exe forname ssa protobuf 一定的 兩數相加 result send linked

RPC（Remote Procedure Call Protocol）遠程過程調用協議，它是一種通過網絡，從遠程計算機程序上請求服務，而不必了解底層網絡技術的協議。說的再直白一點，就是客戶端在不必知道調用細節的前提之下，調用遠程計算機上運行的某個對象，使用起來就像調用本地的對象一樣。目前典型的RPC實現框架有：Thrift（facebook開源）、Dubbo（alibaba開源）等等。RPC框架針對網絡協議、網絡I/O模型的封裝是透明的，對於調用的客戶端而言，它就認為自己在調用本地的一個對象。至於傳輸層上，運用的是TCP協議、UDP協議、亦或是HTTP協議，一概不關心。從網絡I/O模型上來看，是基於select、poll、epoll方式、還是IOCP（I/O Completion Port）方式承載實現的，對於調用者而言也不用關心。

　　目前，主流的RPC框架都支持跨語言調用，即有所謂的IDL（接口定義語言），其實，這個並不是RPC所必須要求的。如果你的RPC框架沒有跨語言的要求，IDL就可以不用包括了。

　　最後，值得一提的是，衡量一個RPC框架性能的好壞與否，RPC的網絡I/O模型的選擇，至關重要。在此基礎上，設計出來的RPC服務器，可以考慮支持阻塞式同步IO、非阻塞式同步IO、當然還有所謂的多路復用IO模型、異步IO模型。支持不同的網絡IO模型，在高並發的狀態下，處理性能上會有很大的差別。還有一個衡量的標準，就是選擇的傳輸協議。是基於TCP協議、還是HTTP協議、還是UDP協議？對性能也有一定的影響。但是從我目前了解的情況來看，大多數RPC開源實現框架都是基於TCP、或者HTTP的，目測沒有采用UDP協議做為主要的傳輸協議的。

　　明白了RPC的使用原理和性能要求。現在，我們能不能撇開那些RPC開源框架，自己動手開發一個高性能的RPC服務器呢？我想，還是可以的。現在本人就使用Java，基於Netty，開發實現一個高性能的RPC服務器。

　　如何實現、基於什麽原理？並發處理性能如何？請繼續接著看下文。

　　我們有的時候，為了提高單個節點的通信吞吐量，提高通信性能。如果是基於Java後端的，一般首選的是NIO框架（No-block IO）。但是問題也來了，Java的NIO掌握起來要相當的技術功底，和足夠的技術積累，使用起來才能得心應手。一般的開發人員，如果要使用NIO開發一個後端的TCP/HTTP服務器，附帶考慮TCP粘包、網絡通信異常、消息鏈接處理等等網絡通信細節，開發門檻太高，所以比較明智的選擇是，采用業界主流的NIO框架進行服務器後端開發。主流的NIO框架主要有Netty、Mina。它們主要都是基於TCP通信，非阻塞的IO、靈活的IO線程池而設計的，應對高並發請求也是綽綽有余。隨著Netty、Mina這樣優秀的NIO框架，設計上日趨完善，Java後端高性能服務器開發，在技術上提供了有力的支持保障，從而打破了C++在服務器後端，一統天下的局面。因為在此之前，Java的NIO一直受人詬病，讓人敬而遠之！

　　既然，這個RPC服務器是基於Netty的，那就在說說Netty吧。實際上Netty是對JAVA NIO框架的再次封裝，它的開源網址是http://netty.io/，本文中使用的Netty版本是：4.0版本，可以通過http://dl.bintray.com/netty/downloads/netty-4.0.37.Final.tar.bz2，進行下載使用。那也許你會問，如何使用Netty進行RPC服務器的開發呢？實際不難，下面我就簡單的說明一下技術原理：

　　1、定義RPC請求消息、應答消息結構，裏面要包括RPC的接口定義模塊、包括遠程調用的類名、方法名稱、參數結構、參數值等信息。

　　2、服務端初始化的時候通過容器加載RPC接口定義和RPC接口實現類對象的映射關系，然後等待客戶端發起調用請求。

　　3、客戶端發起的RPC消息裏面包含，遠程調用的類名、方法名稱、參數結構、參數值等信息，通過網絡，以字節流的方式送給RPC服務端，RPC服務端接收到字節流的請求之後，去對應的容器裏面，查找客戶端接口映射的具體實現對象。

　　4、RPC服務端找到實現對象的參數信息，通過反射機制創建該對象的實例，並返回調用處理結果，最後封裝成RPC應答消息通知到客戶端。

　　5、客戶端通過網絡，收到字節流形式的RPC應答消息，進行拆包、解析之後，顯示遠程調用結果。

　　上面說的是很簡單，但是實現的時候，我們還要考慮如下的問題：

　　1、RPC服務器的傳輸層是基於TCP協議的，出現粘包咋辦？這樣客戶端的請求，服務端不是會解析失敗？好在Netty裏面已經提供了解決TCP粘包問題的×××：LengthFieldBasedFrameDecoder，可以靠它輕松搞定TCP粘包問題。

　　2、Netty服務端的線程模型是單線程、多線程（一個線程負責客戶端連接，連接成功之後，丟給後端IO的線程池處理）、還是主從模式（客戶端連接、後端IO處理都是基於線程池的實現）。當然在這裏，我出於性能考慮，使用了Netty主從線程池模型。

　　3、Netty的IO處理線程池，如果遇到非常耗時的業務，出現阻塞了咋辦？這樣不是很容易把後端的NIO線程給掛死、阻塞？本文的處理方式是，對於復雜的後端業務，分派到專門的業務線程池裏面，進行異步回調處理。

　　4、RPC消息的傳輸是通過字節流在NIO的通道（Channel）之間傳輸，那具體如何實現呢？本文，是通過基於Java原生對象序列化機制的編碼、×××（ObjectEncoder、ObjectDecoder）進行實現的。當然出於性能考慮，這個可能不是最優的方案。更優的方案是把消息的編碼、×××，搞成可以配置實現的。具體比如可以通過：protobuf、JBoss Marshalling方式進行解碼和編碼，以提高網絡消息的傳輸效率。

　　5、RPC服務器要考慮多線程、高並發的使用場景，所以線程安全是必須的。此外盡量不要使用synchronized進行加鎖，改用輕量級的ReentrantLock方式進行代碼塊的條件加鎖。比如本文中的RPC消息處理回調，就有這方面的使用。

　　6、RPC服務端的服務接口對象和服務接口實現對象要能輕易的配置，輕松進行加載、卸載。在這裏，本文是通過Spring容器進行統一的對象管理。

　　綜上所述，本文設計的RPC服務器調用的流程圖如下所示：

　　客戶端並發發起RPC調用請求，然後RPC服務端使用Netty連接器，分派出N個NIO連接線程，這個時候Netty連接器的任務結束。然後NIO連接線程是統一放到Netty NIO處理線程池進行管理，這個線程池裏面會對具體的RPC請求連接進行消息編碼、消息解碼、消息處理等等一系列操作。最後進行消息處理（Handler）的時候，處於性能考慮，這裏的設計是，直接把復雜的消息處理過程，丟給專門的RPC業務處理線程池集中處理，然後Handler對應的NIO線程就立即返回、不會阻塞。這個時候RPC調用結束，客戶端會異步等待服務端消息的處理結果，本文是通過消息回調機制實現（MessageCallBack）。

　　再來說一說Netty對於RPC消息的解碼、編碼、處理對應的模塊和流程，具體如下圖所示：

　　從上圖可以看出客戶端、服務端對RPC消息編碼、解碼、處理調用的模塊以及調用順序了。Netty就是把這樣一個一個的處理器串在一起，形成一個責任鏈，統一進行調用。

　　說了這麽多，現在先簡單看下，我設計實現的NettyRPC的代碼目錄層級結構：

 ![](http://i2.51cto.com/images/blog/201810/28/42367882b4cc01c6581b18f02b996ffe.png?x-oss-process=image/watermark,size_16,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_90,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=)

　　其中newlandframework.netty.rpc.core包是NettyRPC的核心實現。newlandframework.netty.rpc.model包裏面，則封裝了RPC消息請求、應答報文結構，以及RPC服務接口與實現綁定關系的容器定義。newlandframework.netty.rpc.config裏面定義了NettyRPC的服務端文件配置屬性。

　　下面先來看下newlandframework.netty.rpc.model包中定義的內容。具體是RPC消息請求、應答消息的結構定義：

　　RPC請求消息結構

    /**
 * @filename:MessageRequest.java
 *
 * Newland Co. Ltd. All rights reserved.
 *
 * @Description:rpc服務請求結構
 * @author tangjie
 * @version 1.0
 *
 */
package newlandframework.netty.rpc.model;

import java.io.Serializable;
import org.apache.commons.lang.builder.ToStringBuilder;
import org.apache.commons.lang.builder.ToStringStyle;

public class MessageRequest implements Serializable {

    private String messageId;
    private String className;
    private String methodName;
    private Class<?>[] typeParameters;
    private Object[] parametersVal;

    public String getMessageId() {
        return messageId;
    }

    public void setMessageId(String messageId) {
        this.messageId = messageId;
    }

    public String getClassName() {
        return className;
    }

    public void setClassName(String className) {
        this.className = className;
    }

    public String getMethodName() {
        return methodName;
    }

    public void setMethodName(String methodName) {
        this.methodName = methodName;
    }

    public Class<?>[] getTypeParameters() {
        return typeParameters;
    }

    public void setTypeParameters(Class<?>[] typeParameters) {
        this.typeParameters = typeParameters;
    }

    public Object[] getParameters() {
        return parametersVal;
    }

    public void setParameters(Object[] parametersVal) {
        this.parametersVal = parametersVal;
    }

    public String toString() {
        return new ToStringBuilder(this, ToStringStyle.SHORT_PREFIX_STYLE)
                .append("messageId", messageId).append("className", className)
                .append("methodName", methodName).toString();
    }
}

RPC應答消息結構

/**
 * @filename:MessageResponse.java
 *
 * Newland Co. Ltd. All rights reserved.
 *
 * @Description:rpc服務應答結構
 * @author tangjie
 * @version 1.0
 *
 */
package newlandframework.netty.rpc.model;

import java.io.Serializable;
import org.apache.commons.lang.builder.ToStringBuilder;
import org.apache.commons.lang.builder.ToStringStyle;

public class MessageResponse implements Serializable {

    private String messageId;
    private String error;
    private Object resultDesc;

    public String getMessageId() {
        return messageId;
    }

    public void setMessageId(String messageId) {
        this.messageId = messageId;
    }

    public String getError() {
        return error;
    }

    public void setError(String error) {
        this.error = error;
    }

    public Object getResult() {
        return resultDesc;
    }

    public void setResult(Object resultDesc) {
        this.resultDesc = resultDesc;
    }

    public String toString() {
        return new ToStringBuilder(this, ToStringStyle.SHORT_PREFIX_STYLE)
                .append("messageId", messageId).append("error", error).toString();
    }
}

RPC服務接口定義、服務接口實現綁定關系容器定義，提供給spring作為容器使用。

/**
 * @filename:MessageKeyVal.java
 *
 * Newland Co. Ltd. All rights reserved.
 *
 * @Description:rpc服務映射容器
 * @author tangjie
 * @version 1.0
 *
 */
package newlandframework.netty.rpc.model;

import java.util.Map;

public class MessageKeyVal {

    private Map<String, Object> messageKeyVal;

    public void setMessageKeyVal(Map<String, Object> messageKeyVal) {
        this.messageKeyVal = messageKeyVal;
    }

    public Map<String, Object> getMessageKeyVal() {
        return messageKeyVal;
    }
}

好了，定義好核心模型結構之後，現在再向大家展示一下NettyRPC核心包：newlandframework.netty.rpc.core的關鍵部分實現代碼，首先是業務線程池相關類的實現代碼，具體如下：

　　線程工廠定義實現

    /**
 * @filename:NamedThreadFactory.java
 *
 * Newland Co. Ltd. All rights reserved.
 *
 * @Description:線程工廠
 * @author tangjie
 * @version 1.0
 *
 */
package newlandframework.netty.rpc.core;

import java.util.concurrent.ThreadFactory;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class NamedThreadFactory implements ThreadFactory {

    private static final AtomicInteger threadNumber = new AtomicInteger(1);

    private final AtomicInteger mThreadNum = new AtomicInteger(1);

    private final String prefix;

    private final boolean daemoThread;

    private final ThreadGroup threadGroup;

    public NamedThreadFactory() {
        this("rpcserver-threadpool-" + threadNumber.getAndIncrement(), false);
    }

    public NamedThreadFactory(String prefix) {
        this(prefix, false);
    }

    public NamedThreadFactory(String prefix, boolean daemo) {
        this.prefix = prefix + "-thread-";
        daemoThread = daemo;
        SecurityManager s = System.getSecurityManager();
        threadGroup = (s == null) ? Thread.currentThread().getThreadGroup() : s.getThreadGroup();
    }

    public Thread newThread(Runnable runnable) {
        String name = prefix + mThreadNum.getAndIncrement();
        Thread ret = new Thread(threadGroup, runnable, name, 0);
        ret.setDaemon(daemoThread);
        return ret;
    }

    public ThreadGroup getThreadGroup() {
        return threadGroup;
    }
}

業務線程池定義實現

/**
 * @filename:RpcThreadPool.java
 *
 * Newland Co. Ltd. All rights reserved.
 *
 * @Description:rpc線程池封裝
 * @author tangjie
 * @version 1.0
 *
 */
package newlandframework.netty.rpc.core;

import java.util.concurrent.Executor;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
import java.util.concurrent.SynchronousQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class RpcThreadPool {

    //獨立出線程池主要是為了應對復雜耗I/O操作的業務，不阻塞netty的handler線程而引入
    //當然如果業務足夠簡單，把處理邏輯寫入netty的handler（ChannelInboundHandlerAdapter）也未嘗不可
    public static Executor getExecutor(int threads, int queues) {
        String name = "RpcThreadPool";
        return new ThreadPoolExecutor(threads, threads, 0, TimeUnit.MILLISECONDS,
                queues == 0 ? new SynchronousQueue<Runnable>()
                        : (queues < 0 ? new LinkedBlockingQueue<Runnable>()
                                : new LinkedBlockingQueue<Runnable>(queues)),
                new NamedThreadFactory(name, true), new AbortPolicyWithReport(name));
    }
}

/**
 * @filename:AbortPolicyWithReport.java
 *
 * Newland Co. Ltd. All rights reserved.
 *
 * @Description:線程池異常策略
 * @author tangjie
 * @version 1.0
 *
 */
package newlandframework.netty.rpc.core;

import java.util.concurrent.RejectedExecutionException;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;

public class AbortPolicyWithReport extends ThreadPoolExecutor.AbortPolicy {

    private final String threadName;

    public AbortPolicyWithReport(String threadName) {
        this.threadName = threadName;
    }

    public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
        String msg = String.format("RpcServer["
                + " Thread Name: %s, Pool Size: %d (active: %d, core: %d, max: %d, largest: %d), Task: %d (completed: %d),"
                + " Executor status:(isShutdown:%s, isTerminated:%s, isTerminating:%s)]",
                threadName, e.getPoolSize(), e.getActiveCount(), e.getCorePoolSize(), e.getMaximumPoolSize(), e.getLargestPoolSize(),
                e.getTaskCount(), e.getCompletedTaskCount(), e.isShutdown(), e.isTerminated(), e.isTerminating());
        System.out.println(msg);
        throw new RejectedExecutionException(msg);
    }
}

RPC調用客戶端定義實現

/**
 * @filename:MessageSendExecutor.java
 *
 * Newland Co. Ltd. All rights reserved.
 *
 * @Description:Rpc客戶端執行模塊
 * @author tangjie
 * @version 1.0
 *
 */
package newlandframework.netty.rpc.core;

import java.lang.reflect.Proxy;

public class MessageSendExecutor {

    private RpcServerLoader loader = RpcServerLoader.getInstance();

    public MessageSendExecutor(String serverAddress) {
        loader.load(serverAddress);
    }

    public void stop() {
        loader.unLoad();
    }

    public static <T> T execute(Class<T> rpcInterface) {
        return (T) Proxy.newProxyInstance(
                rpcInterface.getClassLoader(),
                new Class<?>[]{rpcInterface},
                new MessageSendProxy<T>(rpcInterface)
        );
    }
}

這裏的RPC客戶端實際上，是動態代理了MessageSendProxy，當然這裏是應用了，JDK原生的動態代理實現，你還可以改成CGLIB（Code Generation Library）方式。不過本人測試了一下CGLIB方式，在高並發的情況下面會出現空指針異常，但是同樣的情況，JDK原生的動態代理卻沒有問題。並發程度不高的情況下面，兩種代理方式都運行正常。後續再深入研究看看吧！廢話不說了，現在給出MessageSendProxy的實現方式

/**
 * @filename:MessageSendProxy.java
 *
 * Newland Co. Ltd. All rights reserved.
 *
 * @Description:Rpc客戶端消息處理
 * @author tangjie
 * @version 1.0
 *
 */
package newlandframework.netty.rpc.core;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.UUID;
import newlandframework.netty.rpc.model.MessageRequest;

public class MessageSendProxy<T> implements InvocationHandler {

    private Class<T> cls;

    public MessageSendProxy(Class<T> cls) {
        this.cls = cls;
    }

    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        MessageRequest request = new MessageRequest();
        request.setMessageId(UUID.randomUUID().toString());
        request.setClassName(method.getDeclaringClass().getName());
        request.setMethodName(method.getName());
        request.setTypeParameters(method.getParameterTypes());
        request.setParameters(args);

        MessageSendHandler handler = RpcServerLoader.getInstance().getMessageSendHandler();
        MessageCallBack callBack = handler.sendRequest(request);
        return callBack.start();
    }
}

進一步發現MessageSendProxy其實是把消息發送給RpcServerLoader模塊，它的代碼如下：

/**
 * @filename:RpcServerLoader.java
 *
 * Newland Co. Ltd. All rights reserved.
 *
 * @Description:rpc服務器配置加載
 * @author tangjie
 * @version 1.0
 *
 */
package newlandframework.netty.rpc.core;

import io.netty.channel.EventLoopGroup;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
import newlandframework.netty.rpc.serialize.support.RpcSerializeProtocol;

public class RpcServerLoader {

    private volatile static RpcServerLoader rpcServerLoader;
    private final static String DELIMITER = ":";
    private RpcSerializeProtocol serializeProtocol = RpcSerializeProtocol.JDKSERIALIZE;

    //方法返回到Java虛擬機的可用的處理器數量
    private final static int parallel = Runtime.getRuntime().availableProcessors() * 2;
    //netty nio線程池
    private EventLoopGroup eventLoopGroup = new NioEventLoopGroup(parallel);
    private static ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = (ThreadPoolExecutor) RpcThreadPool.getExecutor(16, -1);
    private MessageSendHandler messageSendHandler = null;

    //等待Netty服務端鏈路建立通知信號
    private Lock lock = new ReentrantLock();
    private Condition signal = lock.newCondition();

    private RpcServerLoader() {
    }

    //並發雙重鎖定
    public static RpcServerLoader getInstance() {
        if (rpcServerLoader == null) {
            synchronized (RpcServerLoader.class) {
                if (rpcServerLoader == null) {
                    rpcServerLoader = new RpcServerLoader();
                }
            }
        }
        return rpcServerLoader;
    }

    public void load(String serverAddress, RpcSerializeProtocol serializeProtocol) {
        String[] ipAddr = serverAddress.split(RpcServerLoader.DELIMITER);
        if (ipAddr.length == 2) {
            String host = ipAddr[0];
            int port = Integer.parseInt(ipAddr[1]);
            final InetSocketAddress remoteAddr = new InetSocketAddress(host, port);

            threadPoolExecutor.submit(new MessageSendInitializeTask(eventLoopGroup, remoteAddr, this, serializeProtocol));
        }
    }

    public void setMessageSendHandler(MessageSendHandler messageInHandler) {
        try {
            lock.lock();
            this.messageSendHandler = messageInHandler;
            //喚醒所有等待客戶端RPC線程
            signal.signalAll();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public MessageSendHandler getMessageSendHandler() throws InterruptedException {
        try {
            lock.lock();
            //Netty服務端鏈路沒有建立完畢之前，先掛起等待
            if (messageSendHandler == null) {
                signal.await();
            }
            return messageSendHandler;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public void unLoad() {
        messageSendHandler.close();
        threadPoolExecutor.shutdown();
        eventLoopGroup.shutdownGracefully();
    }

    public void setSerializeProtocol(RpcSerializeProtocol serializeProtocol) {
        this.serializeProtocol = serializeProtocol;
    }
}

好了，現在一次性給出RPC客戶端消息編碼、解碼、處理的模塊實現代碼。

/**
 * @filename:MessageSendInitializeTask.java
 *
 * Newland Co. Ltd. All rights reserved.
 *
 * @Description:Rpc客戶端線程任務處理
 * @author tangjie
 * @version 1.0
 *
 */
package newlandframework.netty.rpc.core;

import io.netty.bootstrap.Bootstrap;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelFutureListener;
import io.netty.channel.ChannelOption;
import io.netty.channel.EventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.nio.NioSocketChannel;
import java.net.InetSocketAddress;

public class MessageSendInitializeTask implements Runnable {

    private EventLoopGroup eventLoopGroup = null;
    private InetSocketAddress serverAddress = null;
    private RpcServerLoader loader = null;

    MessageSendInitializeTask(EventLoopGroup eventLoopGroup, InetSocketAddress serverAddress, RpcServerLoader loader) {
        this.eventLoopGroup = eventLoopGroup;
        this.serverAddress = serverAddress;
        this.loader = loader;
    }

    public void run() {
        Bootstrap b = new Bootstrap();
        b.group(eventLoopGroup)
                .channel(NioSocketChannel.class).option(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true);
        b.handler(new MessageSendChannelInitializer());

        ChannelFuture channelFuture = b.connect(serverAddress);
        channelFuture.addListener(new ChannelFutureListener() {
            public void operationComplete(final ChannelFuture channelFuture) throws Exception {
                if (channelFuture.isSuccess()) {
                    MessageSendHandler handler = channelFuture.channel().pipeline().get(MessageSendHandler.class);
                    MessageSendInitializeTask.this.loader.setMessageSendHandler(handler);
                }
            }
        });
    }
}

/**
 * @filename:MessageSendChannelInitializer.java
 *
 * Newland Co. Ltd. All rights reserved.
 *
 * @Description:Rpc客戶端管道初始化
 * @author tangjie
 * @version 1.0
 *
 */
package newlandframework.netty.rpc.core;

import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.ChannelPipeline;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.handler.codec.LengthFieldBasedFrameDecoder;
import io.netty.handler.codec.LengthFieldPrepender;
import io.netty.handler.codec.serialization.Cla***esolvers;
import io.netty.handler.codec.serialization.ObjectDecoder;
import io.netty.handler.codec.serialization.ObjectEncoder;

public class MessageSendChannelInitializer extends ChannelInitializer<SocketChannel> {

    //ObjectDecoder 底層默認繼承半包×××LengthFieldBasedFrameDecoder處理粘包問題的時候，
    //消息頭開始即為長度字段，占據4個字節。這裏出於保持兼容的考慮
    final public static int MESSAGE_LENGTH = 4;

    protected void initChannel(SocketChannel socketChannel) throws Exception {
        ChannelPipeline pipeline = socketChannel.pipeline();
        //ObjectDecoder的基類半包×××LengthFieldBasedFrameDecoder的報文格式保持兼容。因為底層的父類LengthFieldBasedFrameDecoder
        //的初始化參數即為super(maxObjectSize, 0, 4, 0, 4);
        pipeline.addLast(new LengthFieldBasedFrameDecoder(Integer.MAX_VALUE, 0, MessageSendChannelInitializer.MESSAGE_LENGTH, 0, MessageSendChannelInitializer.MESSAGE_LENGTH));
        //利用LengthFieldPrepender回填補充ObjectDecoder消息報文頭
        pipeline.addLast(new LengthFieldPrepender(MessageSendChannelInitializer.MESSAGE_LENGTH));
        pipeline.addLast(new ObjectEncoder());
        //考慮到並發性能，采用weakCachingConcurrentResolver緩存策略。一般情況使用:cacheDisabled即可
        pipeline.addLast(new ObjectDecoder(Integer.MAX_VALUE, Cla***esolvers.weakCachingConcurrentResolver(this.getClass().getClassLoader())));
        pipeline.addLast(new MessageSendHandler());
    }
}

/**
 * @filename:MessageSendHandler.java
 *
 * Newland Co. Ltd. All rights reserved.
 *
 * @Description:Rpc客戶端處理模塊
 * @author tangjie
 * @version 1.0
 *
 */
package newlandframework.netty.rpc.core;

import io.netty.buffer.Unpooled;
import io.netty.channel.Channel;
import io.netty.channel.ChannelFutureListener;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.ChannelInboundHandlerAdapter;
import java.net.SocketAddress;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import newlandframework.netty.rpc.model.MessageRequest;
import newlandframework.netty.rpc.model.MessageResponse;

public class MessageSendHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {

    private ConcurrentHashMap<String, MessageCallBack> mapCallBack = new ConcurrentHashMap<String, MessageCallBack>();

    private volatile Channel channel;
    private SocketAddress remoteAddr;

    public Channel getChannel() {
        return channel;
    }

    public SocketAddress getRemoteAddr() {
        return remoteAddr;
    }

    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        super.channelActive(ctx);
        this.remoteAddr = this.channel.remoteAddress();
    }

    public void channelRegistered(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        super.channelRegistered(ctx);
        this.channel = ctx.channel();
    }

    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        MessageResponse response = (MessageResponse) msg;
        String messageId = response.getMessageId();
        MessageCallBack callBack = mapCallBack.get(messageId);
        if (callBack != null) {
            mapCallBack.remove(messageId);
            callBack.over(response);
        }
    }

    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
        ctx.close();
    }

    public void close() {
        channel.writeAndFlush(Unpooled.EMPTY_BUFFER).addListener(ChannelFutureListener.CLOSE);
    }

    public MessageCallBack sendRequest(MessageRequest request) {
        MessageCallBack callBack = new MessageCallBack(request);
        mapCallBack.put(request.getMessageId(), callBack);
        channel.writeAndFlush(request);
        return callBack;
    }
}

最後給出RPC服務端的實現。首先是通過spring自動加載RPC服務接口、接口實現容器綁定加載，初始化Netty主/從線程池等操作，具體是通過MessageRecvExecutor模塊實現的，現在給出實現代碼：

/**
 * @filename:MessageRecvExecutor.java
 *
 * Newland Co. Ltd. All rights reserved.
 *
 * @Description:Rpc服務器執行模塊
 * @author tangjie
 * @version 1.0
 *
 */
package newlandframework.netty.rpc.core;

import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelOption;
import io.netty.channel.EventLoopGroup;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;
import java.nio.channels.spi.SelectorProvider;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.ThreadFactory;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.logging.Level;
import newlandframework.netty.rpc.model.MessageKeyVal;
import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.beans.factory.InitializingBean;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.ApplicationContextAware;

public class MessageRecvExecutor implements ApplicationContextAware, InitializingBean {

    private String serverAddress;
    private final static String DELIMITER = ":";

    private Map<String, Object> handlerMap = new ConcurrentHashMap<String, Object>();

    private static ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor;

    public MessageRecvExecutor(String serverAddress) {
        this.serverAddress = serverAddress;
    }

    public static void submit(Runnable task) {
        if (threadPoolExecutor == null) {
            synchronized (MessageRecvExecutor.class) {
                if (threadPoolExecutor == null) {
                    threadPoolExecutor = (ThreadPoolExecutor) RpcThreadPool.getExecutor(16, -1);
                }
            }
        }
        threadPoolExecutor.submit(task);
    }

    public void setApplicationContext(ApplicationContext ctx) throws BeansException {
        try {
            MessageKeyVal keyVal = (MessageKeyVal) ctx.getBean(Class.forName("newlandframework.netty.rpc.model.MessageKeyVal"));
            Map<String, Object> rpcServiceObject = keyVal.getMessageKeyVal();

            Set s = rpcServiceObject.entrySet();
            Iterator<Map.Entry<String, Object>> it = s.iterator();
            Map.Entry<String, Object> entry;

            while (it.hasNext()) {
                entry = it.next();
                handlerMap.put(entry.getKey(), entry.getValue());
            }
        } catch (ClassNotFoundException ex) {
            java.util.logging.Logger.getLogger(MessageRecvExecutor.class.getName()).log(Level.SEVERE, null, ex);
        }
    }

    public void afterPropertiesSet() throws Exception {
        //netty的線程池模型設置成主從線程池模式，這樣可以應對高並發請求
        //當然netty還支持單線程、多線程網絡IO模型，可以根據業務需求靈活配置
        ThreadFactory threadRpcFactory = new NamedThreadFactory("NettyRPC ThreadFactory");

        //方法返回到Java虛擬機的可用的處理器數量
        int parallel = Runtime.getRuntime().availableProcessors() * 2;

        EventLoopGroup boss = new NioEventLoopGroup();
        EventLoopGroup worker = new NioEventLoopGroup(parallel,threadRpcFactory,SelectorProvider.provider());

        try {
            ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
            bootstrap.group(boss, worker).channel(NioServerSocketChannel.class)
                    .childHandler(new MessageRecvChannelInitializer(handlerMap))
                    .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 128)
                    .childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true);

            String[] ipAddr = serverAddress.split(MessageRecvExecutor.DELIMITER);

            if (ipAddr.length == 2) {
                String host = ipAddr[0];
                int port = Integer.parseInt(ipAddr[1]);
                ChannelFuture future = bootstrap.bind(host, port).sync();
                System.out.printf("[author tangjie] Netty RPC Server start success ip:%s port:%d\n", host, port);
                future.channel().closeFuture().sync();
            } else {
                System.out.printf("[author tangjie] Netty RPC Server start fail!\n");
            }
        } finally {
            worker.shutdownGracefully();
            boss.shutdownGracefully();
        }
    }
}

最後還是老規矩，給出RPC服務端消息編碼、解碼、處理的核心模塊代碼實現，具體如下：

/**
 * @filename:MessageRecvChannelInitializer.java
 *
 * Newland Co. Ltd. All rights reserved.
 *
 * @Description:Rpc服務端管道初始化
 * @author tangjie
 * @version 1.0
 *
 */
package newlandframework.netty.rpc.core;

import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.ChannelPipeline;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.handler.codec.LengthFieldBasedFrameDecoder;
import io.netty.handler.codec.LengthFieldPrepender;
import io.netty.handler.codec.serialization.Cla***esolvers;
import io.netty.handler.codec.serialization.ObjectDecoder;
import io.netty.handler.codec.serialization.ObjectEncoder;
import java.util.Map;

public class MessageRecvChannelInitializer extends ChannelInitializer<SocketChannel> {

    //ObjectDecoder 底層默認繼承半包×××LengthFieldBasedFrameDecoder處理粘包問題的時候，
    //消息頭開始即為長度字段，占據4個字節。這裏出於保持兼容的考慮
    final public static int MESSAGE_LENGTH = 4;
    private Map<String, Object> handlerMap = null;

    MessageRecvChannelInitializer(Map<String, Object> handlerMap) {
        this.handlerMap = handlerMap;
    }

    protected void initChannel(SocketChannel socketChannel) throws Exception {
        ChannelPipeline pipeline = socketChannel.pipeline();
        //ObjectDecoder的基類半包×××LengthFieldBasedFrameDecoder的報文格式保持兼容。因為底層的父類LengthFieldBasedFrameDecoder
        //的初始化參數即為super(maxObjectSize, 0, 4, 0, 4); 
        pipeline.addLast(new LengthFieldBasedFrameDecoder(Integer.MAX_VALUE, 0, MessageRecvChannelInitializer.MESSAGE_LENGTH, 0, MessageRecvChannelInitializer.MESSAGE_LENGTH));
        //利用LengthFieldPrepender回填補充ObjectDecoder消息報文頭
        pipeline.addLast(new LengthFieldPrepender(MessageRecvChannelInitializer.MESSAGE_LENGTH));
        pipeline.addLast(new ObjectEncoder());
        //考慮到並發性能，采用weakCachingConcurrentResolver緩存策略。一般情況使用:cacheDisabled即可
        pipeline.addLast(new ObjectDecoder(Integer.MAX_VALUE, Cla***esolvers.weakCachingConcurrentResolver(this.getClass().getClassLoader())));
        pipeline.addLast(new MessageRecvHandler(handlerMap));
    }
}

/**
 * @filename:MessageRecvHandler.java
 *
 * Newland Co. Ltd. All rights reserved.
 *
 * @Description:Rpc服務器消息處理
 * @author tangjie
 * @version 1.0
 *
 */
package newlandframework.netty.rpc.core;

import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.ChannelInboundHandlerAdapter;
import java.util.Map;
import newlandframework.netty.rpc.model.MessageRequest;
import newlandframework.netty.rpc.model.MessageResponse;

public class MessageRecvHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {

    private final Map<String, Object> handlerMap;

    public MessageRecvHandler(Map<String, Object> handlerMap) {
        this.handlerMap = handlerMap;
    }

    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        MessageRequest request = (MessageRequest) msg;
        MessageResponse response = new MessageResponse();
        MessageRecvInitializeTask recvTask = new MessageRecvInitializeTask(request, response, handlerMap, ctx);
        //不要阻塞nio線程，復雜的業務邏輯丟給專門的線程池
        MessageRecvExecutor.submit(recvTask);
    }

    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) {
        //網絡有異常要關閉通道
        ctx.close();
    }
}

/**
 * @filename:MessageRecvInitializeTask.java
 *
 * Newland Co. Ltd. All rights reserved.
 *
 * @Description:Rpc服務器消息線程任務處理
 * @author tangjie
 * @version 1.0
 *
 */
package newlandframework.netty.rpc.core;

import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelFutureListener;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import java.util.Map;
import newlandframework.netty.rpc.model.MessageRequest;
import newlandframework.netty.rpc.model.MessageResponse;
import org.apache.commons.beanutils.MethodUtils;

public class MessageRecvInitializeTask implements Runnable {

    private MessageRequest request = null;
    private MessageResponse response = null;
    private Map<String, Object> handlerMap = null;
    private ChannelHandlerContext ctx = null;

    public MessageResponse getResponse() {
        return response;
    }

    public MessageRequest getRequest() {
        return request;
    }

    public void setRequest(MessageRequest request) {
        this.request = request;
    }

    MessageRecvInitializeTask(MessageRequest request, MessageResponse response, Map<String, Object> handlerMap, ChannelHandlerContext ctx) {
        this.request = request;
        this.response = response;
        this.handlerMap = handlerMap;
        this.ctx = ctx;
    }

    public void run() {
        response.setMessageId(request.getMessageId());
        try {
            Object result = reflect(request);
            response.setResult(result);然後是RPC消息處理的回調實現模塊代碼
            response.setError(t.toString());
            t.printStackTrace();
            System.err.printf("RPC Server invoke error!\n");
        }

        ctx.writeAndFlush(response).addListener(new ChannelFutureListener() {
            public void operationComplete(ChannelFuture channelFuture) throws Exception {
                System.out.println("RPC Server Send message-id respone:" + request.getMessageId());
            }
        });
    }

    private Object reflect(MessageRequest request) throws Throwable {
        String className = request.getClassName();
        Object serviceBean = handlerMap.get(className);
        String methodName = request.getMethodName();
        Object[] parameters = request.getParameters();
        return MethodUtils.invokeMethod(serviceBean, methodName, parameters);
    }
}

然後是RPC消息處理的回調實現模塊代碼

/**
 * @filename:MessageCallBack.java
 *
 * Newland Co. Ltd. All rights reserved.
 *
 * @Description:Rpc消息回調
 * @author tangjie
 * @version 1.0
 *
 */
package newlandframework.netty.rpc.core;

import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
import newlandframework.netty.rpc.model.MessageRequest;
import newlandframework.netty.rpc.model.MessageResponse;

public class MessageCallBack {

    private MessageRequest request;
    private MessageResponse response;
    private Lock lock = new ReentrantLock();
    private Condition finish = lock.newCondition();

    public MessageCallBack(MessageRequest request) {
        this.request = request;
    }

    public Object start() throws InterruptedException {
        try {
            lock.lock();
            //設定一下超時時間，rpc服務器太久沒有相應的話，就默認返回空吧。
            finish.await(10*1000, TimeUnit.MILLISECONDS);
            if (this.response != null) {
                return this.response.getResult();
            } else {
                return null;
            }
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public void over(MessageResponse reponse) {
        try {
            lock.lock();
            finish.signal();
            this.response = reponse;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

到此為止，NettyRPC的關鍵部分：服務端、客戶端的模塊已經通過Netty全部實現了。現在給出spring加載配置rpc-invoke-config.xml的內容：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
       http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
       http://www.springframework.org/schema/context
       http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">
  <context:component-scan base-package="newlandframework.netty.rpc.core"/>
  <context:property-placeholder location="classpath:newlandframework/netty/rpc/config/rpc-server.properties"/>
  <bean id="rpcbean" class="newlandframework.netty.rpc.model.MessageKeyVal">
    <property name="messageKeyVal">
      <map>
        <entry key="newlandframework.netty.rpc.servicebean.Calculate">
          <ref bean="calc"/>
        </entry>
      </map>
    </property>
  </bean>
  <bean id="calc" class="newlandframework.netty.rpc.servicebean.CalculateImpl"/>
  <bean id="rpcServer" class="newlandframework.netty.rpc.core.MessageRecvExecutor">
    <constructor-arg name="serverAddress" value="${rpc.server.addr}"/>
  </bean>
</beans>

再貼出RPC服務綁定ip信息的配置文件：rpc-server.properties的內容。

#rpc server‘s ip address config
rpc.server.addr=127.0.0.1:18888

最後NettyRPC服務端啟動方式參考如下：
new ClassPathXmlApplicationContext("newlandframework/netty/rpc/config/rpc-invoke-config.xml");

如果一切順利，沒有出現意外的話，控制臺上面，會出現如下截圖所示的情況：

如果出現了，說明NettyRPC服務器，已經啟動成功！

　　上面基於Netty的RPC服務器，並發處理性能如何呢？實踐是檢驗真理的唯一標準，下面我們就來實戰一下。

　　下面的測試案例，是基於RPC遠程調用兩數相加函數，並返回計算結果。客戶端同時開1W個線程，同一時刻，瞬時發起並發計算請求，然後觀察Netty的RPC服務器是否有正常應答回復響應，以及客戶端是否有正常返回調用計算結果。值得註意的是，測試案例是基於1W個線程瞬時並發請求而設計的，並不是1W個線程循環發起請求。這兩者對於衡量RPC服務器的並發處理性能，還是有很大差別的。當然，前者對於並發性能的處理要求，要高上很多很多。

　　現在，先給出RPC計算接口、RPC計算接口實現類的代碼實現：

    /**
 * @filename:Calculate.java
 *
 * Newland Co. Ltd. All rights reserved.
 *
 * @Description:計算器定義接口
 * @author tangjie
 * @version 1.0
 *
 */
package newlandframework.netty.rpc.servicebean;

public interface Calculate {
    //兩數相加
    int add(int a, int b);
}

/**
 * @filename:CalculateImpl.java
 *
 * Newland Co. Ltd. All rights reserved.
 *
 * @Description:計算器定義接口實現
 * @author tangjie
 * @version 1.0
 *
 */
package newlandframework.netty.rpc.servicebean;

public class CalculateImpl implements Calculate {
    //兩數相加
    public int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }
}

下面是瞬時並發RPC請求的測試樣例：

/**
 * @filename:CalcParallelRequestThread.java
 *
 * Newland Co. Ltd. All rights reserved.
 *
 * @Description:並發線程模擬
 * @author tangjie
 * @version 1.0
 *
 */
package newlandframework.netty.rpc.servicebean;

import newlandframework.netty.rpc.core.MessageSendExecutor;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.logging.Level;
import java.util.logging.Logger;

public class CalcParallelRequestThread implements Runnable {

    private CountDownLatch signal;
    private CountDownLatch finish;
    private MessageSendExecutor executor;
    private int taskNumber = 0;

    public CalcParallelRequestThread(MessageSendExecutor executor, CountDownLatch signal, CountDownLatch finish, int taskNumber) {
        this.signal = signal;
        this.finish = finish;
        this.taskNumber = taskNumber;
        this.executor = executor;
    }

    public void run() {
        try {
            signal.await();

            Calculate calc = executor.execute(Calculate.class);
            int add = calc.add(taskNumber, taskNumber);
            System.out.println("calc add result:[" + add + "]");

            finish.countDown();
        } catch (InterruptedException ex) {
            Logger.getLogger(CalcParallelRequestThread.class.getName()).log(Level.SEVERE, null, ex);
        }
    }
}

/**
 * @filename:RpcParallelTest.java
 *
 * Newland Co. Ltd. All rights reserved.
 *
 * @Description:rpc並發測試代碼
 * @author tangjie
 * @version 1.0
 *
 */
package newlandframework.netty.rpc.servicebean;

import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import newlandframework.netty.rpc.core.MessageSendExecutor;
import org.apache.commons.lang.time.StopWatch;

public class RpcParallelTest {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        final MessageSendExecutor executor = new MessageSendExecutor("127.0.0.1:18888");
        //並行度10000
        int parallel = 10000;

        //開始計時
        StopWatch sw = new StopWatch();
        sw.start();

        CountDownLatch signal = new CountDownLatch(1);
        CountDownLatch finish = new CountDownLatch(parallel);

        for (int index = 0; index < parallel; index++) {
            CalcParallelRequestThread client = new CalcParallelRequestThread(executor, signal, finish, index);
            new Thread(client).start();
        }

        //10000個並發線程瞬間發起請求操作
        signal.countDown();
        finish.await();

        sw.stop();

        String tip = String.format("RPC調用總共耗時: [%s] 毫秒", sw.getTime());
        System.out.println(tip);

        executor.stop();
    }
}

好了，現在先啟動NettyRPC服務器，確認沒有問題之後，運行並發RPC請求客戶端，看下客戶端打印的計算結果，以及處理耗時。

從上面來看，10000個瞬時RPC計算請求，總共耗時接近11秒。我們在來看下NettyRPC的服務端運行情況，如下所示：

　可以很清楚地看到，RPC服務端都有收到客戶端發起的RPC計算請求，並返回消息應答。

　　最後我們還是要分別驗證一下，RPC服務端是否存在丟包、粘包、IO阻塞的情況？1W個並發計算請求，是否成功接收處理並應答了？實際情況說明一切，看下圖所示：

非常給力，RPC的服務端確實成功接收到了客戶端發起的1W筆瞬時並發計算請求，並且成功應答處理了。並沒有出現：丟包、粘包、IO阻塞的情況。再看下RPC客戶端，是否成功得到計算結果的應答返回了呢？

很好，RPC的客戶端，確實收到了RPC服務端計算的1W筆加法請求的計算結果，而且耗時接近11秒。由此可見，基於Netty+業務線程池的NettyRPC服務器，應對並發多線程RPC請求，處理起來是得心應手，遊刃有余！

　　最後，本文通過Netty這個NIO框架，實現了一個很簡單的“高性能”的RPC服務器，代碼雖然寫出來了，但是還是有一些值得改進的地方，比如：

　　1、對象序列化傳輸可以支持目前主流的序列化框架：protobuf、JBoss Marshalling、Avro等等。

　　2、Netty的線程模型可以根據業務需求，進行定制。因為，並不是每筆業務都需要這麽強大的並發處理性能。

　　3、目前RPC計算只支持一個RPC服務接口映射綁定一個對應的實現，後續要支持一對多的情況。

　　4、業務線程池的啟動參數、線程池並發阻塞容器模型等等，可以配置化管理。

　　5、Netty的Handler處理部分，對於復雜的業務邏輯，現在是統一分派到特定的線程池進行後臺異步處理。當然你還可以考慮JMS（消息隊列）方式進行解耦，統一分派給消息隊列的訂閱者，統一處理。目前實現JMS的開源框架也有很多，ActiveMQ、RocketMQ等等，都可以考慮。

　　本文實現的NettyRPC，對於面前的您而言，一定還有很多地方，可以加以完善和改進，優化改進的工作就交給您自由發揮了。

　　由於本人技術能力、認知水平有限。本文中有說不對的地方，懇請批評指正！不吝賜教！最後，感謝面前的您，耐心的閱讀完本文，相信現在的你，對於Java開發高性能的服務端應用，又有了一個更深入的了解！本文算是對我Netty學習成果的階段性總結，後續有時間，我還會繼續推出Netty工業級開發的相關文章，敬請期待！

　

談談如何使用Netty開發實現高性能的RPC服務器