RPC框架泛化調(diào)用原理及轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的實(shí)踐

作者：王建新 2023-01-18 08:32:13

RPC框架的泛化調(diào)用在網(wǎng)關(guān)、測(cè)試平臺(tái)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，目前主流的泛化調(diào)用實(shí)現(xiàn)有基于Java Bean規(guī)范的泛化調(diào)用和基于序列化中間體的泛化調(diào)用。

?RPC框架泛化調(diào)用功能在網(wǎng)關(guān)、接口測(cè)試等場(chǎng)景下有著廣泛的需求，本文給各位讀者介紹一下主流的泛化調(diào)用實(shí)現(xiàn)方式及原理，比較各種實(shí)現(xiàn)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，并分享泛化調(diào)用在轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的實(shí)踐。一方面有助于RPC框架使用方理解泛化調(diào)用，更好地使用泛化調(diào)用；另一方面對(duì)于有自研RPC框架需求的開發(fā)者在選擇泛化調(diào)用實(shí)現(xiàn)方案上有一定參考意義。

1、普通RPC調(diào)用

基于動(dòng)態(tài)代理技術(shù)，RPC框架客戶端做到了調(diào)用RPC方法與調(diào)用本地方法相同的體驗(yàn)。一般情況下服務(wù)端定義服務(wù)接口，并將接口打包到二方j(luò)ar包發(fā)布。服務(wù)端在服務(wù)進(jìn)程中實(shí)現(xiàn)該接口，而調(diào)用方在進(jìn)程中根據(jù)該接口創(chuàng)建動(dòng)態(tài)代理進(jìn)行調(diào)用，與調(diào)用本地方法體驗(yàn)一致。

例如有接口HelloService?，被打包在demo-service-interfaces.jar包中。

public interface HelloService {
    String hello(String name);
}

服務(wù)端依賴demo-service-interfaces.jar?，創(chuàng)建HelloServiceImpl實(shí)現(xiàn)該接口。

public class HelloServiceImpl implements HelloService {
    @Override
    public String hello(String name){
        return "hello, " + name;
    }
}

客戶端同樣依賴demo-service-interface.jar?，創(chuàng)建HelloService的代理類，以下為代碼示例，實(shí)際上創(chuàng)建代理類，發(fā)送接口、參數(shù)，接收返回結(jié)果等操作都是封裝在框架內(nèi)的。

HelloService helloService = (HelloService)Proxy.newProxyInstance(this.getClass().getClassLoader(), HelloService.class, (InvocationHandler) (proxy, method, args) -> {
    //都是封裝在框架內(nèi)的
    //獲取方法、參數(shù)類型
    String methodName = method.getName();
    Class<?>[] parameterTypes = method.getParameterTypes();
    //發(fā)送方法、參數(shù)類型和實(shí)參到服務(wù)端并返回結(jié)果
    return request(methodName, parameterTypes, args);
});
String result = helloService.hello("jack");
System.out.println(result);

2、網(wǎng)關(guān)、接口測(cè)試等場(chǎng)景下的需求

由上文可以看到普通的RPC調(diào)用需要將接口類（參數(shù)和返回值如果是POJO類型同樣需要一起打包）打到一個(gè)jar包中，被服務(wù)方和調(diào)用方共同依賴。這種方式在多大數(shù)業(yè)務(wù)場(chǎng)景中是適用的，且更加方便，因?yàn)樗蕾嚨慕涌趈ar包是可枚舉的。

但是在一些特殊的場(chǎng)景下依賴接口jar包變得很不方便，比如網(wǎng)關(guān)、接口測(cè)試平臺(tái)等。例如使用http網(wǎng)關(guān)代理私有協(xié)議RPC請(qǐng)求，如果在網(wǎng)關(guān)中依賴接口jar包，那么在新增方法或者接口時(shí)網(wǎng)關(guān)需要重新編譯上線。而接口測(cè)試平臺(tái)需要對(duì)全公司所有的RPC接口進(jìn)行測(cè)試，將全公司所有的接口jar包添加到測(cè)試平臺(tái)的依賴中顯然是不可行的。

在這些場(chǎng)景下就誕生了對(duì)泛化調(diào)用的需求。

3、泛化調(diào)用

泛化調(diào)用就是在不依賴服務(wù)方接口jar包的情況下進(jìn)行調(diào)用，包括對(duì)調(diào)用方法的泛化、參數(shù)的泛化和返回值的泛化。

public interface GenericService {
    Object $genericInvoke(String methodName, String[] parameterTypes, Object[] args);
}

在沒有接口類依賴的情況下，parameterTypes?需要通過字符串指定，而args?和返回值如果是jdk?內(nèi)置類型的話與普通調(diào)用無異，而如果是POJO類型的話則需要尋找一種通用的表示方法。

下普通RPC調(diào)用的序列化與反序列化原理，如下圖所示，實(shí)際上序列化框架在將POJO?序列化成字節(jié)數(shù)組之前需要解析POJO的類結(jié)構(gòu)生成序列化中間體，當(dāng)然序列化中間體并非一定能在序列化框架中找到對(duì)應(yīng)的類，有時(shí)候這個(gè)中間體是虛擬的。

普通RPC調(diào)用序列化原理

3.1 基于Java Bean的泛化調(diào)用

基于Java Bean?的泛化調(diào)用是通過統(tǒng)一的Java Bean?描述符（JavaBeanDescriptor?）來描述POJO?對(duì)象，它工作在序列化層之上，例如dubbo?支持該種類型的泛化調(diào)用，在使用泛化調(diào)用時(shí)，直接傳遞JavaBeanDescriptor對(duì)象作為參數(shù)，基本原理如下圖所示。

Java Bean泛化調(diào)用

該泛化調(diào)用的實(shí)現(xiàn)通用性比較強(qiáng)，與底層序列化無關(guān)，但是復(fù)雜度較高，需要RPC框架處理POJO和JavaBeanDescriptor之間的轉(zhuǎn)換。

3.2 基于序列化中間體的泛化調(diào)用

支持基于序列化中間體的泛化調(diào)用的RPC框架典型的如sofa-rpc?，使用了sofa-hessian?序列化框架，sofa-hessian?是在hessian?序列化框架基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)的，抽象出了序列化中間體，如GenericObject、GenericMap、GenericArray等。

轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)RPC框架在支持泛化調(diào)用時(shí)也參考了sofa-hessian?的實(shí)現(xiàn)，對(duì)hessian序列化框架進(jìn)行二次開發(fā)，并且有所改進(jìn)。

基于序列化中間體的泛化調(diào)用

而json?序列化天然具備序列化中間體，即JsonObject?或者json String?，在使用json?序列化時(shí)調(diào)用方可以直接將Json Object?或者json String?作為參數(shù)代替POJO?進(jìn)行調(diào)用。轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)RPC框架也支持基于json序列化的泛化調(diào)用。

dubbo?除了支持基于Java Bean?的泛化調(diào)用，還支持json-protobuf?泛化調(diào)用，也就是說調(diào)用方可以使用json?描述protobuf?對(duì)象，在反序列化時(shí)可以將json?反序列為protobuf?對(duì)象再轉(zhuǎn)換成POJO，而這些功能本身是序列化框架所提供，不需要RPC框架做額外的開發(fā)支持。

基于序列化中間體的泛化調(diào)用與基于Java Bean的泛化調(diào)用相比，實(shí)現(xiàn)較為簡(jiǎn)單，有些序列化框架本身原生就支持，或者對(duì)序列化框架做簡(jiǎn)單的二次開發(fā)即可實(shí)現(xiàn)，缺點(diǎn)是與序列化框架耦合。

4、泛化調(diào)用在轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的實(shí)踐

目前泛化調(diào)用在轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)公司應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域就是接口測(cè)試，我們提供了統(tǒng)一的測(cè)試API平臺(tái)。通過該平臺(tái)可以使用http + json的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)任意服務(wù)、任意節(jié)點(diǎn)、任意方法的調(diào)用，而測(cè)試API平臺(tái)不需要依賴任何服務(wù)的接口jar包。并且API平臺(tái)也沒有依賴RPC框架jar包，因?yàn)檗D(zhuǎn)轉(zhuǎn)RPC框架實(shí)現(xiàn)了在同一個(gè)端口上同時(shí)兼容私有的二進(jìn)制協(xié)議及公有的http協(xié)議，也就是說可以使用http請(qǐng)求來發(fā)起RPC調(diào)用。

泛化調(diào)用在轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的應(yīng)用

同時(shí)還支持獲取任意服務(wù)、任意節(jié)點(diǎn)、任意方法參數(shù)及返回值的JsonSchema,如下代碼所示。

{
    "msg": "success",
    "data": {
        "schema": {
            "returnValue": {
                "type": "array",
                "items": {
                    "type": "object",
                    "id": "urn:jsonschema:com:bj58:zhuanzhuan:arch:user:atomic:entity:User",
                    "properties": {
                        "id": {
                            "type": "string"
                        },
                        "userName": {
                            "type": "string"
                        },
                        "userNamePinyin": {
                            "type": "string"
                        },
                        "mock": {
                            "type": "boolean"
                        }
                    }
                }
            },
            "parameters": {
                "pageNum": {
                    "type": "integer"
                },
                "pageSize": {
                    "type": "integer"
                }
            }
        }
    },
    "code": 0
}

未來轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的網(wǎng)關(guān)也將基于泛化調(diào)用進(jìn)行開發(fā)。

5 總結(jié)

RPC框架的泛化調(diào)用在網(wǎng)關(guān)、測(cè)試平臺(tái)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，目前主流的泛化調(diào)用實(shí)現(xiàn)有基于Java Bean規(guī)范的泛化調(diào)用和基于序列化中間體的泛化調(diào)用，它們的優(yōu)缺點(diǎn)分別如下：

基于Java Bean?的泛化調(diào)用：優(yōu)點(diǎn)是與序列化無關(guān)；缺點(diǎn)是RPC框架需要實(shí)現(xiàn)JavaBeanDescriptor向POJO的轉(zhuǎn)換功能，較為復(fù)雜。
基于序列化中間體的泛化調(diào)用：優(yōu)點(diǎn)是RPC框架實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，序列化框架原生支持或者僅需少量改造；缺點(diǎn)是與特定的序列化框架耦合。

在開發(fā)RPC框架時(shí)，具體選擇哪種泛化調(diào)用實(shí)現(xiàn)方式，還需要結(jié)合實(shí)際情況做出選擇。