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1、概述

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。

2、RMI基本使用

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。

1-1、RMI使用场景

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!!!)

1-2、RMI框架的基本组成

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):

1-3、代码示例一

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:


package testRMI;


import java.rmi.Remote;

import java.rmi.RemoteException;

import java.util.List;


import testRMI.entity.UserInfo;


public interface RemoteServiceInterface extends Remote {

    /**

     * 这个RMI接口负责查询目前已经注册的所有用户信息

     */

    public List<UserInfo> queryAllUserinfo() throws RemoteException;

}


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:


package testRMI;


import java.rmi.RemoteException;

import java.rmi.server.UnicastRemoteObject;

import java.util.ArrayList;

import java.util.List;


import testRMI.entity.UserInfo;


/**

* RMI 服务接口RemoteServiceInterface的具体实现<br>

* 请注意这里继承的是UnicastRemoteObject父类。

* 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

* (这句话后文会解释)

* @author yinwenjie

*

*/

public class RemoteUnicastServiceImpl extends UnicastRemoteObject implements RemoteServiceInterface {

    /**

     * 注意Remote Object没有默认构造函数

     * @throws RemoteException

     */

    protected RemoteUnicastServiceImpl() throws RemoteException {

        super();

    }


    private static final long serialVersionUID = 6797720945876437472L;


    /* (non-Javadoc)

     * @see testRMI.RemoteServiceInterface#queryAllUserinfo()

     */

    @Override

    public List<UserInfo> queryAllUserinfo() throws RemoteException {

        List<UserInfo> users = new ArrayList<UserInfo>();


        UserInfo user1 = new UserInfo();

        user1.setUserAge(21);

        user1.setUserDesc("userDesc1");

        user1.setUserName("userName1");

        user1.setUserSex(true);

        users.add(user1);


        UserInfo user2 = new UserInfo();

        user2.setUserAge(21);

        user2.setUserDesc("userDesc2");

        user2.setUserName("userName2");

        user2.setUserSex(false);

        users.add(user2);

        return users;

    }

}



还有我们定义的Userinfo信息,就是一个普通的POJO对象:


package testRMI.entity;


import java.io.Serializable;

import java.rmi.RemoteException;


public class UserInfo implements Serializable {

    /**

     *

     */

    private static final long serialVersionUID = -377525163661420263L;


    private String userName;

    private String userDesc;

    private Integer userAge;

    private Boolean userSex;


    public UserInfo() throws RemoteException {


    }


    /**

     * @return the userName

     */

    public String getUserName() {

        return userName;

    }


    /**

     * @param userName the userName to set

     */

    public void setUserName(String userName) {

        this.userName = userName;

    }


    /**

     * @return the userDesc

     */

    public String getUserDesc() {

        return userDesc;

    }


    /**

     * @param userDesc the userDesc to set

     */

    public void setUserDesc(String userDesc) {

        this.userDesc = userDesc;

    }


    /**

     * @return the userAge

     */

    public Integer getUserAge() {

        return userAge;

    }


    /**

     * @param userAge the userAge to set

     */

    public void setUserAge(Integer userAge) {

        this.userAge = userAge;

    }


    /**

     * @return the userSex

     */

    public Boolean getUserSex() {

        return userSex;

    }


    /**

     * @param userSex the userSex to set

     */

    public void setUserSex(Boolean userSex) {

        this.userSex = userSex;

    }

}


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:


package testRMI;


import java.rmi.Naming;

import java.rmi.registry.LocateRegistry;


public class RemoteUnicastMain {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        /*

         * Locate registry,您可以理解成RMI服务注册表,或者是RMI服务位置仓库。

         * 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”。

         * 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”

         *

         * 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;

         * 另一种是在代码中使用LocateRegistry类。

         *

         * 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”

         * */

        LocateRegistry.createRegistry(1099);


        // 以下是向LocateRegistry注册(绑定/重绑定)RMI Server实现。

        RemoteUnicastServiceImpl remoteService = new RemoteUnicastServiceImpl();

        // 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

        Naming.rebind("rmi://127.0.0.1:1099/queryAllUserinfo", remoteService);


        /*

         * 在“已经拥有某个可访问的远程RMI注册表”的情况下。

         * 下面这句代码就是向远程注册表注册RMI Server,

         * 当然远程RMI注册表的JVM-classpath中一定要有这个Server的Stub存在

         *  

         * (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)

         * Naming.rebind("rmi://192.168.61.1:1099/queryAllUserinfo", remoteService);

         * */

    }

}




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:


package testRMI;


import java.rmi.Naming;

import java.util.List;


import org.apache.commons.logging.Log;

import org.apache.commons.logging.LogFactory;

import org.apache.log4j.BasicConfigurator;


import testRMI.entity.UserInfo;


/**

* 客户端调用RMI测试

* @author yinwenjie

*

*/

public class RemoteClient {

    static {

        BasicConfigurator.configure();

    }


    /**

     * 日志

     */

    private static final Log LOGGER = LogFactory.getLog(RemoteClient.class);


    public static void main(String[] args) throws Exception {

        // 您看,这里使用的是java名称服务技术进行的RMI接口查找。

        RemoteServiceInterface remoteServiceInterface = (RemoteServiceInterface)Naming.lookup("rmi://192.168.61.1/queryAllUserinfo");

        List<UserInfo> users = remoteServiceInterface.queryAllUserinfo();


        RemoteClient.LOGGER.info("users.size() = " +users.size());

    }

}


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

1-4、代码示例二


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?


首先我们需要改写RemoteUnicastMain类,将RemoteUnicastMain中使用LocateRegistry类创建“本地RMI注册表”的代码去掉:

package testRMI;



import java.rmi.registry.LocateRegistry;

import java.rmi.registry.Registry;


public class RemoteRegistryUnicastMain {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        /*

         * 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

         * */

        Registry registry = LocateRegistry.getRegistry("192.168.61.1", 1099);


        // 以下是向远程RMI注册表(绑定/重绑定)RMI Server的Stub。

        // 同样的远程RMI注册表的JVM-classpath下,一定要有这个RMI Server的Stub

        RemoteUnicastServiceImpl remoteService = new RemoteUnicastServiceImpl();


        /*

         * 在不写LocateRegistry.createRegistry(1099);的情况下。

         * 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,

         * 可能是同一台物理机也可能不是同一台物理机)

         *

         * 注册的RMI注册表存在于192.168.61.1这个IP上

         *

         * 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

         * */

        registry.rebind("queryAllUserinfo" , remoteService);

    }

}



然后我们要为RMI Remote Server的实现RemoteUnicastServiceImpl手动生成Stub(RMI中称之为桩);为什么要生成呢?因为RMI Remote Server的实现和RMI注册表将工作在两个独立的JVM上,RMI注册表需要知道Server实现的基本信息(包括类方法信息、类的引用情况等),这些信息就是定义在Stub类中的。下面我们在windows环境下生成Stub(linux环境下过程基本相同):

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。


接下来我们启动远程“RMI 注册表”服务:

//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。


  • 再接下来使用修改后的RemoteUnicastMain,将RMI Remote Server注册到远程“RMI注册表”中:

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。


最后指定Client的调用,调用RMI URL的IP地址需要更改一下:

package testRMI;


import java.rmi.Naming;

import java.util.List;


import org.apache.commons.logging.Log;

import org.apache.commons.logging.LogFactory;

import org.apache.log4j.BasicConfigurator;


import testRMI.entity.UserInfo;


/**

* 客户端调用RMI测试

* @author yinwenjie

*

*/

public class RemoteClient {

    static {

        BasicConfigurator.configure();

    }


    /**

     * 日志

     */

    private static final Log LOGGER = LogFactory.getLog(RemoteClient.class);


    public static void main(String[] args) throws Exception {

        RemoteServiceInterface remoteServiceInterface = (RemoteServiceInterface)Naming.lookup("rmi://192.168.61.1:1099/queryAllUserinfo");

        List<UserInfo> users = remoteServiceInterface.queryAllUserinfo();


        RemoteClient.LOGGER.info("users.size() = " +users.size());

    }

}

3、JAVA RMI 原理


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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