手写RPC框架，真不是为了装13！

如何设计一个RPC框架？

你可能没有被问到过，可能是运气好，也可能是你还没到这个级别。通常月薪20k以上，基本上都会问一些设计性的题目。

站在面试官角度：问这类题目，总比一个八股文强，这里面会涉及到很多技术点。比如：设计模式、通信协议、动态代理、虚拟化、线程池等知识。

好吧，不扯远了，我们开始聊今天的话题。

RPC全程为Remote procedure call 远程过程调用，这几个字很多人可能并不是特别的理解，再简单的说就是：

像调用本地方法一样调用远程服务。

比如，下面一个案例：一个用户操作服务：

public interface UserService{
    String findUserNameById(Integer userId);
}
@Service
public class UserServiceImpl implements UserService{
    String findUserNameById(Integer userId){
        //查数据或查缓存获取到用户名
        return "田哥"
    }
}

现在一个controller里想调用UserServiceImpl的findUserNameById方法获取用户名。

@RestController
public class UserController{
    @Resource
    private UserService userService;
    
    @GetMapping("/test")
    public String test(){
        return userService.findUserNameById(1);
    }
}

假设UserController、UserServiceImpl、UserService三个类都在同一个项目里，controller想调用findUserNameById方法是非常简单的。

但是，如果controller是另外一个项目，也想像上面那样调用（细微的不同，感觉还是一样），这时候我们就可以用到了RPC框架。

1、需要把接口UserService放在一个单独项目里，我们通常称之为api项目。

2、需要把UserServiceImpl放在一个单独项目里，我们通常称之为叫做provider项目。

3、controller嘛，通过是web之类的（consumer）项目里

4、把api打成jar包，然后consumer项目、provider项目都引用它。

市面上的RPC框架，比如说：Dubbo （阿里）、Thrift（FaceBook）、gRpc（Google）、brpc （百度）等都在不同侧重点去解决最初的目的，有的想极致完美，有的追求极致性能，有的偏向极致简单。

RPC原理

回到前面我们说的像调用本地一样的调用远程服务，到底需要哪些技术支撑呢？

• 动态代理，因为我们consumer项目里只有接口UserService定义，没有实现类，想要调用一个接口的方法？那就只能搞个代理对象了。
• 编解码，也就是consumer需要把请求参数传到provider里去，网络传输过程先把我们的参数进行编码，然后传到provider，provider再对传过来的参数进行解码。
• 网络通信，跨进程肯定就会涉及到网络通信。
• 网络传输协议，consumer和provider 对于来回的参数信息，肯定得有有个标准，你按照什么样的方式传给我，不然我怎么知道你想表达什么。
• 序列化和反序列化
• 数据压缩，在进行数据网络传输时，如果数据太大了，我们得考虑能不能对数据进行压缩。
• 注册中心，如果provider 进行集群部署（同样服务部署多个机器上），这时候我们需要在consumer进行手工维护，如果量一旦大起来了，这工作量可想而知。
• 动态感知服务上下线，如果provider 存在宕机或者部署了新的节点，这时候consumer就需要知道哪些服务下线了，哪些服务上线了。
• 动态路由，如果provider 进行集群部署（同样服务部署多个机器上），我们不可能让consumer都落在同一个节点上，这样资源不能充分利用了，古代皇帝的雨露均沾。动态路由那就会涉及到各种各样的算法，比如随机，轮询，权重等。

为什么需要注册中心，我之前分享过：

造轮子

根据上面的这些原理，田哥也搞了一个RPC框架，命名为mink（一个动物的名称）。

--mink
----mink-rpc rpc基本功能
----mink-registry 服务注册与发现
----mink-spring 集成SpringBoot

然后，我们把mink-spring打成jar包，服务发布和服务引用都把这个jar给依赖进去。

框架使用

上面，我们创造了轮子，下面，我们就来看如何使用。

mink-demo就是一个Spring Boot项目，有三个module。

我们把mink-api打成jar包，共consumer和provider使用。

也就是我们在consumer和provider都引入：

<dependency>
    <groupId>com.tian</groupId>
    <artifactId>mink-api</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
</dependency>

下面，我们来看看provider端的代码：

<dependency>
   <groupId>com.tian</groupId>
   <artifactId>mink-spring</artifactId>
   <version>1.0-SNAPSHOT</version>
</dependency>
<dependency>
   <groupId>com.tian</groupId>
   <artifactId>mink-api</artifactId>
   <version>1.0-SNAPSHOT</version>
</dependency>
<dependency>
   <groupId>org.springframework.boot</groupId>
   <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
   <version>2.5.4</version>
</dependency>

我们的mink框架，只需要引入mink-spring依赖即可。

接着就是properties的配置：

mink.rpc.servicePort=20880
mink.rpc.registryType=0
mink.rpc.registryAddress=127.0.0.1:2181

再来看看具体服务实现类：

package com.tian.service;

import com.tian.annotation.MinkService;

/**
 * @author tianwc  公众号：java后端技术全栈、面试专栏
 * @version 1.0.0
 * @description 用户服务
 * @createTime 2022年08月23日 18:16
 */
@MinkService
public class UserServiceImpl implements UserService {
    @Override
    public String findUserNameByiD(Integer id) {
        System.out.println("服务调用");
        return "tian";
    }
}

这一步，我们只需要在实现类上加上注解@MinkService即可。

最后就是项目启动类：

@ComponentScan(basePackages = {"com.tian.service","com.tian"})
@SpringBootApplication
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Application.class, args);
    }
}

我们启动项目（注册中心用的是zookeeper）：

从日志中可以看出，我们的服务已经成功注册到注册中心了。

下面，我们来看看consumer端代码。

首先来看看依赖：

<dependency>
   <groupId>com.tian</groupId>
   <artifactId>mink-spring</artifactId>
   <version>1.0-SNAPSHOT</version>
</dependency>
<dependency>
   <groupId>com.tian</groupId>
   <artifactId>mink-api</artifactId>
   <version>1.0-SNAPSHOT</version>
</dependency>
<dependency>
   <groupId>org.springframework.boot</groupId>
   <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
   <version>2.5.4</version>
</dependency>
<dependency>
   <groupId>org.springframework.boot</groupId>
   <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
   <version>2.5.4</version>
</dependency>

这依赖也很简单，没什么好说的。

再来看看properties配置项：

mink.rpc.registryType=0
mink.rpc.registryAddress=127.0.0.1:2181

server.port=8090

是不是也很简单？

再来看看我们的controller代码：

package com.tian.controller;

import com.tian.annotation.MinkReference;
import com.tian.service.UserService;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

/**
 * @author tianwc  公众号：java后端技术全栈、面试专栏
 * @version 1.0.0
 * @description 消费端
 * @createTime 2022年08月23日 23:08
 */
@RestController
public class UserController {

    @MinkReference
    private UserService userService;

    @RequestMapping("/test")
    public String test() {
        return userService.findUserNameByiD(1);
    }
}

需要用到对应服务，只需要添加注解@MinkReference即可。

最后就是项目启动类，简单的不行。

@SpringBootApplication
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Application.class, args);
    }
}

启动日志：

访问：http://localhost:8090/test

成功！整个过程，非常轻松地集成mink框架并在业务代码中使用。

总结起来，其实就三步：

1、pom中添加依赖

2、properties文件中配置注册中心信息

3、使用的时候加上注解@MinkReference或 @MinkService即可

总结

mink框架用到的技术点（后期会加入线程池，其他序列化技术、监控）：

工厂模式、动态代理、模板方法模式、注册式饿汉式单列模式

底层通信用的是netty框架、自定义协议、序列化与反序列化（java原生态和json）、编解码

集成SpringBoot、Spring扩展点 

集成zookeeper实现服务注册、服务上下线动态感知

自定义注解、自定义String工具类、自定义Collection工具类、自定义数组工具类等。

自己动手写完这个mink框架，面试还是可以吹吹，同时，也意味着你对上面技术点掌握到手，你觉得面试官还不喜欢吗？

我们不是为了装逼而造轮子，而是想通过造轮子这个过程，把我们学到的技术给用进去。学到的技术如果不用，那永远是个半吊子，并且很快就忘掉。

在实现的过程中，有任何问题都可以找我探讨，一方面完善mink框架，一方面技术提升！