RestFul 与 RPC

Stella981
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原文地址:https://blog.csdn.net/u014590757/article/details/80233901

RPC、REST API深入理解

一:RPC

RPC 即远程过程调用(Remote Procedure Call Protocol,简称RPC),像调用本地服务(方法)一样调用服务器的服务(方法)。通常的实现有 XML-RPC , JSON-RPC , 通信方式基本相同, 所不同的只是传输数据的格式.

RPC是分布式架构的核心,按响应方式分如下两种:

同步调用:客户端调用服务方方法,等待直到服务方返回结果或者超时,再继续自己的操作

异步调用:客户端把消息发送给中间件,不再等待服务端返回,直接继续自己的操作。

同步调用的实现方式有WebService和RMI。Web Service提供的服务是基于web容器的,底层使用http协议,因而适合不同语言异构系统间的调用。RMI实际上是Java语言的RPC实现,允许方法返回 Java 对象以及基本数据类型,适合用于JAVA语言构建的不同系统间的调用。

异步调用的JAVA实现版就是JMS(Java Message Service),目前开源的的JMS中间件有Apache社区的ActiveMQ、Kafka消息中间件,另外有阿里的RocketMQ。

RPC架构里包含如下4个组件:

1、 客户端(Client):服务调用方

2、 客户端存根(Client Stub):存放服务端地址信息,将客户端的请求参数打包成网络消息,再通过网络发送给服务方

3、 服务端存根(Server Stub):接受客户端发送过来的消息并解包,再调用本地服务

4、服务端(Server):真正的服务提供者。

具体实现步骤:

1、 服务调用方(client)(客户端)以本地调用方式调用服务;

2、 client stub接收到调用后负责将方法、参数等组装成能够进行网络传输的消息体;在Java里就是序列化的过程

3、 client stub找到服务地址,并将消息通过网络发送到服务端;

4、 server stub收到消息后进行解码,在Java里就是反序列化的过程;

5、 server stub根据解码结果调用本地的服务;

6、 本地服务执行处理逻辑;

7、 本地服务将结果返回给server stub;

8、 server stub将返回结果打包成消息,Java里的序列化;

9、 server stub将打包后的消息通过网络并发送至消费方

10、 client stub接收到消息,并进行解码, Java里的反序列化;

11、 服务调用方(client)得到最终结果。

RPC框架的目标就是把2-10步封装起来,把调用、编码/解码的过程封装起来,让用户像调用本地服务一样的调用远程服务。要做到对客户端(调用方)透明化服务, RPC框架需要考虑解决如下问题:
1、通讯问题 : 主要是通过在客户端和服务器之间建立TCP连接,远程过程调用的所有交换的数据都在这个连接里传输。连接可以是按需连接,调用结束后就断掉,也可以是长连接,多个远程过程调用共享同一个连接。
2、寻址问题 : A服务器上的应用怎么告诉底层的RPC框架,如何连接到B服务器(如主机或IP地址)以及特定的端口,方法的名称是什么,这样才能完成调用。比如基于Web服务协议栈的RPC,就要提供一个endpoint URI,或者是从UDDI服务上查找。如果是RMI调用的话,还需要一个RMI Registry来注册服务的地址。
3、序列化与反序列化 : 当A服务器上的应用发起远程过程调用时,方法的参数需要通过底层的网络协议如TCP传递到B服务器,由于网络协议是基于二进制的,内存中的参数的值要序列化成二进制的形式,也就是序列化(Serialize)或编组(marshal),通过寻址和传输将序列化的二进制发送给B服务器。
同理,B服务器接收参数要将参数反序列化。B服务器应用调用自己的方法处理后返回的结果也要序列化给A服务器,A服务器接收也要经过反序列化的过程。

二:REST

  REST即表述性状态传递(Representational State Transfer,简称REST),是一种软件架构风格。REST通过HTTP协议定义的通用动词方法(GET、PUT、DELETE、POST) ,以URI对网络资源进行唯一标识,响应端根据请求端的不同需求,通过无状态通信,对其请求的资源进行表述。
  Rest架构的主要原则:

1.   网络上的所有事物都被抽象为资源

2.   每个资源都有一个唯一的资源标识符

3.   同一个资源具有多种表现形式(xml,json等)

4.   对资源的各种操作不会改变资源标识符

5.   所有的操作都是无状态的

其中表述性状态,是指(在某个瞬间状态的)资源数据的快照,包括资源数据的内容、表述格式(XML、JSON)等信息。

其中无状态通信,是指服务端(响应端)不保存任何与特定HTTP请求相关的资源,应用状态必须由请求方在请求过程中提供。要求在网络通信过程中,任意一个Web请求必须与其他请求隔离,当请求端提出请求时,请求本身包含了响应端为响应这一请求所需的全部信息。

REST使用HTTP+URI+XML /JSON 的技术来实现其API要求的架构风格:HTTP协议和URI用于统一接口和定位资源,文本、二进制流、XML、JSON等格式用来作为资源的表述。

举例:
在Restful之前的操作: 请求的地址对应具体的业务操作
http://127.0.0.1/user/query/1 GET 根据用户id查询用户数据
http://127.0.0.1/user/save POST 新增用户
http://127.0.0.1/user/update POST 修改用户信息
http://127.0.0.1/user/delete GET/POST 删除用户信息

RESTful用法: 请求
http://127.0.0.1/user/1 GET 根据用户id查询用户数据
http://127.0.0.1/user POST 新增用户
http://127.0.0.1/user PUT 修改用户信息
http://127.0.0.1/user DELETE 删除用户信息

RESTful风格的体现,在你使用了get请求,就是查询;使用post请求,就是新增的请求;使用put请求,就是修改的请求;使用delete请求,就是删除的请求。这样做就完全没有必要对crud做具体的描述。

满足REST约束条件和原则的架构,就被称为是RESTful架构。就像URL都是URI(统一资源标识)的表现形式一样,RESTful是符合REST原则的表现形式。

 
如何使用:

SpringMVC实现restful服务:

SpringMVC原生态的支持了REST风格的架构设计

所涉及到的注解:

--@RequestMapping

---@PathVariable

---@ResponseBody

[java] view plain copy

    package cn.itcast.mybatis.controller;  
      
    import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;  
    import org.springframework.http.HttpStatus;  
    import org.springframework.http.ResponseEntity;  
    import org.springframework.stereotype.Controller;  
    import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;  
    import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;  
    import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMethod;  
    import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;  
    import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;  
      
    import cn.itcast.mybatis.pojo.User;  
    import cn.itcast.mybatis.service.NewUserService;  
      
    @RequestMapping("restful/user")  
    @Controller  
    public class RestUserController {  
      
        @Autowired  
        private NewUserService newUserService;  
      
        /**
         * 根据用户id查询用户数据
         *  
         * @param id
         * @return
         */  
        @RequestMapping(value = "{id}", method = RequestMethod.GET)  
        @ResponseBody  
        public ResponseEntity queryUserById(@PathVariable("id") Long id) {  
            try {  
                User user = this.newUserService.queryUserById(id);  
                if (null == user) {  
                    // 资源不存在,响应404  
                    return ResponseEntity.status(HttpStatus.NOT_FOUND).body(null);  
                }  
                // 200  
                // return ResponseEntity.status(HttpStatus.OK).body(user);  
                return ResponseEntity.ok(user);  
            } catch (Exception e) {  
                e.printStackTrace();  
            }  
            // 500  
            return ResponseEntity.status(HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR).body(null);  
        }  
      
        /**
         * 新增用户
         *  
         * @param user
         * @return
         */  
        @RequestMapping(method = RequestMethod.POST)  
        public ResponseEntity saveUser(User user) {  
            try {  
                this.newUserService.saveUser(user);  
                return ResponseEntity.status(HttpStatus.CREATED).build();  
            } catch (Exception e) {  
                // TODO Auto-generated catch block  
                e.printStackTrace();  
            }  
            // 500  
            return ResponseEntity.status(HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR).body(null);  
        }  
      
        /**
         * 更新用户资源
         *  
         * @param user
         * @return
         */  
        @RequestMapping(method = RequestMethod.PUT)  
        public ResponseEntity updateUser(User user) {  
            try {  
                this.newUserService.updateUser(user);  
                return ResponseEntity.status(HttpStatus.NO_CONTENT).build();  
            } catch (Exception e) {  
                e.printStackTrace();  
            }  
            // 500  
            return ResponseEntity.status(HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR).body(null);  
        }  
      
        /**
         * 删除用户资源
         *  
         * @param user
         * @return
         */  
        @RequestMapping(method = RequestMethod.DELETE)  
        public ResponseEntity deleteUser(@RequestParam(value = "id", defaultValue = "0") Long id) {  
            try {  
                if (id.intValue() == 0) {  
                    // 请求参数有误  
                    return ResponseEntity.status(HttpStatus.BAD_REQUEST).build();  
                }  
                this.newUserService.deleteUserById(id);  
                // 204  
                return ResponseEntity.status(HttpStatus.NO_CONTENT).build();  
            } catch (Exception e) {  
                e.printStackTrace();  
            }  
            // 500  
            return ResponseEntity.status(HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR).body(null);  
        }  
    }  

 

1.           以ApacheThrift为代表的二进制RPC,支持多种语言(但不是所有语言),四层通讯协议,性能高,节省带宽。相对Restful协议,使用Thrifpt RPC,在同等硬件条件下,带宽使用率仅为前者的20%,性能却提升一个数量级。但是这种协议最大的问题在于,无法穿透防火墙。

2.           以Spring Cloud为代表所支持的Restful 协议,优势在于能够穿透防火墙,使用方便,语言无关,基本上可以使用各种开发语言实现的系统,都可以接受Restful 的请求。但性能和带宽占用上有劣势。

所以,业内对微服务的实现,基本是确定一个组织边界,在该边界内,使用RPC; 边界外,使用Restful。这个边界,可以是业务、部门,甚至是全公司。

 

使用RPC远程服务调用方式与传统http接口直接调用方式的差别在于:

1. 从使用方面看,Http接口只关注服务提供方(服务端),对于客户端怎么调用,调用方式怎样并不关心,通常情况下,客户端使用Http方式进行调用时,只要将内容进行传输即可,这样客户端在使用时,需要更关注网络方面的传输,比较不适用与业务方面的开发;而RPC服务则需要客户端接口与服务端保持一致,服务端提供一个方法,客户端通过接口直接发起调用,业务开发人员仅需要关注业务方法的调用即可,不再关注网络传输的细节,在开发上更为高效。

2. 从性能角度看,使用Http时,Http本身提供了丰富的状态功能与扩展功能,但也正由于Http提供的功能过多,导致在网络传输时,需要携带的信息更多,从性能角度上讲,较为低效。而RPC服务网络传输上仅传输与业务内容相关的数据,传输数据更小,性能更高。

3. 从运维角度看,使用Http接口时,常常使用一个前端代理,来进行Http转发代理请求的操作,需要进行扩容时,则需要去修改代理服务器的配置,较为繁琐,也容易出错。而使用RPC方式的微服务,则只要增加一个服务节点即可,注册中心可自动感知到节点的变化,通知调用客户端进行负载的动态控制,更为智能,省去运维的操作。

1.   首先要解决寻址的问题,也就是说,A服务器上的应用怎么告诉底层的RPC框架,B服务器的IP,以及应用绑定的端口,还有方法的名称,这样才能完成调用

2.   方法的参数需要通过底层的网络协议如TCP传递到B服务器,由于网络协议是基于二进制的,内存中的参数的值要序列化成二进制的形式

3.   在B服务器上完成寻址后,需要对参数进行反序列化,恢复为内存中的表达方式,然后找到对应的方法进行本地调用,然后得到返回值,

4.   返回值还要发送回服务器A上的应用,也要经过序列化的方式发送,服务器A接到后,再反序列化,恢复为内存中的表达方式,交给应用

 
1、实现技术方案

     下面使用比较原始的方案实现RPC框架,采用Socket通信、动态代理与反射与Java原生的序列化。

 
2、RPC框架架构

     RPC架构分为三部分:

1.     服务提供者,运行在服务器端,提供服务接口定义与服务实现类。

2.     服务中心,运行在服务器端,负责将本地服务发布成远程服务,管理远程服务,提供给服务消费者使用。

3.     服务消费者,运行在客户端,通过远程代理对象调用远程服务。

3、 具体实现

 

 

1)服务提供者接口定义与实现,代码如下:

[java] view plain copy

1.  package services;  

2.    

3.    

4.  public interface HelloService {  

5.    

6.    

7.      String sayHi(String name);  

8.    

9.    

10. }  

2)HelloServices接口实现类:

[java] view plain copy

1.  package services.impl;  

2.    

3.    

4.  import services.HelloService;  

5.    

6.    

7.  public class HelloServiceImpl implements HelloService {  

8.    

9.    

10.     public String sayHi(String name) {  

11.         return "Hi, " + name;  

12.     }  

13.   

14.   

15. }  

3)服务中心代码实现,代码如下:

[java] view plain copy

1.  package services;  

2.    

3.    

4.  import java.io.IOException;  

5.    

6.    

7.  public interface Server {  

8.      public void stop();  

9.    

10.   

11.     public void start() throws IOException;  

12.   

13.   

14.     public void register(Class serviceInterface, Class impl);  

15.   

16.   

17.     public boolean isRunning();  

18.   

19.   

20.     public int getPort();  

21. }  

4)服务中心实现类:

[java] view plain copy

1.  package services.impl;  

2.    

3.    

4.    

5.    

6.    

7.    

8.  import java.io.IOException;  

9.  import java.io.ObjectInputStream;  

10. import java.io.ObjectOutputStream;  

11. import java.lang.reflect.Method;  

12. import java.net.InetSocketAddress;  

13. import java.net.ServerSocket;  

14. import java.net.Socket;  

15. import java.util.HashMap;  

16. import java.util.concurrent.ExecutorService;  

17. import java.util.concurrent.Executors;  

18.   

19.   

20. import services.Server;  

21.   

22.   

23. public class ServiceCenter implements Server {  

24.     private static ExecutorService              executor        = Executors.newFixedThreadPool(Runtime.getRuntime()  

25.                                                                         .availableProcessors());  

26.   

27.   

28.     private static final HashMap<String, Class> serviceRegistry = new HashMap<String, Class>();  

29.   

30.   

31.     private static boolean                      isRunning       = false;  

32.   

33.   

34.     private static int                          port;  

35.   

36.   

37.     public ServiceCenter(int port) {  

38.         this.port = port;  

39.     }  

40.   

41.   

42.     public void stop() {  

43.         isRunning = false;  

44.         executor.shutdown();  

45.     }  

46.   

47.   

48.     public void start() throws IOException {  

49.         ServerSocket server = new ServerSocket();  

50.         server.bind(new InetSocketAddress(port));  

51.         System.out.println("start server");  

52.         try {  

53.             while (true) {  

54.                 // 1.监听客户端的TCP连接,接到TCP连接后将其封装成task,由线程池执行  

55.                 executor.execute(new ServiceTask(server.accept()));  

56.             }  

57.         } finally {  

58.             server.close();  

59.         }  

60.     }  

61.   

62.   

63.     public void register(Class serviceInterface, Class impl) {  

64.         serviceRegistry.put(serviceInterface.getName(), impl);  

65.     }  

66.   

67.   

68.     public boolean isRunning() {  

69.         return isRunning;  

70.     }  

71.   

72.   

73.     public int getPort() {  

74.         return port;  

75.     }  

76.   

77.   

78.     private static class ServiceTask implements Runnable {  

79.         Socket clent = null;  

80.   

81.   

82.         public ServiceTask(Socket client) {  

83.             this.clent = client;  

84.         }  

85.   

86.   

87.         public void run() {  

88.             ObjectInputStream input = null;  

89.             ObjectOutputStream output = null;  

90.             try {  

91.                 // 2.将客户端发送的码流反序列化成对象,反射调用服务实现者,获取执行结果  

92.                 input = new ObjectInputStream(clent.getInputStream());  

93.                 String serviceName = input.readUTF();  

94.                 String methodName = input.readUTF();  

95.                 Class\[\] parameterTypes = (Class[]) input.readObject();  

96.                 Object[] arguments = (Object[]) input.readObject();  

97.                 Class serviceClass = serviceRegistry.get(serviceName);  

98.                 if (serviceClass == null) {  

99.                     throw new ClassNotFoundException(serviceName + " not found");  

100.                 }  

101.                 Method method = serviceClass.getMethod(methodName, parameterTypes);  

102.                 Object result = method.invoke(serviceClass.newInstance(), arguments);  

103.   

104.   

105.                 // 3.将执行结果反序列化,通过socket发送给客户端  

106.                 output = new ObjectOutputStream(clent.getOutputStream());  

107.                 output.writeObject(result);  

108.             } catch (Exception e) {  

109.                 e.printStackTrace();  

110.             } finally {  

111.                 if (output != null) {  

112.                     try {  

113.                         output.close();  

114.                     } catch (IOException e) {  

115.                         e.printStackTrace();  

116.                     }  

117.                 }  

118.                 if (input != null) {  

119.                     try {  

120.                         input.close();  

121.                     } catch (IOException e) {  

122.                         e.printStackTrace();  

123.                     }  

124.                 }  

125.                 if (clent != null) {  

126.                     try {  

127.                         clent.close();  

128.                     } catch (IOException e) {  

129.                         e.printStackTrace();  

130.                     }  

131.                 }  

132.             }  

133.   

134.   

135.         }  

136.     }  

137.   

138.   

139.   

140.   

141.   

142.   

143. }  

5)客户端的远程代理对象:

[java] view plain copy

1.  package client;  

2.    

3.    

4.  import java.io.ObjectInputStream;  

5.  import java.io.ObjectOutputStream;  

6.  import java.lang.reflect.InvocationHandler;  

7.  import java.lang.reflect.Proxy;  

8.  import java.net.InetSocketAddress;  

9.  import java.net.Socket;  

10. import java.lang.reflect.Method;  

11.   

12.   

13. public class RPCClient {  

14.     @SuppressWarnings("unchecked")  

15.     public static T getRemoteProxyObj(final Class<?> serviceInterface, final InetSocketAddress addr) {  

16.         // 1.将本地的接口调用转换成JDK的动态代理,在动态代理中实现接口的远程调用  

17.         return (T) Proxy.newProxyInstance(serviceInterface.getClassLoader(), new Class<?>[] { serviceInterface },  

18.                 new InvocationHandler() {  

19.                     public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {  

20.                         Socket socket = null;  

21.                         ObjectOutputStream output = null;  

22.                         ObjectInputStream input = null;  

23.                         try {  

24.                             // 2.创建Socket客户端,根据指定地址连接远程服务提供者  

25.                             socket = new Socket();  

26.                             socket.connect(addr);  

27.   

28.   

29.                             // 3.将远程服务调用所需的接口类、方法名、参数列表等编码后发送给服务提供者  

30.                             output = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());  

31.                             output.writeUTF(serviceInterface.getName());  

32.                             output.writeUTF(method.getName());  

33.                             output.writeObject(method.getParameterTypes());  

34.                             output.writeObject(args);  

35.   

36.   

37.                             // 4.同步阻塞等待服务器返回应答,获取应答后返回  

38.                             input = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());  

39.                             return input.readObject();  

40.                         } finally {  

41.                             if (socket != null)  

42.                                 socket.close();  

43.                             if (output != null)  

44.                                 output.close();  

45.                             if (input != null)  

46.                                 input.close();  

47.                         }  

48.                     }  

49.                 });  

50.     }  

51. }  

6)最后为测试类:

[java] view plain copy

1.  package client;  

2.    

3.    

4.  import java.io.IOException;  

5.  import java.net.InetSocketAddress;  

6.    

7.    

8.  import services.HelloService;  

9.  import services.Server;  

10. import services.impl.HelloServiceImpl;  

11. import services.impl.ServiceCenter;  

12.   

13.   

14. public class RPCTest {  

15.     public static void main(String[] args) throws IOException {  

16.         new Thread(new Runnable() {  

17.             public void run() {  

18.                 try {  

19.                     Server serviceServer = new ServiceCenter(8088);  

20.                     serviceServer.register(HelloService.class, HelloServiceImpl.class);  

21.                     serviceServer.start();  

22.                 } catch (IOException e) {  

23.                     e.printStackTrace();  

24.                 }  

25.             }  

26.         }).start();  

27.         HelloService service = RPCClient  

28.                 .getRemoteProxyObj(HelloService.class, new InetSocketAddress("localhost", 8088));  

29.         System.out.println(service.sayHi("test"));  

30.     }  

31.   

32.   

33. }  

 

Restful里面的:(微服务里的)都要同时注册到服务的注册中心里面去。

FeignClient

 除了上面的方式,我们还可以用FeignClient。

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@FeignClient(value = "users", path = "/users")

public interface UserCompositeService {

@RequestMapping(value = "/getUserDetail/{id}",

        method = RequestMethod.GET,

        produces = MediaType.APPLICATION_JSON_VALUE)

UserDTO getUserById(@PathVariable Long id);

}

  我们只需要使用@FeignClient定义一个接口,Spring Cloud Feign会帮我们生成一个它的实现,从相应的users服务获取数据。

  其中,@FeignClient(value = “users”, path = “/users/getUserDetail”)里面的value是服务ID,path是这一组接口的path前缀。在下面的方法定义里,就好像设置Spring MVC的接口一样,对于这个方法,它对应的URL是/users/getUserDetail/{id}。然后,在使用它的时候,就像注入一个一般的服务一样注入后使用即可:

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9     

public class SomeOtherServiceClass {

@Autowired

private UserCompositeService userService;

public void doSomething() {

    // .....

    UserDTO results = userService.getUserById(userId);

    // other operation...

}

}

 

 

从使用方面看,Http接口只关注服务提供方(服务端),对于客户端怎么调用,调用方式怎样并不关心,通常情况下,客户端使用Http方式进行调用时,只要将内容进行传输即可,这样客户端在使用时,需要更关注网络方面的传输,比较不适用与业务方面的开发;(restful是服务端把方法写好,客户端通过http方式调用,直接定位到方法上面去。)

而RPC服务则需要客户端接口与服务端保持一致,服务端提供一个方法,客户端通过接口直接发起调用,业务开发人员仅需要关注业务方法的调用即可,不再关注网络传输的细节,在开发上更为高效。(PRC是服务端提供好方法给客户端调用。定位到类,然后通过类去调用方法。)

比如这种,自己要了一个计算服务,拿到计算服务类后,自己调用服务类里的加法去获得结果

如果是restful,就根据Calculate方法对应的url去传参(people),从而获得结果。

RPC:所谓的远程过程调用 (面向方法)

SOA:所谓的面向服务的架构(面向消息)

REST:所谓的 Representational state transfer (面向资源)

RPC 即远程过程调用, 很简单的概念, 像调用本地服务(方法)一样调用服务器的服务(方法).

通常的实现有 XML-RPC , JSON-RPC , 通信方式基本相同, 所不同的只是传输数据的格式.

REST 的三个要素是 唯一的资源标识, 简单的方法 (此处的方法是个抽象的概念),一定的表达方式.

重要的特性:无状态
---------------------
作者:郑学炜
来源:CSDN
原文:https://blog.csdn.net/u014590757/article/details/80233901
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