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在概述了数据描述格式的基本知识、IO通信模型的基本知识后。我们终于可以进入这个系列博文的重点:系统间通信管理。在这个章节我将通过对RMI的详细介绍,引出一个重要的系统间通信的管理规范RPC,并且继续讨论一些RPC的实现;再通过分析PRC的技术特点,引出另一种系统间通信的管理规范ESB,并介绍ESB的一些具体实现。最后我们介绍SOA:面向服务的软件架构。
RMI(Remote Method Invocation,远程方法调用),是JAVA早在JDK 1.1中提供的JVM与JVM之间进行 对象方法调用的技术框架的实现(在JDK的后续版本中,又进行了改进)。通过RMI技术,某一个本地的JVM可以调用存在于另外一个JVM中的对象方法,就好像它仅仅是在调用本地JVM中某个对象方法一样。例如RMI客户端中的如下调用:
List< UserInfo > users = remoteServiceInterface.queryAllUserinfo();
看似remoteServiceInterface对象和普通的对象没有区别,但实际上remoteServiceInterface对象的具体方法实现却不在本地的JVM中,而是在某个远程的JVM中(这个远程的JVM可以是RMI客户端同属于一台物理机,也可以属于不同的物理机)
我在写这篇博客的时候,查阅了一些网络资料。发现将RMI讲透彻的文章很少。有不少的文章提出“RMI技术已经过时”的观点,“性能不好”的观点等。更有甚者甚者将JAVA 原生的Socket框架和RMI技术框架做性能比较(说明作者没有弄清楚Socket框架和RMI框架的关系)。描述RMI底层IO模型的文章更是没有找到,只找到一篇寥寥几字的文章居然说RMI和NIO没有任何关联。
RMI是基于JAVA语言的,也就是说在RMI技术框架的描述中,只有Server端使用的是JAVA语言并且Client端也是用的JAVA语言,才能使用RMI技术(目前在codeproject.com中有一个开源项目名字叫做“RMI for C++”,可以实现JAVA To C++的RMI调用。但是这是一个第三方的实现,并不是java的标准RMI框架定义,所以并不在我们的讨论范围中)。
RMI适用于两个系统都主要使用JAVA语言进行构造,不需要考虑跨语言支持的情况。并且对两个JAVA系统的通讯速度有要求的情况。
RMI 是一个良好的、特殊的RPC实现:使用JRMP协议承载数据描述,可以使用BIO和NIO两种IO通信模型。RMI框架是可以在大规模集群系统中使用的,当然是不是使用RMI技术,还要看您的产品的技术背景、团队的技术背景、公司的业务背景甚至客户的非技术背景等。(但如果您说您自己写的分布式系统性能优于RMI,那说明我肤浅了:原来在我国像Bill Joy、Ann Wollrath这样的大师竟然是一抓一大把!!!)
虽然RMI早在JDK.1.1版本中就开放了。但是在JDK1.5的版本中RMI又进行改进。所以我们后续的代码示例和原理讲解都基于最新的RMI框架特性。
要定义和使用一套基于RMI框架工作的系统,您至少需要做一下几个工作:
1、定义RMI Remote接口
2、实现这个RMI Remote接口
3、生成Stub(桩)和 Skeleton(骨架)。这一步的具体操作视不同的JDK版本而有所不同(例如JDK1.5后,Skeleton不需要手动);“RMI注册表”的工作方式也会影响“Stub是否需要命令行生成”这个问题。
4、向“RMI注册表”注册在第2步我们实现的RMI Remote接口。
5、创建一个Remote客户端,通过java“命名服务”在“RMI注册表”所在的IP:PORT寻找注册好的RMI服务。
6、Remote客户端向调用存在于本地JVM中对象那样,调用存在于远程JVM上的RMI接口。
下图描述了上述几个概念名称间的关系,呈现了JDK.5中RMI框架其中一种运行方式(注意,是其中一种工作方式。也就是说RMI框架不一定都是这种运行方式,后文中我们还将描述另外一种RMI的工作方式):
在这个代码中,我们将使用“本地RMI注册表”(LocateRegistry),让RMI服务的具体提供者和RMI注册表工作在同一个JVM上,向您介绍最基本的RMI服务的定义、编写、注册和调用过程:
首先我们必须定义RMI 服务接口,代码如下:
1 package testRMI; 2 3 import java.rmi.Remote; 4 import java.rmi.RemoteException; 5 import java.util.List; 6 7 import testRMI.entity.UserInfo; 8 9 public interface RemoteServiceInterface extends Remote { 10 /** 11 * 这个RMI接口负责查询目前已经注册的所有用户信息 12 */ 13 public List<UserInfo> queryAllUserinfo() throws RemoteException; 14 }
很简单的代码,应该不用多解释什么了。这个定义的接口方法如果放在某个业务系统A中,您可以理解是查询这个系统A中所有可用的用户资料。注意这个接口所继承的java.rmi.Remote接口,是“RMI服务接口”定义的特点。
那么有接口定义了,自然就要实现这个接口:
1 package testRMI; 2 3 import java.rmi.RemoteException; 4 import java.rmi.server.UnicastRemoteObject; 5 import java.util.ArrayList; 6 import java.util.List; 7 8 import testRMI.entity.UserInfo; 9 10 /** 11 * RMI 服务接口RemoteServiceInterface的具体实现<br> 12 * 请注意这里继承的是UnicastRemoteObject父类。 13 * 继承于这个父类,表示这个Remote Object是“存在于本地”的RMI服务实现 14 * (这句话后文会解释) 15 * @author yinwenjie 16 * 17 */ 18 public class RemoteUnicastServiceImpl extends UnicastRemoteObject implements RemoteServiceInterface { 19 /** 20 * 注意Remote Object没有默认构造函数 21 * @throws RemoteException 22 */ 23 protected RemoteUnicastServiceImpl() throws RemoteException { 24 super(); 25 } 26 27 private static final long serialVersionUID = 6797720945876437472L; 28 29 /* (non-Javadoc) 30 * @see testRMI.RemoteServiceInterface#queryAllUserinfo() 31 */ 32 @Override 33 public List<UserInfo> queryAllUserinfo() throws RemoteException { 34 List<UserInfo> users = new ArrayList<UserInfo>(); 35 36 UserInfo user1 = new UserInfo(); 37 user1.setUserAge(21); 38 user1.setUserDesc("userDesc1"); 39 user1.setUserName("userName1"); 40 user1.setUserSex(true); 41 users.add(user1); 42 43 UserInfo user2 = new UserInfo(); 44 user2.setUserAge(21); 45 user2.setUserDesc("userDesc2"); 46 user2.setUserName("userName2"); 47 user2.setUserSex(false); 48 users.add(user2); 49 return users; 50 } 51 }
还有我们定义的Userinfo信息,就是一个普通的POJO对象:
1 package testRMI.entity; 2 3 import java.io.Serializable; 4 import java.rmi.RemoteException; 5 6 public class UserInfo implements Serializable { 7 /** 8 * 9 */ 10 private static final long serialVersionUID = -377525163661420263L; 11 12 private String userName; 13 private String userDesc; 14 private Integer userAge; 15 private Boolean userSex; 16 17 public UserInfo() throws RemoteException { 18 19 } 20 21 /** 22 * @return the userName 23 */ 24 public String getUserName() { 25 return userName; 26 } 27 28 /** 29 * @param userName the userName to set 30 */ 31 public void setUserName(String userName) { 32 this.userName = userName; 33 } 34 35 /** 36 * @return the userDesc 37 */ 38 public String getUserDesc() { 39 return userDesc; 40 } 41 42 /** 43 * @param userDesc the userDesc to set 44 */ 45 public void setUserDesc(String userDesc) { 46 this.userDesc = userDesc; 47 } 48 49 /** 50 * @return the userAge 51 */ 52 public Integer getUserAge() { 53 return userAge; 54 } 55 56 /** 57 * @param userAge the userAge to set 58 */ 59 public void setUserAge(Integer userAge) { 60 this.userAge = userAge; 61 } 62 63 /** 64 * @return the userSex 65 */ 66 public Boolean getUserSex() { 67 return userSex; 68 } 69 70 /** 71 * @param userSex the userSex to set 72 */ 73 public void setUserSex(Boolean userSex) { 74 this.userSex = userSex; 75 } 76 }
RMI Server 的接口定义和RMI Server的实现都有了,那么编写代码的最后一步是将这个RMI Server注册到“RMI 注册表”中运行。这样 RMI的客户端就可以调用这个 RMI Server了。下面的代码是将RMI Server注册到“本地RMI 注册表”中:
1 package testRMI; 2 3 import java.rmi.Naming; 4 import java.rmi.registry.LocateRegistry; 5 6 public class RemoteUnicastMain { 7 public static void main(String[] args) throws Exception { 8 /* 9 * Locate registry,您可以理解成RMI服务注册表,或者是RMI服务位置仓库。 10 * 主要的作用是维护一个“可以正常提供RMI具体服务的所在位置”。 11 * 每一个具体的RMI服务提供者,都会讲自己的Stub注册到Locate registry中,以表示自己“可以提供服务” 12 * 13 * 有两种方式可以管理Locate registry,一种是通过操作系统的命令行启动注册表; 14 * 另一种是在代码中使用LocateRegistry类。 15 * 16 * LocateRegistry类中有一个createRegistry方法,可以在这台物理机上创建一个“本地RMI注册表” 17 * */ 18 LocateRegistry.createRegistry(1099); 19 20 // 以下是向LocateRegistry注册(绑定/重绑定)RMI Server实现。 21 RemoteUnicastServiceImpl remoteService = new RemoteUnicastServiceImpl(); 22 // 通过java 名字服务技术,可以讲具体的RMI Server实现绑定一个访问路径。注册到LocateRegistry中 23 Naming.rebind("rmi://127.0.0.1:1099/queryAllUserinfo", remoteService); 24 25 /* 26 * 在“已经拥有某个可访问的远程RMI注册表”的情况下。 27 * 下面这句代码就是向远程注册表注册RMI Server, 28 * 当然远程RMI注册表的JVM-classpath中一定要有这个Server的Stub存在 29 * 30 * (运行在另外一个JVM上的RMI注册表,可能是同一台物理机也可能不是同一台物理机) 31 * Naming.rebind("rmi://192.168.61.1:1099/queryAllUserinfo", remoteService); 32 * */ 33 } 34 }
这样我们后续编写的Client端就可以调用这个RMI Server了。但是在给出Client端的代码前,关于前面几个类的代码还要进行一些细节的说明:
由于我们使用LocateRegistry创建了一个“本地RMI注册表”,所以不需要使用rmic命令生成Stub了(注意是“不需要手工生成”而不是“不需要”了),这是因为RMI Sever真实服务的JVM和RMI 注册表的JVM是同一个JVM。
那么RMI Sever真实服务的JVM和RMI注册表的JVM可以是两个不同的JVM吗?当然可以。而且这才是RMI框架灵活性、健壮性的提现。
请注意RemoteUnicastServiceImpl的定义,它继承了UnicastRemoteObject。一般来说RMI Server的实现可以继承两种父类:UnicastRemoteObject和Activatable(下篇文章就会讲到Activatable)。
前者的意义是,RMI Server真实的服务提供者将工作在“本地JVM”上;后者的意义是,RMI Server的真是的服务提供者,不是在“本地JVM”上运行,而是可以通过“RMI Remote Server 激活”技术,被序列化到“远程JVM”(即远程RMI注册表所在的JVM上),并适时被“远程JVM”加载运行。
再注意一下“Naming.rebind”和“Naming.bind”的区别。前置是指“重绑定”,如果“重绑定”时“RMI 注册表”已经有了这个服务name的存在,则之前所绑定的Remote Object将会被替换;而后者在执行时如果“绑定”时“RMI注册表”已经有这个服务name的存在,则系统会抛出错误。所以除非您有特别的业务要求,那么建议使用rebind方法进行Remote Object绑定。
还要注意registry.rebind和Naming.rebind绑定的区别。前者是使用RMI注册表绑定,所以不需要写完整的RMI URL了;后者是通过java的名称服务进行绑定,由于名称服务不止为RMI框架提供查询服务,所以在绑定是要书写完成的RMI URL。
下面的代码是RMI Client的代码:
1 package testRMI; 2 3 import java.rmi.Naming; 4 import java.util.List; 5 6 import org.apache.commons.logging.Log; 7 import org.apache.commons.logging.LogFactory; 8 import org.apache.log4j.BasicConfigurator; 9 10 import testRMI.entity.UserInfo; 11 12 /** 13 * 客户端调用RMI测试 14 * @author yinwenjie 15 * 16 */ 17 public class RemoteClient { 18 static { 19 BasicConfigurator.configure(); 20 } 21 22 /** 23 * 日志 24 */ 25 private static final Log LOGGER = LogFactory.getLog(RemoteClient.class); 26 27 public static void main(String[] args) throws Exception { 28 // 您看,这里使用的是java名称服务技术进行的RMI接口查找。 29 RemoteServiceInterface remoteServiceInterface = (RemoteServiceInterface)Naming.lookup("rmi://192.168.61.1/queryAllUserinfo"); 30 List<UserInfo> users = remoteServiceInterface.queryAllUserinfo(); 31 32 RemoteClient.LOGGER.info("users.size() = " +users.size()); 33 } 34 }
那么怎么来运行这段代码呢?如果您使用的是eclipse编写了您第一个RMI Server和RMI Client,并且您使用的是“本地RMI 注册表”。那么您不需要做任何的配置、脚本指定等工作(包括不需要专门设置JRE权限、不需要专门指定classpath、不需要专门生成Stub和Skeleton),就可以看到RMI的运行和调用效果了:
下图为RemoteUnicastMain的效果RMI 服务注册和执行效果:
可以看到,RemoteUnicastMain中的代码执行完成后整个应用程序没有退出。如下图:
这是因为这个应用程序要承担“真实的RMI Server实现”的服务调用。如果它退出,RMI 注册表就无法请求真实的服务实现了。
我们再来看下图,RemoteClient调用RMI 服务的效果:
很明显控制台将返回
0 [main] INFO testRMI.RemoteClient - users.size() = 2
好吧,文章写到这里我不得不承认我在误导大家。因为上面的代码既没有涉及到Stub的问题,也没有涉及到RMI注册表的讲解。那么在示例代码一的时候,我们讲到了RMI注册表和RMI Server 实现是可以分成两个JVM运行的;我们还讲到Stub是需要手动生成的。那么这个该怎么做呢?
1 package testRMI; 2 3 4 import java.rmi.registry.LocateRegistry; 5 import java.rmi.registry.Registry; 6 7 public class RemoteRegistryUnicastMain { 8 public static void main(String[] args) throws Exception { 9 /* 10 * 我们通过LocateRegistry的get方法,寻找一个存在于远程JVM上的RMI注册表 11 * */ 12 Registry registry = LocateRegistry.getRegistry("192.168.61.1", 1099); 13 14 // 以下是向远程RMI注册表(绑定/重绑定)RMI Server的Stub。 15 // 同样的远程RMI注册表的JVM-classpath下,一定要有这个RMI Server的Stub 16 RemoteUnicastServiceImpl remoteService = new RemoteUnicastServiceImpl(); 17 18 /* 19 * 在不写LocateRegistry.createRegistry(1099);的情况下。 20 * 下面这句代码就是注册 远程RMI注册表 (运行在另外一个JVM上的RMI注册表, 21 * 可能是同一台物理机也可能不是同一台物理机) 22 * 23 * 注册的RMI注册表存在于192.168.61.1这个IP上 24 * 25 * 使用注册表registry进行绑定或者重绑定时,不需要写完整的RMI URL 26 * */ 27 registry.rebind("queryAllUserinfo" , remoteService); 28 } 29 }
rmic -classpath E:\testworkspace\testBSocket\target\classes testRMI.RemoteServiceImpl
上面的Dos窗口代码讲解一下:
rmic命令:就是rmic命令了,这个命令专门用来生成Stub和Skeleton(JDK1.5+不会生成Skeleton了)
-classpath:classpath参数。指定class目录的位置。这个参数和您安装JDK时,在环境变量中设置的CLASSPATH参数含义是一样的。只是在我的环境中,工程编译的路径是E:\testworkspace\testBSocket\target\classes,这个路径没有设置设置在环境变量中,所以在生成Stub需要专门指定(否则rmic没法识别到哪个根路径识别class)
-testRMI.RemoteServiceImpl:要生成Stub的RMI Server服务实现类。这个类一定要实现java.rmi.Remote接口。
在执行完成后,对应的class目录下您将可以看到生成好的Stub class。RemoteUnicastServiceImpl_Stub.class就是刚才生成的Stub class。这个Stub class和RemoteServiceInterface需要放到“RMI 注册表”运行JVM的classpath下面。
//设置classpath
set CLASSPATH=%CLASSPATH%;E:
\testworkspace\testBSocket\target\classes//linux下的话,就这么命令
export CLASSPATH=$CLASSPATH:/usr/java/classpath//启动注册表应用程序
rmiregistry -p 1099
如果不指定“-p”端口参数,那么默认的端口就是1099。
现在这个RMI Remote Server就被注册到远程“RMI注册表”上了。但是RemoteRegistryUnicastMain的执行效果和之前RemoteUnicastMain的执行效果是一样的。执行到bind/rebind语句时,应用程序也没有退出。原因和示例代码一中的原因是一样的。
1 package testRMI; 2 3 import java.rmi.Naming; 4 import java.util.List; 5 6 import org.apache.commons.logging.Log; 7 import org.apache.commons.logging.LogFactory; 8 import org.apache.log4j.BasicConfigurator; 9 10 import testRMI.entity.UserInfo; 11 12 /** 13 * 客户端调用RMI测试 14 * @author yinwenjie 15 * 16 */ 17 public class RemoteClient { 18 static { 19 BasicConfigurator.configure(); 20 } 21 22 /** 23 * 日志 24 */ 25 private static final Log LOGGER = LogFactory.getLog(RemoteClient.class); 26 27 public static void main(String[] args) throws Exception { 28 RemoteServiceInterface remoteServiceInterface = (RemoteServiceInterface)Naming.lookup("rmi://192.168.61.1:1099/queryAllUserinfo"); 29 List<UserInfo> users = remoteServiceInterface.queryAllUserinfo(); 30 31 RemoteClient.LOGGER.info("users.size() = " +users.size()); 32 } 33 }
下篇文章开始,我们继续讲解JAVA RMI中工作原理。并且详细分析RMI框架底层的IO通信模型。
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