accept()来获取Socket，而客户端是通过直接创建Socket对象的。 这段代码，其本运行是没问题的，但存在一个问题，就是当客户端接入时服务器端的accept函数才走下去，不然的话，会一直处于卡死等待状态。包括getInputStream函数，也会等待双方接通后，才往下走。除非等到客户端接入，或中断。当然有人会说，可以引入多线程啊，没错，是可以，但是想一下，是不是每个客户接入都得有一个线程？ 否则少一个线程，就会有一堆的卡着。所以这种方式不适合在大最客户端接入的情况。 在JDK1.4引入了非阻塞的通信方式,这样使得服务器端只需要一个线程就能处理所有客户端socket的请求。 下面是几个需要用到的核心类： ·         ServerSocketChannel: ServerSocket 的替代类, 支持阻塞通信与非阻塞通信. ·         SocketChannel: Socket 的替代类, 支持阻塞通信与非阻塞通信. ·         Selector: 为ServerSocketChannel 监控接收客户端连接就绪事件, 为 SocketChannel 监控连接服务器就绪, 读就绪和写就绪事件. ·         SelectionKey: 代表 ServerSocketChannel 及 SocketChannel 向 Selector 注册事件的句柄. 当一个 SelectionKey 对象位于Selector 对象的 selected-keys 集合中时, 就表示与这个 SelectionKey 对象相关的事件发生了.在SelectionKey 类中有几个静态常量 · SelectionKey.OP_ACCEPT->客户端连接就绪事件 等于监听serversocket.accept()返回一个socket · SelectionKey.OP_CONNECT->准备连接服务器就绪跟上面类似,只不过是对于socket的相当于监听了socket.connect() · SelectionKey.OP_READ->读就绪事件, 表示输入流中已经有了可读数据, 可以执行读操作了 · SelectionKey.OP_WRITE->写就绪事件 所以服务器端代码就可以升一下级了，变成如下： 1.   public class SocketChannelTest implements Runnable { 2. 3.      @Override 4.      public void run() { 5.         while (true) { 6.            try { 7.               selector.select(); 8.               Set<SelectionKey> keys = selector.selectedKeys(); 9.               Iterator<SelectionKey> iter = keys.iterator(); 10.              SocketChannel sc; 11.              while (iter.hasNext()) { 12.                 SelectionKey key = iter.next(); 13.                 if (key.isAcceptable()) 14.                    ; // 新的连接 15.                 else if (key.isReadable()) 16.                    ;// 可读 17.                 iter.remove(); // 处理完事件的要从keys中删去 18.              } 19.           } catch (Exception e) { 20.              e.printStackTrace(); 21.           } 22.        } 23.     } 24.     static Selector selector; 25. 26.     public static void main(String[] args) throws IOException, 27.           InterruptedException { 28.        selector = Selector.open(); // 静态方法 实例化selector 29.        ServerSocketChannel serverChannel = ServerSocketChannel.open(); 30.        serverChannel.configureBlocking(false); // 设置为非阻塞方式,如果为true 那么就为传统的阻塞方式 31.        serverChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(8001)); // 绑定IP 及 端口 32.        serverChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); // 注册 33.                                                     // OP_ACCEPT事件 34.        Thread thd = new Thread(new SocketChannelTest()); 35.        thd.start();// 开启线程 处理请求 36.        thd.join(); 37.     } 38.  }

• 04

  好，这样通讯代码简化了。但继续想，我们通讯的目的是什么？客户端发一个指令，服务器执行一些内容，然后把结果返回给客户端。这不就像调用一下函数么，调用函数名、传入参数、返回值。 这个就称之为远程方法调用（RPC Remote Procedure Call Protocol），毫无疑问，这个RPC实现肯定是基于上面的这个Socket的。至于具体如何实现呢，我们看下面的分解。 在看实现之前，我们先看一下，这个RPC是如何用的，如何做到调用透明的： 我们在src下新建一个RPCTest的包，定义一个功能接口IRPCTestEntity.java： 1.   package RPCTest; 2.   import org.apache.hadoop.ipc.VersionedProtocol; 3.   public interface IRPCTestEntity  extends VersionedProtocol { 4.       int Calc(int x,int y); 5.   } 该接口中有一个Calc的函数。 定义一个实现类RPCTestEntity.java: 1.   package RPCTest; 2.   import java.io.IOException; 3.   public class RPCTestEntity implements IRPCTestEntity{ 4.      @Override 5.      public long getProtocolVersion(String protocol, long clientVersion)  throws IOException { 6.         return 0; 7.      } 8. 9.      public int Calc(int x,int y){ 10.        int z =0 ; 11.        z = x + y; 12.        return z; 13.     } 14. 15.  } 这个类中实现了Calc函数，执行内容为将x,y相加，将和返回。 我们再定义一个服务器类（RPCTestSvr.java），将该实现类注册成RPC服务： 1.   package RPCTest; 2.   import java.io.IOException; 3. 4.   public class RPCTestSvr { 5.      public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException { 6.         RPCTestEntity obj = new RPCTestEntity(); 7.         Configuration conf = new Configuration(); 8.         Server server = RPC.getServer(obj, "", 9001, conf); 9.         server.start(); 10.        server.join(); 11.     } 12.  } 代码比较简单，定义了一个RPCTestEntity的实体，然后RPC创建一个Server，传入实体对象，然后这个服务就调用join卡住，用于不断接收请求。 创建完后，就可把这个"服务器"启动起来了。 再创建一个客户端（RPCTestClient.java）： 1.   package RPCTest; 2. 3.   import java.io.IOException; 4.   import java.net.InetSocketAddress; 5. 6.   import org.apache.hadoop.conf.Configuration; 7.   import org.apache.hadoop.ipc.RPC; 8.   import org.apache.hadoop.ipc.VersionedProtocol; 9. 10.  public class RPCTestClient { 11.     public static void main(String[] args) throws IOException { 12.        InetSocketAddress addr = new InetSocketAddress("127.0.0.1",9001); 13.        Configuration conf = new Configuration(); 14.        VersionedProtocol obj = RPC.getProxy(IRPCTestEntity.class, 0, addr, conf); 15.        IRPCTestEntity ent = (IRPCTestEntity)obj; 16.        int x = ent.Calc(5, 6); 17.        System.out.println(x); 18.     } 19.  } 这里，我们通过RPC.getProxy函数获了一个IRPCTestEntity的接口实例，然后就可以直接调用了。 运行后，发现这个值马上返回了过来，同时在"服务器"端也会收到一定的请求信息。说明两者之间通了。 仔细看，这个客户端中，整个过程就没有涉及到RPCTestEntity这个实现的实体，换句话说，客户端产生的是一个虚拟的实现类，然后调用起来了。 OK，示例程序跑起来了，也带给我们几个问题，1、这个客户端中的obj是什么对象？2、为什么我们调用obj对象中的函数（Calc）会跑到服务器上运行，如何实现的？ 底层的通讯，我们是知道的，肯定用socket，用它能够传递各种数据。如何与函数关联呢？ 我们进入getProxy函数， 我们看到这个getProxy函数中，返回了VersionedProtocol接口的对象，从字面意思，这个Proxy意为代理， 所以我们得到的obj就是一个代理类。同时也看出，要作为RPC处理对象，这个接口必实现VersionedProtocol（简单地看下里面，只有一个函数，返回版本号，是用于判断双方版本所用，只有版本匹配，才能调用）。 其创建可以看到，用到了： Proxy.newProxyInstance( protocol.getClassLoader(), new Class[] { protocol }, new Invoker(addr, ticket, conf, factory)); 然后这个代理类，就自动实现了伟放的protocol这个接口类型。然后当我们调用代理类中的函数时，这个传入的Invoker类，就会收到通知，通知里包含了调用信息，我们进入Invoker中看一下： private static class Invoker implements InvocationHandler 这是一个写在RPC类中的内部类，且是私有的，意思就是只为这个RPC调用，其实现的规定接口InvocationHandler，那么就要实现规定的函数Invoke咯： 1.   public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) 2.        throws Throwable { 3.        final boolean logDebug = LOG.isDebugEnabled(); 4.        long startTime = 0; 5.        if (logDebug) { 6.          startTime = System.currentTimeMillis(); 7.        } 8. 9.        ObjectWritable value = (ObjectWritable) 10.         client.call(new Invocation(method, args), address, 11.                     method.getDeclaringClass(), ticket); 12.       if (logDebug) { 13.         long callTime = System.currentTimeMillis() - startTime; 14.         LOG.debug("Call: " + method.getName() + "" + callTime); 15.       } 16.       return value.get(); 17.     } 这个invoke函数，就是当我们调用代理类中的函数(obj.Calc)时，会收到的请求，看下参数，传入的有，Method（函数），args（参数），一应俱全，有了这些内容后，就可以调用底层的Socket，将这些信息打包起来（放入的Invocation类）中，一并发向服务器中。 同时，服务器端中，就比较容易了，在收到请求后，就可以解析出要调用的函数和参数，然后通过反射来调用在服务器一开始注册上的对象中的函数，再将返回值通过Socket传回客户端，再由这个invoke函数将值返回。 OK，这个几个点想通了，整个过程就容易理解了。总之： 服务器端——注册服务：RPC.getServer(obj, "", 9001, conf); 客户端——取得代理类：obj = RPC.getProxy() 通过这样的包装后，网络访问就非常透明了。