从零开始实现简单 RPC 框架 8：网络通信之 Request-Response 模型
Netty 在服务端与客户端的网络通信中，使用的是异步双向通信(双工)的方式，即客户端和服务端可以相互主动发请求给对方，发消息后不会同步等响应。这样就会有一下问题：
- 如何识别消息是请求还是响应？
- 请求如何正确对应到响应？
1. 如何识别消息是请求还是响应
为了识别消息类型是请求或者响应，我们在消息中加入了 messageType 的属性，在上文我们也提到，这个消息类型在自定义协议的头部，他有几种类型：请求、响应、心跳，我们先来说说请求、响应。
public enum MessageType {
/**
* 普通请求
*/
REQUEST((byte) 1),
/**
* 普通响应
*/
RESPONSE((byte) 2),
/**
* 心跳
*/
HEARTBEAT((byte) 3),
;
private final byte value;
}
请求(Request)的核心字段如下：
public class RpcRequest {
/**
* 接口名
*/
private String interfaceName;
/**
* 方法名
*/
private String methodName;
/**
* 参数列表
*/
private Object[] params;
/**
* 参数类型列表
*/
private Class<?>[] paramTypes;
/**
* 接口版本
*/
private String version;
}
响应(Response)的核心字段如下：
public class RpcResponse<T> {
/**
* 请求id
*/
private long requestId;
/**
* 响应码
*/
private Integer code;
/**
* 提示消息
*/
private String message;
/**
* 响应数据
*/
private T data;
}
发送消息的时候，按照消息类型和结构体，将数据组装好，写到 channel 即可。接收消息则要先解码，从消息头拿到消息类型，根据消息类型来反序列化到对应的结构体。
2. 请求如何正确对应到响应
流程图如下：
有几个关键点：
- 客户端请求之后拿到 Future
- 有一个
Map存放未响应的请求，Key: RequestId，Value: Future - 服务端响应的数据中，包含了客户端的 RequestId，这是对应的关键
- 响应的结果会被
NettyClientHandler.channelRead0监听到，根据响应的 RequestId 取出对应的 Future - 将结果写到对应的 Future 中
- 客户端通过
future.get()获取到数据
1) 客户端发请求
代码如下：
public class NettyInvoker extends AbstractInvoker {
private final NettyClient nettyClient = NettyClient.getInstance();
@Override
protected RpcResult doInvoke(RpcRequest request, URL selected) throws RpcException {
// 获取 Channel
Channel channel = nettyClient.getChannel(socketAddress);
// 构造一个空 Future
CompletableFuture<RpcResponse<?>> resultFuture = new CompletableFuture<>();
// 构建 RPC 消息，此处会构建 requestId
RpcMessage rpcMessage = buildRpcMessage(request);
// 将 request 和 Future 对应放到 Map 中
UnprocessedRequests.put(rpcMessage.getRequestId(), resultFuture);
// 发出请求
channel.writeAndFlush(rpcMessage);
// 返回结果
return new AsyncResult(resultFuture);
}
// ...
}
返回的 AsyncResult 只是 future 的包装。
public class AsyncResult implements RpcResult {
private final CompletableFuture<?> future;
public AsyncResult(CompletableFuture<?> future) {
this.future = future;
}
}
2) 请求暂存
这个存储未响应的请求在 ccx-rpc 中是 UnprocessedRequests 类在管理：
public class UnprocessedRequests {
private static final Map<Long, CompletableFuture<RpcResponse<?>>> FUTURE_MAP = new ConcurrentHashMap<>();
public static void put(long requestId, CompletableFuture<RpcResponse<?>> future) {
FUTURE_MAP.put(requestId, future);
}
}
3) 服务端响应数据监听
使用 Netty 的 Handler 监听服务端响应的数据，当有数据响应，则调用 UnprocessedRequests.complete 写入。
public class NettyClientHandler extends SimpleChannelInboundHandler<RpcMessage> {
@Override
protected void channelRead0(ChannelHandlerContext context, RpcMessage requestMsg) {
RpcResponse<?> response = (RpcResponse<?>) requestMsg.getData();
UnprocessedRequests.complete(response);
}
}
UnprocessedRequests.complete 实际上就是找出并删除对应的请求，然后将数据写入：future.complete(rpcResponse)
public class UnprocessedRequests {
private static final Map<Long, CompletableFuture<RpcResponse<?>>> FUTURE_MAP = new ConcurrentHashMap<>();
/**
* 完成响应
*
* @param rpcResponse 响应内容
*/
public static void complete(RpcResponse<?> rpcResponse) {
CompletableFuture<RpcResponse<?>> future = FUTURE_MAP.remove(rpcResponse.getRequestId());
if (future != null) {
future.complete(rpcResponse);
} else {
throw new IllegalStateException("future is null. rpcResponse=" + JSONUtil.toJsonStr(rpcResponse));
}
}
}
最后通过 AsyncResult.getData 可以获取到数据。
public class AsyncResult implements RpcResult {
private final CompletableFuture<?> future;
public AsyncResult(CompletableFuture<?> future) {
this.future = future;
}
@Override
public Object getData() {
try {
return future.get();
} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
log.error("getData error.", e);
}
return null;
}
}
总结
Netty 网络通信是异步双工的，我们需要用正确 Request-Response 模型让客户端和服务端正确交互。
- 如何区分请求或响应？
在消息中，可以加入 messageType 字段用来区分是请求或者响应。 - 如何把请求和响应对应？
发出的请求需要用 RequestId 标记并用 Map 存起来。服务端收到请求之后，将 RequestId 原封不动写到响应结果中。客户端收到响应结果后，拿出 RequestId 找到对应的 Future 并写入结果。
ccx-rpc 代码已经开源
Github：https://github.com/chenchuxin/ccx-rpc
Gitee：https://gitee.com/imccx/ccx-rpc
