Hadoop源码学习笔记——Socket到RPC调用

1、1. ServerSocket server =newServerSocket(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 =newBufferedReader(newInputStreamReader(socket.getInputStream()));6. //由Socket对象得到输出流，并构造PrintWriter对象7. PrintWriter os =newPrintWriter(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");

2、1. Socket socket =newSocket("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 =newBufferedReader(newInputStreamReader(socket.getInputStream()));5. //由Socket对象得到输出流，并构造PrintWriter对象6. PrintWriter os =newPrintWriter(socket.getOutputStream());7. BufferedReader sin=newBufferedReader(newInputStreamReader(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");

3、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. publicclassSocketChannelTestimplementsRunnable {2. 3. @Override4. publicvoidrun() {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. elseif(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. staticSelector selector;25. 26. publicstaticvoidmain(String[] args)throwsIOException,27. InterruptedException {28. selector = Selector.open();// 静态方法 实例化selector29. 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(newInetSocketAddress(8001));// 绑定IP 及 端口32. serverChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);// 注册33. // OP_ACCEPT事件34. Thread thd =newThread(newSocketChannelTest());35. thd.start();// 开启线程 处理请求36. thd.join();37. }38. }

4、好，这样通讯代码简化了。但继欹爸葛端续想，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。这个就称之为远程菱诎逭幂方法调用（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. packageRPCTest;2. importorg.apache.hadoop.ipc.VersionedProtocol;3. publicinterfaceIRPCTestEntity extendsVersionedProtocol {4. intCalc(intx,inty);5. }该接口中有一个Calc的函数。定义一个实现类RPCTestEntity.java:1. packageRPCTest;2. importjava.io.IOException;3. publicclassRPCTestEntityimplementsIRPCTestEntity{4. @Override5. publiclonggetProtocolVersion(String protocol,longclientVersion)throwsIOException {6. return0;7. }8. 9. publicintCalc(intx,inty){10. intz =0 ;11. z = x + y;12. returnz;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. packageRPCTest;2. importjava.io.IOException;3. 4. publicclassRPCTestSvr {5. publicstaticvoidmain(String[] args)throwsIOException, InterruptedException {6. RPCTestEntity obj =newRPCTestEntity();7. Configuration conf =newConfiguration();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. packageRPCTest;2. 3. importjava.io.IOException;4. importjava.net.InetSocketAddress;5. 6. importorg.apache.hadoop.conf.Configuration;7. importorg.apache.hadoop.ipc.RPC;8. importorg.apache.hadoop.ipc.VersionedProtocol;9. 10. publicclassRPCTestClient {11. publicstaticvoidmain(String[] args)throwsIOException {12. InetSocketAddress addr =newInetSocketAddress("127.0.0.1",9001);13. Configuration conf =newConfiguration();14. VersionedProtocol obj = RPC.getProxy(IRPCTestEntity.class, 0, addr, conf);15. IRPCTestEntity ent = (IRPCTestEntity)obj;16. intx = 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. publicObject invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)2. throwsThrowable {3. finalbooleanlogDebug = LOG.isDebugEnabled();4. longstartTime = 0;5. if(logDebug) {6. startTime = System.currentTimeMillis();7. }8. 9. ObjectWritable value = (ObjectWritable)10. client.call(newInvocation(method, args), address,11. method.getDeclaringClass(), ticket);12. if(logDebug) {13. longcallTime = System.currentTimeMillis() - startTime;14. LOG.debug("Call:" + method.getName() + "" + callTime);15. }16. returnvalue.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。