需求

1. 基于Netty实现两个服务端，一个客户端，客户端通过Channel通道调用服务端
2. 服务端的上线与下线，客户端能动态感知，并能重新构成负载均衡。
3. 客户端选择性能好的服务器处理（响应时间短的服务器即为性能好）。Zookeeper记录客户端响应有效时间为5s，超时判定该客户端失效。

一、思路

实现思路如下：

1. 服务端启动时连接zookeeper，在/netty-server下创建临时节点，节点格式是/ip:port，例如：127.0.0.1:8899，记录服务端的IP和端口。节点数据代表节点对应服务的响应时间，默认为“0”，“0”表示尚无客户端请求或服务响应数据失效。
2. 客户端启动时连接zookeeper，并添加监听，然后获取/netty-server下的子节点，及获取可用的服务端的IP和端口，与服务端建立连接。启动定时任务。
3. 客户端接收到浏览器请求，先是zookeeper上的服务端响应时间数据，获取响应时间最短的服务。——负载均衡的实现。
4. 客户端请求服务端时，记录请求时间和服务端响应时长。通过定时任务定时同步服务端响应数据到zookeeper中。这里的定时任务使用分布式调度elastic-job。

二、实现

2.1 服务端实现

引入zookeeper客户端curator依赖

<dependency>
    <groupId>org.apache.curator</groupId>
    <artifactId>curator-framework</artifactId>
    <version>4.0.1</version>
</dependency>

服务启动时连接zookeeper，创建临时节点

CuratorFramework curatorFramework = CuratorFrameworkFactory.builder().connectString("127.0.0.1:2181")
        .connectionTimeoutMs(3000)
        .sessionTimeoutMs(5000)
        .namespace("netty-server")
        .retryPolicy(new RetryUntilElapsed(3000, 5))
        .build();
curatorFramework.start();
// 在 /netty-server 节点下创建临时节点 /ip:port,节点数据默认0
curatorFramework.create().creatingParentsIfNeeded().withMode(CreateMode.EPHEMERAL).forPath("/" + serverIp +
        ":" + port, LongUtils.toByteArray(-1L));

2.2 客户端实现

引入依赖，基于zookeeper的分布式调度

<dependency>
      <groupId>com.dangdang</groupId>
      <artifactId>elastic-job-lite-core</artifactId>
      <version>2.1.5</version>
 </dependency>

RpcClient的initClient()初始化Netty客户端，启动zookeeper连接添加监听，获取可的服务端列表，创建连接。

public void initClient() throws Exception {
    // 启动zookeeper连接，并添加监听
    curatorClient = CuratorClient.getInstance();
    curatorClient.startAndListener(new PathChildrenListener(this));
    // 获取可用的服务端列表
    serverList = curatorClient.getRpcServers();

    //1.创建线程组
    group = new NioEventLoopGroup();
    for (RpcServerProperties.Server server : serverList) {
        // 连接服务
        connectServer(server);
    }
}

Curator启动和添加监听

public static CuratorClient getInstance() {
    return curatorClient;
}

private CuratorFramework curatorFramework;

public void startAndListener(PathChildrenCacheListener listener) throws Exception {
    startCurator();
    startPathChildrenListener(listener);
}

public void startCurator() {
    curatorFramework = CuratorFrameworkFactory.builder()
            .connectString("127.0.0.1:2181")
            .connectionTimeoutMs(30000)
            .sessionTimeoutMs(50000)
            .namespace("netty-server")
            .retryPolicy(new RetryUntilElapsed(1000, 3))
            .build();
    curatorFramework.start();
}

/**
 * 监听/netty-server的子节点路径变化
 */
public void startPathChildrenListener(PathChildrenCacheListener listener) throws Exception {
    PathChildrenCache pathChildrenCache = new PathChildrenCache(curatorFramework, "/", true);
    pathChildrenCache.start(PathChildrenCache.StartMode.BUILD_INITIAL_CACHE);
    pathChildrenCache.getListenable().addListener(
            listener, Executors.newSingleThreadExecutor());
}

监听器类，实现PathChildrenCacheListener接口

public class PathChildrenListener implements PathChildrenCacheListener {

    private RpcClient rpcClient;

    public PathChildrenListener(RpcClient rpcClient) {
        this.rpcClient = rpcClient;
    }

    @Override
    public void childEvent(CuratorFramework curatorFramework, PathChildrenCacheEvent pathChildrenCacheEvent) throws Exception {
        PathChildrenCacheEvent.Type type = pathChildrenCacheEvent.getType();
        ChildData childData = pathChildrenCacheEvent.getData();
        if (childData == null) {
            return;
        }
        switch (type) {
            case CHILD_ADDED: {
                // 添加节点
                GetServer getServer = new GetServer(childData).invoke();
                String serverIpPort = getServer.getServerIpPort();
                RpcServerProperties.Server server = getServer.getServer();
                System.out.println("新建连接："+serverIpPort);
                rpcClient.connectServer(server);
                break;
            }
            case CHILD_REMOVED: { // 删除节点
                GetServer getServer = new GetServer(childData).invoke();
                String serverIpPort = getServer.getServerIpPort();
                RpcServerProperties.Server server = getServer.getServer();
                System.out.println("删除连接：" + serverIpPort);
                rpcClient.removeServer(server);
                break;
            }

        }
    }

    private class GetServer {
        private ChildData childData;
        private String serverIpPort;
        private RpcServerProperties.Server server;

        public GetServer(ChildData childData) {
            this.childData = childData;
        }

        public String getServerIpPort() {
            return serverIpPort;
        }

        public RpcServerProperties.Server getServer() {
            return server;
        }

        public GetServer invoke() {
            String path = childData.getPath();
            serverIpPort = path.substring(path.lastIndexOf('/') + 1);
            String[] split = serverIpPort.split(":");
            server = new RpcServerProperties.Server();
            server.setIp(split[0]);
            server.setPort(Integer.valueOf(split[1]));
            return this;
        }
    }
}

连接服务和移除服务，用一个Map保存服务连接，key为ip:port，value为channel

/**
     * 连接服务
     */
    public void connectServer(RpcServerProperties.Server server) {
        //2.创建启动助手
        Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
        //3.设置参数
        bootstrap.group(group)
                .channel(NioSocketChannel.class)
                .option(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, Boolean.TRUE)
                .option(ChannelOption.CONNECT_TIMEOUT_MILLIS, 3000)
                .handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                    @Override
                    protected void initChannel(SocketChannel socketChannel) throws Exception {
                        ChannelPipeline pipeline = socketChannel.pipeline();
                        //String类型编解码器
                        pipeline.addLast(new StringDecoder());
                        pipeline.addLast(new StringEncoder());
                        //添加客户端处理类
                        pipeline.addLast(rpcClientHandler);
                    }
                });
        try {
            lock.lock();
            System.out.println("建立连接：" + server.getKey());
            Channel channel = bootstrap.connect(server.getIp(), server.getPort()).sync().channel();
            channelMap.put(server.getKey(), channel);
            lock.unlock();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
            Thread.currentThread().interrupt();
            lock.unlock();
            throw new IllegalStateException("连接失败:" + server.getKey());
        }

    }


    /**
     * 移除server
     */
    public void removeServer(RpcServerProperties.Server server) {
        this.serverList = serverList.stream().filter(server1 ->
                server.getPort() != server1.getPort() || !server.getIp().equals(server1.getIp())
        ).collect(Collectors.toList());
        lock.lock();
        Set<Map.Entry<String, Channel>> entries = channelMap.entrySet();
        this.channelMap = entries.stream().filter(entry -> {
            if (entry.getKey().equals(server.getKey())) {
                entry.getValue().close();
                return false;
            }
            return true;
        }).collect(Collectors.toMap(Map.Entry::getKey, Map.Entry::getValue));
        lock.unlock();
    }

请求服务端，记录响应时长【这里想用Aspect切面，但是在切不进doSend()方法】

    public Object doSend(RpcServerProperties.Server server, String msg) throws Exception {
        String serverKey = server.getKey();
        // 获取服务的channel
        Channel channel = channelMap.get(serverKey);
        rpcClientHandler.setRequestMsg(channel, msg);
        // 开始时间
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        Future submit = executorService.submit(rpcClientHandler);
        Object o = submit.get();
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        /*  记录服务响应信息 */
        // 记录服务响应时间
        curatorClient.setDataForPath("/" +server.getKey(), LongUtils.toByteArray(endTime - startTime));
        return o;
    }

    public RpcResponse send(RpcRequest rpcRequest) throws Exception {
        // 通过负载均衡获取服务
        RpcServerProperties.Server server = curatorClient.balanceServer();
        Object responseMsg = doSend(server, JSON.toJSONString(rpcRequest));
        RpcResponse rpcResponse = JSON.parseObject(responseMsg.toString(), RpcResponse.class);
        if (rpcResponse.getError() != null) {
            throw new RuntimeException(rpcResponse.getError());
        }
        return rpcResponse;
    }

分布式定时任务

public class ElasticService {

    public static void startJob() {
        ZookeeperConfiguration zookeeperConfiguration = new ZookeeperConfiguration("127.0.0.1:2181", "data-elastic" +
                "-job");
        ZookeeperRegistryCenter zookeeperRegistryCenter = new ZookeeperRegistryCenter(zookeeperConfiguration);
        zookeeperRegistryCenter.init();

        JobCoreConfiguration jobCoreConfiguration = JobCoreConfiguration.newBuilder("elastic-job", "*/5 * * * * ?", 1).build();
        SimpleJobConfiguration simpleJobConfiguration = new SimpleJobConfiguration(jobCoreConfiguration, ReportJob.class.getName());
        new JobScheduler(zookeeperRegistryCenter, LiteJobConfiguration.newBuilder(simpleJobConfiguration).build()).init();
    }
}

任务类

public class ReportJob implements SimpleJob {

    @SneakyThrows
    @Override
    public void execute(ShardingContext shardingContext) {
        CuratorClient curatorClient = CuratorClient.getInstance();
        List<RpcServerProperties.Server> rpcServers = curatorClient.getRpcServers();
        for (RpcServerProperties.Server rpcServer : rpcServers) {
            // 获取节点的统计信息
            Stat stat = curatorClient.getStatForPath("/" + rpcServer.getKey());
            if ((System.currentTimeMillis() - stat.getMtime() > 5 * 1000)) {
                curatorClient.setDataForPath("/" + rpcServer.getKey(), LongUtils.toByteArray(0L));
            }
        }
    }
}

三、验证

1. 启动服务端-1，端口8898

2. 启动客户端

启动并获取了zookeeper上的服务信息，并建立了连接。

3. 启动服务端-2，端口8899，看到客户端控制台输出如下：

客户端监听到zookeeper上有新服务，获取并连接服务。这说明服务发现是实现了的。

4. 为了验证获取响应较快的服务，这里让8898端口服务执行了Thread.sleep(random.nextInt(1000));睡眠了不到1秒。让8899端口服务执行了Thread.sleep(random.nextInt(3000));睡眠了不到3秒。那么8898服务端会响应更快些。

连续请求几次服务，从调用服务端口看出请求8898的次数更多些。实现的负载均衡

5. 关闭8899端口服务，过一会客户端收到监听事件，将8899端口服务连接删除。实现了服务断连。

总结：

从验证结果看，

1. 实现了客户端通过RPC调用服务端。
2. 实现了服务上线和下线的自动连接和删除连接功能；
3. 实现了负载均衡，响应块的服务接收的请求较多些。

最后

以上就是细腻胡萝卜为你收集整理的基于Netty+Zookeeper手写RPC和服务注册、感知和负载均衡需求的全部内容，希望文章能够帮你解决基于Netty+Zookeeper手写RPC和服务注册、感知和负载均衡需求所遇到的程序开发问题。

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