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
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
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
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
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
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。
1
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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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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
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作者:郑学炜
来源:CSDN
原文:https://blog.csdn.net/u014590757/article/details/80233901
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