深入理解通讯协议-手写RMI和RPC深入理解通讯协议深入理解通讯协议2基于分布式思想下的RPC解决方案

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我是靠谱客的博主平常微笑，这篇文章主要介绍深入理解通讯协议-手写RMI和RPC深入理解通讯协议深入理解通讯协议2基于分布式思想下的RPC解决方案，现在分享给大家，希望可以做个参考。

深入理解通讯协议

七层网络模型

应用层：专门为应用层服务的，比如说我们的浏览器

表示层：主要数据格式的转换，数据的加密，比如说服务器的编码格式，需要表示层做一个格式的转换；

会话层：主要是建立回话的，确保回话的稳定和安全；

传输层：是OSI最重要的关键一环；确保端对端的可靠性传输；

网络层：主要是IP和路由的选择

链路成：主要负责链路的管理，比如说我们的交换机，就是在链路层的

物理层：就是物理传输的介质，比如说网线

高一层是建立在低一层的基础之上的；

TCP/IP系列协议

TCP/IP 是互联网架构的一个基础；

TCP传输以后到网络层的IP 主要是目的地和原地址的一个交互

ping 命令可以测试两台主机是不是通的

TCP的三次握手协议

TCP的三次握手的漏洞

三种解决方案

1，监控达到一个阈值都没有连接次数，就把所有的连接都释放；

2，有第三次连接之后我才确认连接

3，防火墙，确认你的连接都是有效的之后我才会让你请求后端的服务；

TCP的四次挥手

客户端和服务端是可以相互发消息和接收消息；

抓包工具 wireshark

世界上最流行的网络协议分析器

TCP的通讯原理

tcp 是使用主机的ip地址和端口作为TCP连接的端点；

当我的TCP接收端里面没有内容的时候回发生阻塞。当我的发送端缓冲区写满了之后也会阻塞；

TCP的可靠性传输

解决这个问题就会引入一个概念，就是滑动窗口

滑动窗口，是一个接收方，和发送放都维护的一个序列；这个顺序被称为窗口；

只有在窗口里面的数字才会被真正的发送；

在线演示滑动窗口：


https://media.pearsoncmg.com/aw/ecs_kurose_compnetwork_7/cw/content/interactiveanimations/selective-repeat-protocol/index.html

滑动窗口：确保数据不会丢失，如果丢失会从发；

限制发送的速度；

如果多次发送失败，就会断开连接；

有效的控制一个阻塞；

HTTP协议

、

http 协议是一个超文本的协议；

uri 是定义资源的唯一标识，

url 是网络中唯一的路径；

HTTP报文的组成

请求行：比如说他是get还是post 请求

3xx状态重定向，我需要附加的操作才能完成；

深入理解通讯协议2

UDP协议

UDP 面向的是一个无连接的状态；

所以他是相对不可靠的；

优点：传输快

缺点：可能会数据丢失

UDP 的组成

源端口：源端口和端口号，不需要时可为0

目的端口号：目的端口号必须填；

长度:UDP用户数据的长度，最小值是8

校验和：用来校验UDP的数据是不是可靠；如果这个传输校验和不对，我就直接丢弃

为什么使用UDP，因为效率高；

tcp实战

package enjoy.protocol.tcp;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

/**
 * TCP 服务器端
 */
public class TcpServer {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 第一部分 创建一个ServerSocket监听一个端口 ： 8888
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
        System.out.println("TCP服务器已经启动，端口是 8888");
        while (true){
        //无线循环等待客户端的请求，如果有就分配一个请求
            Socket socket = serverSocket.accept();
            // 根据标准输入构造一个bufferReader
            BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
            String buffer=null;
            //循环读取输入的每一行；
            while((buffer=reader.readLine())!=null&& !buffer.equals("")){
                //输出每一行
                System.out.println(buffer);
               //输出完之后 服务器给客户端有些东西；
            }
            // 通过Socket 对象得到输出流，构造BufferedWrite
            BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));
            //模拟http的请求头信息
            writer.write("HTTP/1.1 200 OK rn Content-Type:text/html rn charset=UTF-8rnrn ");
            // 写http的请求body 信息
            writer.write("<html><head><title>http请求</title></head><body><h1>这是一个HTTP请求</h1></body></html>");
            // 刷新这个输出流使得数据立马就发送
            writer.flush();
            // 关闭
            reader.close();
            writer.close();
            socket.close();
        }
    }

}


package enjoy.protocol.tcp;

import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;

/**
 * TCP 客户端
 */
public class TcpClient {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        String msg="hello 13";
        //穿件一个Socket ，跟本机的8888 端口进行连接
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8888);
        // 使用socket 创建一个printWrite 进行写数据
        PrintWriter printWriter = new PrintWriter(socket.getOutputStream());
        // 发送数据
        printWriter.println(msg);
        //刷新一下，使得服务器立马收到请求信息
        printWriter.flush();
        printWriter.close();
        socket.close();
    }
}

实现UDP



package enjoy.protocol.udp;

import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;

public class ReciveDeom {

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

        // 创建一个DatagramDocket 实例，并且绑定到本机地址，端口10005
        DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket(10005);
        byte[] bytes = new byte[1024];
        // 以一个空的数组来床间距 DatagramPacket ，这个对象作用是接收DatagramDocket  中的数据
        DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(bytes, bytes.length);
        // 因为我不知道你什么时候发送数据过来，所以我在这里无限循环等待
        while (true){
            // 接收到数据包
            datagramSocket.receive(datagramPacket);
            // 获取接收的数据
            byte[] data =datagramPacket.getData();
            //把数组转成字符
            String str= new String(data,0,datagramPacket.getLength());
            // 如果数据包中的数据是88的信息， 则跳出且关闭
            if("88".equals(str)){
                break;
            }
            System.out.println("接收到的数据为"+str);
        }
        // 关闭
        datagramSocket.close();

    }


}


package enjoy.protocol.udp;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
/**
 * UDP 发送端
 */
public class SendDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        // 创建一个DatagramSocket 实例
        DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket();
        // 使用键盘输入构建一个BufferedReader
        BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        String line=null;
        while ((line=bufferedReader.readLine())!=null){
            //转成byte
           byte [] bytes = line.getBytes();
           //创建一个用于发送DatagramPacket对象
            DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(bytes, bytes.length, InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 10005);
            // 发送数据包
            datagramSocket.send(datagramPacket);
            // 当输入88时结束发送
            if("88".equals(line)){
                break;
            }
        }
        // 关闭
        datagramSocket.close();
    }
}

总结

基于分布式思想下的RPC解决方案

手写RPC 方案

第一步，定义服务的接口，并且注册服务的接口；

第二步，进行查询服务在哪个地方；去注册中心去查；

第三步，作为客户端调用需要使用一个动态代理；

第四步，对动态代理做一个增强；

第五步，进行通讯

第六步，反序列化得出他的对象，方法，参数；

第七步，通过反射的机制完成调用

实现技术方案

Socket通讯，动态代理与反射，Java序列化

动态代理

代理模式三要素

1，接口,

2，接口真实对象，一定是继承接口的实现，他是真正的实现

3，还有一个代理

真实对象和代理对象必须同事继承同一个接口；

代理的对象他必须包含真实的对象在里面；

InvocationHandler 增强代理

Proxy 就是个调度器

ROC实现细节

序列化是把对象转化为01串

反序列化，就是把在网络上传输的01串转化为java的bean对象；

反射就是：在运行的时候，你给我一个名称，你给我一个方法名，给我一个方法的参数，我就可以把这个类完整的构造出来，并且去调用他对应的方法；

实现代码demo

客户端

public interface TechInterface {
    String XJ(String name);
}

package enjoyedu.rpc;

import jdk.internal.org.objectweb.asm.tree.TryCatchBlockNode;

import javax.lang.model.element.VariableElement;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.Socket;

/**
 * 客户端的动态代理
 */
public class RpcClientFrame {

    public static <T> T getRemotProxyObj(final Class<?> serviceInterface) throws Exception{

        InetSocketAddress serviceAddr=new InetSocketAddress("127.0.0.1",8888);
        return (T) Proxy.newProxyInstance(serviceInterface.getClassLoader(),new Class<?>[]{serviceInterface},new DynProxy(serviceInterface,serviceAddr));
    }

    /**
     * 实现动态代理类，实现了对远程服务的访问
     *
     */
    private  static class DynProxy implements InvocationHandler{
        //接口
        private final Class<?> serviceInterface;
        //远程调用地址
        private final InetSocketAddress addr;
        public DynProxy(Class<?> serviceInterface,InetSocketAddress addr){
            this.serviceInterface=serviceInterface;
            this.addr=addr;
        }
        @Override
        public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
            /**
             * 网络增强部分
             */
            //  使用socket
            Socket socket =null;
            //因为传递的大部分是方法， 参数， 所以我们使用Object 流对象
            ObjectInputStream objectInputStream =null;
            ObjectOutputStream objectOutputStream=null;
            try{
               socket=new Socket();
               //连接到远程的地址和端口
               socket.connect(addr);
               // 往远端 发送数据，按照顺序发送数据： 类名，方法名，参数类型，参数值
                // 拿到输出的流
                objectOutputStream =new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());
                // 发送 调用方法的类名  使用UTF-8  避免乱码
                objectOutputStream.writeUTF(serviceInterface.getName());
                // 发送 方法名
                objectOutputStream.writeUTF(method.getName());
                // 发送 调用方法的类名  使用Object
                objectOutputStream.writeObject(method.getParameterTypes());
                // 发送 参数的值
                objectOutputStream.writeObject(args);
                objectOutputStream.flush();
                // 立马拿到远程的执行结果
                objectInputStream =new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
                // 把调用的细节打印出来
                System.out.println("远程调用成功！"+serviceInterface.getName());
                //最后网络的请求返回给返回结果
                return objectInputStream.readObject();

            }catch (Exception e){
              e.printStackTrace();
            }
            finally {
                // 关闭
             socket.close();
             objectInputStream.close();
             objectOutputStream.close();
                return null;
            }
        }
    }
}

package enjoyedu;

import enjoyedu.rpc.RpcClientFrame;
import enjoyedu.service.TechInterface;

public class Client {
    public static void main(String[] args) throws  Exception {
        TechInterface techInterface = RpcClientFrame.getRemotProxyObj(TechInterface.class);
        System.out.println(techInterface.XJ("king"));
    }
}

服务server端

package enjoyedu.service;

public interface TeachInterface {
    // 服务员的接口
    String XJ(String name);
}


package enjoyedu.service.impl;

import enjoyedu.service.TeachInterface;

public class TechImpl implements TeachInterface {

    @Override
    public String XJ(String name) {
        return "您好，13号为您服务"+name;
    }
}

package enjoyedu;

import enjoyedu.register.RegisterCenter;
import enjoyedu.service.TeachInterface;
import enjoyedu.service.impl.TechImpl;

import java.io.IOException;

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

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    // 起一个注册中心
                    RegisterCenter serviceServer = new RegisterCenter(8888);
                    // 注册中心的服务至注册中心
                    serviceServer.register(TeachInterface.class, TechImpl.class);
                    // 运行我们的服务
                    serviceServer.start();
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
        }).start();

    }

}

注册中心

package enjoyedu.register;

import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.lang.reflect.Method;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.HashMap;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
 * 注册中心
 */
public class RegisterCenter {
    //线程池
    private static ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors());
   private static final HashMap<String,Class> serviceRegistry=new HashMap<String,Class>();
   private static boolean isRunning =false;
   private static int port;
    public  RegisterCenter(int port){
        this.port=port;

    }
    // 启动支持中心 启动
    public void start() throws IOException{
        ServerSocket server = new ServerSocket();
        server.bind(new InetSocketAddress(port));
        System.out.println("start server");
        try {
            while (true){
               //  1 监听客户端的TCP 连接，连接到TCP连接以后将其封装成task，由线程池执行，
                executor.execute(new ServiceTask(server.accept()));
            }
        }finally {
            server.close();
        }
    }
    // 注册服务： socket 通讯+ 反射
    public void register(Class serviceInterface,Class impl){
        serviceRegistry.put(serviceInterface.getName(),impl);
    }
    // 服务端获取运行
    private static class ServiceTask implements Runnable{
        Socket clent=null;
        public ServiceTask(Socket client){
            this.clent=client;
        }
        public void run(){
            // 反射
            // 同样使用object 流
            ObjectInputStream inputStream =null;
            ObjectOutputStream outputStream=null;
            try{
                //1 发送的object 对象拿到， 2，在使用反射的机制进行调用，3，最后返回结果
                inputStream=new ObjectInputStream(clent.getInputStream());
                // 拿到类名
                String serviceName = inputStream.readUTF();
                String methodName = inputStream.readUTF();
                //拿到参数类型
                Class<?>[] prarmTypes= ( Class<?>[])inputStream.readObject();
                 // 拿到参数值
                Object[]  arguments = ( Object[] )inputStream.readObject();
                // 到注册中心根据 接口名，获取实现类
                Class serviceClass =serviceRegistry.get(serviceName);
                // 使用反射的机制进行调用
                Method method=serviceClass.getMethod(methodName,prarmTypes);
                // 反射调用方法 ，类的实例化，反射参数值，把结果拿到
                Object result = method.invoke(serviceClass.newInstance(), arguments);
                // 通过执行socket 返回给客户端
                outputStream=new ObjectOutputStream(clent.getOutputStream());
                outputStream.writeObject(result);
                // 关闭
                outputStream.close();
                inputStream.close();
                clent.close();

            }catch(Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

最后

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本文分类：高性能Netty框架
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发布日期：2024-05-11 14:45:01
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