RPC（Remote Procedure Call Protocol）远程过程调用协议，它是一种通过网络，从远程计算机程序上请求服务，而不必了解底层网络技术的协议。说的再直白一点，就是客户端在不必知道调用细节的前提之下，调用远程计算机上运行的某个对象，使用起来就像调用本地的对象一样。目前典型的RPC实现框架有：Thrift（facebook开源）、Dubbo（alibaba开源）等等。RPC框架针对网络协议、网络I/O模型的封装是透明的，对于调用的客户端而言，它就认为自己在调用本地的一个对象。至于传输层上，运用的是TCP协议、UDP协议、亦或是HTTP协议，一概不关心。从网络I/O模型上来看，是基于select、poll、epoll方式、还是IOCP（I/O Completion Port）方式承载实现的，对于调用者而言也不用关心。
目前，主流的RPC框架都支持跨语言调用，即有所谓的IDL（接口定义语言），其实，这个并不是RPC所必须要求的。如果你的RPC框架没有跨语言的要求，IDL就可以不用包括了。
最后，值得一提的是，衡量一个RPC框架性能的好坏与否，RPC的网络I/O模型的选择，至关重要。在此基础上，设计出来的RPC服务器，可以考虑支持阻塞式同步IO、非阻塞式同步IO、当然还有所谓的多路复用IO模型、异步IO模型。支持不同的网络IO模型，在高并发的状态下，处理性能上会有很大的差别。还有一个衡量的标准，就是选择的传输协议。是基于TCP协议、还是HTTP协议、还是UDP协议？对性能也有一定的影响。但是从我目前了解的情况来看，大多数RPC开源实现框架都是基于TCP、或者HTTP的，目测没有采用UDP协议做为主要的传输协议的。
明白了RPC的使用原理和性能要求。现在，我们能不能撇开那些RPC开源框架，自己动手开发一个高性能的RPC服务器呢？我想，还是可以的。现在本人就使用Java，基于Netty，开发实现一个高性能的RPC服务器。
如何实现、基于什么原理？并发处理性能如何？请继续接着看下文。
我们有的时候，为了提高单个节点的通信吞吐量，提高通信性能。如果是基于Java后端的，一般首选的是NIO框架（No-block IO）。但是问题也来了，Java的NIO掌握起来要相当的技术功底，和足够的技术积累，使用起来才能得心应手。一般的开发人员，如果要使用NIO开发一个后端的TCP/HTTP服务器，附带考虑TCP粘包、网络通信异常、消息链接处理等等网络通信细节，开发门槛太高，所以比较明智的选择是，采用业界主流的NIO框架进行服务器后端开发。主流的NIO框架主要有Netty、Mina。它们主要都是基于TCP通信，非阻塞的IO、灵活的IO线程池而设计的，应对高并发请求也是绰绰有余。随着Netty、Mina这样优秀的NIO框架，设计上日趋完善，Java后端高性能服务器开发，在技术上提供了有力的支持保障，从而打破了C++在服务器后端，一统天下的局面。因为在此之前，Java的NIO一直受人诟病，让人敬而远之！
既然，这个RPC服务器是基于Netty的，那就在说说Netty吧。实际上Netty是对JAVA NIO框架的再次封装，它的开源网址是http://netty.io/，本文中使用的Netty版本是：4.0版本，可以通过http://dl.bintray.com/netty/downloads/netty-4.0.37.Final.tar.bz2，进行下载使用。那也许你会问，如何使用Netty进行RPC服务器的开发呢？实际不难，下面我就简单的说明一下技术原理：
1、定义RPC请求消息、应答消息结构，里面要包括RPC的接口定义模块、包括远程调用的类名、方法名称、参数结构、参数值等信息。
2、服务端初始化的时候通过容器加载RPC接口定义和RPC接口实现类对象的映射关系，然后等待客户端发起调用请求。
3、客户端发起的RPC消息里面包含，远程调用的类名、方法名称、参数结构、参数值等信息，通过网络，以字节流的方式送给RPC服务端，RPC服务端接收到字节流的请求之后，去对应的容器里面，查找客户端接口映射的具体实现对象。
4、RPC服务端找到实现对象的参数信息，通过反射机制创建该对象的实例，并返回调用处理结果，最后封装成RPC应答消息通知到客户端。
5、客户端通过网络，收到字节流形式的RPC应答消息，进行拆包、解析之后，显示远程调用结果。
上面说的是很简单，但是实现的时候，我们还要考虑如下的问题：
1、RPC服务器的传输层是基于TCP协议的，出现粘包咋办？这样客户端的请求，服务端不是会解析失败？好在Netty里面已经提供了解决TCP粘包问题的解码器：LengthFieldBasedFrameDecoder，可以靠它轻松搞定TCP粘包问题。
2、Netty服务端的线程模型是单线程、多线程（一个线程负责客户端连接，连接成功之后，丢给后端IO的线程池处理）、还是主从模式（客户端连接、后端IO处理都是基于线程池的实现）。当然在这里，我出于性能考虑，使用了Netty主从线程池模型。
3、Netty的IO处理线程池，如果遇到非常耗时的业务，出现阻塞了咋办？这样不是很容易把后端的NIO线程给挂死、阻塞？本文的处理方式是，对于复杂的后端业务，分派到专门的业务线程池里面，进行异步回调处理。
4、RPC消息的传输是通过字节流在NIO的通道（Channel）之间传输，那具体如何实现呢？本文，是通过基于Java原生对象序列化机制的编码、解码器（ObjectEncoder、ObjectDecoder）进行实现的。当然出于性能考虑，这个可能不是最优的方案。更优的方案是把消息的编码、解码器，搞成可以配置实现的。具体比如可以通过：protobuf、JBoss Marshalling方式进行解码和编码，以提高网络消息的传输效率。
5、RPC服务器要考虑多线程、高并发的使用场景，所以线程安全是必须的。此外尽量不要使用synchronized进行加锁，改用轻量级的ReentrantLock方式进行代码块的条件加锁。比如本文中的RPC消息处理回调，就有这方面的使用。
6、RPC服务端的服务接口对象和服务接口实现对象要能轻易的配置，轻松进行加载、卸载。在这里，本文是通过Spring容器进行统一的对象管理。
综上所述，本文设计的RPC服务器调用的流程图如下所示：
客户端并发发起RPC调用请求，然后RPC服务端使用Netty连接器，分派出N个NIO连接线程，这个时候Netty连接器的任务结束。然后NIO连接线程是统一放到Netty NIO处理线程池进行管理，这个线程池里面会对具体的RPC请求连接进行消息编码、消息解码、消息处理等等一系列操作。最后进行消息处理（Handler）的时候，处于性能考虑，这里的设计是，直接把复杂的消息处理过程，丢给专门的RPC业务处理线程池集中处理，然后Handler对应的NIO线程就立即返回、不会阻塞。这个时候RPC调用结束，客户端会异步等待服务端消息的处理结果，本文是通过消息回调机制实现（MessageCallBack）。
再来说一说Netty对于RPC消息的解码、编码、处理对应的模块和流程，具体如下图所示：
从上图可以看出客户端、服务端对RPC消息编码、解码、处理调用的模块以及调用顺序了。Netty就是把这样一个一个的处理器串在一起，形成一个责任链，统一进行调用。
说了这么多，现在先简单看下，我设计实现的NettyRPC的代码目录层级结构：
其中newlandframework.netty.rpc.core包是NettyRPC的核心实现。newlandframework.netty.rpc.model包里面，则封装了RPC消息请求、应答报文结构，以及RPC服务接口与实现绑定关系的容器定义。newlandframework.netty.rpc.config里面定义了NettyRPC的服务端文件配置属性。
下面先来看下newlandframework.netty.rpc.model包中定义的内容。具体是RPC消息请求、应答消息的结构定义：
RPC请求消息结构
/*** @filename:MessageRequest.java** Newland Co. Ltd. All rights reserved.** @Description:rpc服务请求结构* @author tangjie* @version 1.0**/
package newlandframework.netty.rpc.model;import java.io.Serializable;
import org.apache.commons.lang.builder.ToStringBuilder;
import org.apache.commons.lang.builder.ToStringStyle;public class MessageRequest implements Serializable {private String messageId;private String className;private String methodName;private Class<?>[] typeParameters;private Object[] parametersVal;public String getMessageId() {return messageId;}public void setMessageId(String messageId) {this.messageId = messageId;}public String getClassName() {return className;}public void setClassName(String className) {this.className = className;}public String getMethodName() {return methodName;}public void setMethodName(String methodName) {this.methodName = methodName;}public Class<?>[] getTypeParameters() {return typeParameters;}public void setTypeParameters(Class<?>[] typeParameters) {this.typeParameters = typeParameters;}public Object[] getParameters() {return parametersVal;}public void setParameters(Object[] parametersVal) {this.parametersVal = parametersVal;}public String toString() {return new ToStringBuilder(this, ToStringStyle.SHORT_PREFIX_STYLE).append("messageId", messageId).append("className", className).append("methodName", methodName).toString();}
} RPC应答消息结构
/*** @filename:MessageResponse.java** Newland Co. Ltd. All rights reserved.** @Description:rpc服务应答结构* @author tangjie* @version 1.0**/
package newlandframework.netty.rpc.model;import java.io.Serializable;
import org.apache.commons.lang.builder.ToStringBuilder;
import org.apache.commons.lang.builder.ToStringStyle;public class MessageResponse implements Serializable {private String messageId;private String error;private Object resultDesc;public String getMessageId() {return messageId;}public void setMessageId(String messageId) {this.messageId = messageId;}public String getError() {return error;}public void setError(String error) {this.error = error;}public Object getResult() {return resultDesc;}public void setResult(Object resultDesc) {this.resultDesc = resultDesc;}public String toString() {return new ToStringBuilder(this, ToStringStyle.SHORT_PREFIX_STYLE).append("messageId", messageId).append("error", error).toString();}
} RPC服务接口定义、服务接口实现绑定关系容器定义，提供给spring作为容器使用。
/*** @filename:MessageKeyVal.java** Newland Co. Ltd. All rights reserved.** @Description:rpc服务映射容器* @author tangjie* @version 1.0**/
package newlandframework.netty.rpc.model;import java.util.Map;public class MessageKeyVal {private Map<String, Object> messageKeyVal;public void setMessageKeyVal(Map<String, Object> messageKeyVal) {this.messageKeyVal = messageKeyVal;}public Map<String, Object> getMessageKeyVal() {return messageKeyVal;}
} 好了，定义好核心模型结构之后，现在再向大家展示一下NettyRPC核心包：newlandframework.netty.rpc.core的关键部分实现代码，首先是业务线程池相关类的实现代码，具体如下：
线程工厂定义实现
/*** @filename:NamedThreadFactory.java** Newland Co. Ltd. All rights reserved.** @Description:线程工厂* @author tangjie* @version 1.0**/
package newlandframework.netty.rpc.core;import java.util.concurrent.ThreadFactory;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;public class NamedThreadFactory implements ThreadFactory {private static final AtomicInteger threadNumber = new AtomicInteger(1);private final AtomicInteger mThreadNum = new AtomicInteger(1);private final String prefix;private final boolean daemoThread;private final ThreadGroup threadGroup;public NamedThreadFactory() {this("rpcserver-threadpool-" + threadNumber.getAndIncrement(), false);}public NamedThreadFactory(String prefix) {this(prefix, false);}public NamedThreadFactory(String prefix, boolean daemo) {this.prefix = prefix + "-thread-";daemoThread = daemo;SecurityManager s = System.getSecurityManager();threadGroup = (s == null) ? Thread.currentThread().getThreadGroup() : s.getThreadGroup();}public Thread newThread(Runnable runnable) {String name = prefix + mThreadNum.getAndIncrement();Thread ret = new Thread(threadGroup, runnable, name, 0);ret.setDaemon(daemoThread);return ret;}public ThreadGroup getThreadGroup() {return threadGroup;}
} 业务线程池定义实现
/*** @filename:RpcThreadPool.java** Newland Co. Ltd. All rights reserved.** @Description:rpc线程池封装* @author tangjie* @version 1.0**/
package newlandframework.netty.rpc.core;import java.util.concurrent.Executor;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
import java.util.concurrent.SynchronousQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;public class RpcThreadPool {//独立出线程池主要是为了应对复杂耗I/O操作的业务，不阻塞netty的handler线程而引入//当然如果业务足够简单，把处理逻辑写入netty的handler（ChannelInboundHandlerAdapter）也未尝不可public static Executor getExecutor(int threads, int queues) {String name = "RpcThreadPool";return new ThreadPoolExecutor(threads, threads, 0, TimeUnit.MILLISECONDS,queues == 0 ? new SynchronousQueue<Runnable>(): (queues < 0 ? new LinkedBlockingQueue<Runnable>(): new LinkedBlockingQueue<Runnable>(queues)),new NamedThreadFactory(name, true), new AbortPolicyWithReport(name));}
} /*** @filename:AbortPolicyWithReport.java** Newland Co. Ltd. All rights reserved.** @Description:线程池异常策略* @author tangjie* @version 1.0**/
package newlandframework.netty.rpc.core;import java.util.concurrent.RejectedExecutionException;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;public class AbortPolicyWithReport extends ThreadPoolExecutor.AbortPolicy {private final String threadName;public AbortPolicyWithReport(String threadName) {this.threadName = threadName;}public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {String msg = String.format("RpcServer["+ " Thread Name: %s, Pool Size: %d (active: %d, core: %d, max: %d, largest: %d), Task: %d (completed: %d),"+ " Executor status:(isShutdown:%s, isTerminated:%s, isTerminating:%s)]",threadName, e.getPoolSize(), e.getActiveCount(), e.getCorePoolSize(), e.getMaximumPoolSize(), e.getLargestPoolSize(),e.getTaskCount(), e.getCompletedTaskCount(), e.isShutdown(), e.isTerminated(), e.isTerminating());System.out.println(msg);throw new RejectedExecutionException(msg);}
} RPC调用客户端定义实现
/*** @filename:MessageSendExecutor.java** Newland Co. Ltd. All rights reserved.** @Description:Rpc客户端执行模块* @author tangjie* @version 1.0**/
package newlandframework.netty.rpc.core;import java.lang.reflect.Proxy;public class MessageSendExecutor {private RpcServerLoader loader = RpcServerLoader.getInstance();public MessageSendExecutor(String serverAddress) {loader.load(serverAddress);}public void stop() {loader.unLoad();}public static <T> T execute(Class<T> rpcInterface) {return (T) Proxy.newProxyInstance(rpcInterface.getClassLoader(),new Class<?>[]{rpcInterface},new MessageSendProxy<T>(rpcInterface));}
} 这里的RPC客户端实际上，是动态代理了MessageSendProxy，当然这里是应用了，JDK原生的动态代理实现，你还可以改成CGLIB（Code Generation Library）方式。不过本人测试了一下CGLIB方式，在高并发的情况下面会出现空指针异常，但是同样的情况，JDK原生的动态代理却没有问题。并发程度不高的情况下面，两种代理方式都运行正常。后续再深入研究看看吧！废话不说了，现在给出MessageSendProxy的实现方式
/*** @filename:MessageSendProxy.java** Newland Co. Ltd. All rights reserved.** @Description:Rpc客户端消息处理* @author tangjie* @version 1.0**/
package newlandframework.netty.rpc.core;import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.UUID;
import newlandframework.netty.rpc.model.MessageRequest;public class MessageSendProxy<T> implements InvocationHandler {private Class<T> cls;public MessageSendProxy(Class<T> cls) {this.cls = cls;}public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {MessageRequest request = new MessageRequest();request.setMessageId(UUID.randomUUID().toString());request.setClassName(method.getDeclaringClass().getName());request.setMethodName(method.getName());request.setTypeParameters(method.getParameterTypes());request.setParameters(args);MessageSendHandler handler = RpcServerLoader.getInstance().getMessageSendHandler();MessageCallBack callBack = handler.sendRequest(request);return callBack.start();}
} 进一步发现MessageSendProxy其实是把消息发送给RpcServerLoader模块，它的代码如下：
/*** @filename:RpcServerLoader.java** Newland Co. Ltd. All rights reserved.** @Description:rpc服务器配置加载* @author tangjie* @version 1.0**/
package newlandframework.netty.rpc.core;import io.netty.channel.EventLoopGroup;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
import newlandframework.netty.rpc.serialize.support.RpcSerializeProtocol;public class RpcServerLoader {private volatile static RpcServerLoader rpcServerLoader;private final static String DELIMITER = ":";private RpcSerializeProtocol serializeProtocol = RpcSerializeProtocol.JDKSERIALIZE;//方法返回到Java虚拟机的可用的处理器数量private final static int parallel = Runtime.getRuntime().availableProcessors() * 2;//netty nio线程池private EventLoopGroup eventLoopGroup = new NioEventLoopGroup(parallel);private static ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = (ThreadPoolExecutor) RpcThreadPool.getExecutor(16, -1);private MessageSendHandler messageSendHandler = null;//等待Netty服务端链路建立通知信号private Lock lock = new ReentrantLock();private Condition signal = lock.newCondition();private RpcServerLoader() {}//并发双重锁定public static RpcServerLoader getInstance() {if (rpcServerLoader == null) {synchronized (RpcServerLoader.class) {if (rpcServerLoader == null) {rpcServerLoader = new RpcServerLoader();}}}return rpcServerLoader;}public void load(String serverAddress, RpcSerializeProtocol serializeProtocol) {String[] ipAddr = serverAddress.split(RpcServerLoader.DELIMITER);if (ipAddr.length == 2) {String host = ipAddr[0];int port = Integer.parseInt(ipAddr[1]);final InetSocketAddress remoteAddr = new InetSocketAddress(host, port);threadPoolExecutor.submit(new MessageSendInitializeTask(eventLoopGroup, remoteAddr, this, serializeProtocol));}}public void setMessageSendHandler(MessageSendHandler messageInHandler) {try {lock.lock();this.messageSendHandler = messageInHandler;//唤醒所有等待客户端RPC线程signal.signalAll();} finally {lock.unlock();}}public MessageSendHandler getMessageSendHandler() throws InterruptedException {try {lock.lock();//Netty服务端链路没有建立完毕之前，先挂起等待if (messageSendHandler == null) {signal.await();}return messageSendHandler;} finally {lock.unlock();}}public void unLoad() {messageSendHandler.close();threadPoolExecutor.shutdown();eventLoopGroup.shutdownGracefully();}public void setSerializeProtocol(RpcSerializeProtocol serializeProtocol) {this.serializeProtocol = serializeProtocol;}
} 好了，现在一次性给出RPC客户端消息编码、解码、处理的模块实现代码。
/*** @filename:MessageSendInitializeTask.java** Newland Co. Ltd. All rights reserved.** @Description:Rpc客户端线程任务处理* @author tangjie* @version 1.0**/
package newlandframework.netty.rpc.core;import io.netty.bootstrap.Bootstrap;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelFutureListener;
import io.netty.channel.ChannelOption;
import io.netty.channel.EventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.nio.NioSocketChannel;
import java.net.InetSocketAddress;public class MessageSendInitializeTask implements Runnable {private EventLoopGroup eventLoopGroup = null;private InetSocketAddress serverAddress = null;private RpcServerLoader loader = null;MessageSendInitializeTask(EventLoopGroup eventLoopGroup, InetSocketAddress serverAddress, RpcServerLoader loader) {this.eventLoopGroup = eventLoopGroup;this.serverAddress = serverAddress;this.loader = loader;}public void run() {Bootstrap b = new Bootstrap();b.group(eventLoopGroup).channel(NioSocketChannel.class).option(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true);b.handler(new MessageSendChannelInitializer());ChannelFuture channelFuture = b.connect(serverAddress);channelFuture.addListener(new ChannelFutureListener() {public void operationComplete(final ChannelFuture channelFuture) throws Exception {if (channelFuture.isSuccess()) {MessageSendHandler handler = channelFuture.channel().pipeline().get(MessageSendHandler.class);MessageSendInitializeTask.this.loader.setMessageSendHandler(handler);}}});}
} /*** @filename:MessageSendChannelInitializer.java** Newland Co. Ltd. All rights reserved.** @Description:Rpc客户端管道初始化* @author tangjie* @version 1.0**/
package newlandframework.netty.rpc.core;import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.ChannelPipeline;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.handler.codec.LengthFieldBasedFrameDecoder;
import io.netty.handler.codec.LengthFieldPrepender;
import io.netty.handler.codec.serialization.ClassResolvers;
import io.netty.handler.codec.serialization.ObjectDecoder;
import io.netty.handler.codec.serialization.ObjectEncoder;public class MessageSendChannelInitializer extends ChannelInitializer<SocketChannel> {//ObjectDecoder 底层默认继承半包解码器LengthFieldBasedFrameDecoder处理粘包问题的时候，//消息头开始即为长度字段，占据4个字节。这里出于保持兼容的考虑final public static int MESSAGE_LENGTH = 4;protected void initChannel(SocketChannel socketChannel) throws Exception {ChannelPipeline pipeline = socketChannel.pipeline();//ObjectDecoder的基类半包解码器LengthFieldBasedFrameDecoder的报文格式保持兼容。因为底层的父类LengthFieldBasedFrameDecoder//的初始化参数即为super(maxObjectSize, 0, 4, 0, 4);pipeline.addLast(new LengthFieldBasedFrameDecoder(Integer.MAX_VALUE, 0, MessageSendChannelInitializer.MESSAGE_LENGTH, 0, MessageSendChannelInitializer.MESSAGE_LENGTH));//利用LengthFieldPrepender回填补充ObjectDecoder消息报文头pipeline.addLast(new LengthFieldPrepender(MessageSendChannelInitializer.MESSAGE_LENGTH));pipeline.addLast(new ObjectEncoder());//考虑到并发性能，采用weakCachingConcurrentResolver缓存策略。一般情况使用:cacheDisabled即可pipeline.addLast(new ObjectDecoder(Integer.MAX_VALUE, ClassResolvers.weakCachingConcurrentResolver(this.getClass().getClassLoader())));pipeline.addLast(new MessageSendHandler());}
} /*** @filename:MessageSendHandler.java** Newland Co. Ltd. All rights reserved.** @Description:Rpc客户端处理模块* @author tangjie* @version 1.0**/
package newlandframework.netty.rpc.core;import io.netty.buffer.Unpooled;
import io.netty.channel.Channel;
import io.netty.channel.ChannelFutureListener;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.ChannelInboundHandlerAdapter;
import java.net.SocketAddress;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import newlandframework.netty.rpc.model.MessageRequest;
import newlandframework.netty.rpc.model.MessageResponse;public class MessageSendHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {private ConcurrentHashMap<String, MessageCallBack> mapCallBack = new ConcurrentHashMap<String, MessageCallBack>();private volatile Channel channel;private SocketAddress remoteAddr;public Channel getChannel() {return channel;}public SocketAddress getRemoteAddr() {return remoteAddr;}public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {super.channelActive(ctx);this.remoteAddr = this.channel.remoteAddress();}public void channelRegistered(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {super.channelRegistered(ctx);this.channel = ctx.channel();}public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {MessageResponse response = (MessageResponse) msg;String messageId = response.getMessageId();MessageCallBack callBack = mapCallBack.get(messageId);if (callBack != null) {mapCallBack.remove(messageId);callBack.over(response);}}public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {ctx.close();}public void close() {channel.writeAndFlush(Unpooled.EMPTY_BUFFER).addListener(ChannelFutureListener.CLOSE);}public MessageCallBack sendRequest(MessageRequest request) {MessageCallBack callBack = new MessageCallBack(request);mapCallBack.put(request.getMessageId(), callBack);channel.writeAndFlush(request);return callBack;}
} 最后给出RPC服务端的实现。首先是通过spring自动加载RPC服务接口、接口实现容器绑定加载，初始化Netty主/从线程池等操作，具体是通过MessageRecvExecutor模块实现的，现在给出实现代码：
/*** @filename:MessageRecvExecutor.java** Newland Co. Ltd. All rights reserved.** @Description:Rpc服务器执行模块* @author tangjie* @version 1.0**/
package newlandframework.netty.rpc.core;import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelOption;
import io.netty.channel.EventLoopGroup;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;
import java.nio.channels.spi.SelectorProvider;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.ThreadFactory;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.logging.Level;
import newlandframework.netty.rpc.model.MessageKeyVal;
import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.beans.factory.InitializingBean;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.ApplicationContextAware;public class MessageRecvExecutor implements ApplicationContextAware, InitializingBean {private String serverAddress;private final static String DELIMITER = ":";private Map<String, Object> handlerMap = new ConcurrentHashMap<String, Object>();private static ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor;public MessageRecvExecutor(String serverAddress) {this.serverAddress = serverAddress;}public static void submit(Runnable task) {if (threadPoolExecutor == null) {synchronized (MessageRecvExecutor.class) {if (threadPoolExecutor == null) {threadPoolExecutor = (ThreadPoolExecutor) RpcThreadPool.getExecutor(16, -1);}}}threadPoolExecutor.submit(task);}public void setApplicationContext(ApplicationContext ctx) throws BeansException {try {MessageKeyVal keyVal = (MessageKeyVal) ctx.getBean(Class.forName("newlandframework.netty.rpc.model.MessageKeyVal"));Map<String, Object> rpcServiceObject = keyVal.getMessageKeyVal();Set s = rpcServiceObject.entrySet();Iterator<Map.Entry<String, Object>> it = s.iterator();Map.Entry<String, Object> entry;while (it.hasNext()) {entry = it.next();handlerMap.put(entry.getKey(), entry.getValue());}} catch (ClassNotFoundException ex) {java.util.logging.Logger.getLogger(MessageRecvExecutor.class.getName()).log(Level.SEVERE, null, ex);}}public void afterPropertiesSet() throws Exception {//netty的线程池模型设置成主从线程池模式，这样可以应对高并发请求//当然netty还支持单线程、多线程网络IO模型，可以根据业务需求灵活配置ThreadFactory threadRpcFactory = new NamedThreadFactory("NettyRPC ThreadFactory");//方法返回到Java虚拟机的可用的处理器数量int parallel = Runtime.getRuntime().availableProcessors() * 2;EventLoopGroup boss = new NioEventLoopGroup();EventLoopGroup worker = new NioEventLoopGroup(parallel,threadRpcFactory,SelectorProvider.provider());try {ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();bootstrap.group(boss, worker).channel(NioServerSocketChannel.class).childHandler(new MessageRecvChannelInitializer(handlerMap)).option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 128).childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true);String[] ipAddr = serverAddress.split(MessageRecvExecutor.DELIMITER);if (ipAddr.length == 2) {String host = ipAddr[0];int port = Integer.parseInt(ipAddr[1]);ChannelFuture future = bootstrap.bind(host, port).sync();System.out.printf("[author tangjie] Netty RPC Server start success ip:%s port:%d\n", host, port);future.channel().closeFuture().sync();} else {System.out.printf("[author tangjie] Netty RPC Server start fail!\n");}} finally {worker.shutdownGracefully();boss.shutdownGracefully();}}
} 最后还是老规矩，给出RPC服务端消息编码、解码、处理的核心模块代码实现，具体如下：
/*** @filename:MessageRecvChannelInitializer.java** Newland Co. Ltd. All rights reserved.** @Description:Rpc服务端管道初始化* @author tangjie* @version 1.0**/
package newlandframework.netty.rpc.core;import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.ChannelPipeline;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.handler.codec.LengthFieldBasedFrameDecoder;
import io.netty.handler.codec.LengthFieldPrepender;
import io.netty.handler.codec.serialization.ClassResolvers;
import io.netty.handler.codec.serialization.ObjectDecoder;
import io.netty.handler.codec.serialization.ObjectEncoder;
import java.util.Map;public class MessageRecvChannelInitializer extends ChannelInitializer<SocketChannel> {//ObjectDecoder 底层默认继承半包解码器LengthFieldBasedFrameDecoder处理粘包问题的时候，//消息头开始即为长度字段，占据4个字节。这里出于保持兼容的考虑final public static int MESSAGE_LENGTH = 4;private Map<String, Object> handlerMap = null;MessageRecvChannelInitializer(Map<String, Object> handlerMap) {this.handlerMap = handlerMap;}protected void initChannel(SocketChannel socketChannel) throws Exception {ChannelPipeline pipeline = socketChannel.pipeline();//ObjectDecoder的基类半包解码器LengthFieldBasedFrameDecoder的报文格式保持兼容。因为底层的父类LengthFieldBasedFrameDecoder//的初始化参数即为super(maxObjectSize, 0, 4, 0, 4); pipeline.addLast(new LengthFieldBasedFrameDecoder(Integer.MAX_VALUE, 0, MessageRecvChannelInitializer.MESSAGE_LENGTH, 0, MessageRecvChannelInitializer.MESSAGE_LENGTH));//利用LengthFieldPrepender回填补充ObjectDecoder消息报文头pipeline.addLast(new LengthFieldPrepender(MessageRecvChannelInitializer.MESSAGE_LENGTH));pipeline.addLast(new ObjectEncoder());//考虑到并发性能，采用weakCachingConcurrentResolver缓存策略。一般情况使用:cacheDisabled即可pipeline.addLast(new ObjectDecoder(Integer.MAX_VALUE, ClassResolvers.weakCachingConcurrentResolver(this.getClass().getClassLoader())));pipeline.addLast(new MessageRecvHandler(handlerMap));}
} /*** @filename:MessageRecvHandler.java** Newland Co. Ltd. All rights reserved.** @Description:Rpc服务器消息处理* @author tangjie* @version 1.0**/
package newlandframework.netty.rpc.core;import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.ChannelInboundHandlerAdapter;
import java.util.Map;
import newlandframework.netty.rpc.model.MessageRequest;
import newlandframework.netty.rpc.model.MessageResponse;public class MessageRecvHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {private final Map<String, Object> handlerMap;public MessageRecvHandler(Map<String, Object> handlerMap) {this.handlerMap = handlerMap;}public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {MessageRequest request = (MessageRequest) msg;MessageResponse response = new MessageResponse();MessageRecvInitializeTask recvTask = new MessageRecvInitializeTask(request, response, handlerMap, ctx);//不要阻塞nio线程，复杂的业务逻辑丢给专门的线程池MessageRecvExecutor.submit(recvTask);}public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) {//网络有异常要关闭通道ctx.close();}
} /*** @filename:MessageRecvInitializeTask.java** Newland Co. Ltd. All rights reserved.** @Description:Rpc服务器消息线程任务处理* @author tangjie* @version 1.0**/
package newlandframework.netty.rpc.core;import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelFutureListener;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import java.util.Map;
import newlandframework.netty.rpc.model.MessageRequest;
import newlandframework.netty.rpc.model.MessageResponse;
import org.apache.commons.beanutils.MethodUtils;public class MessageRecvInitializeTask implements Runnable {private MessageRequest request = null;private MessageResponse response = null;private Map<String, Object> handlerMap = null;private ChannelHandlerContext ctx = null;public MessageResponse getResponse() {return response;}public MessageRequest getRequest() {return request;}public void setRequest(MessageRequest request) {this.request = request;}MessageRecvInitializeTask(MessageRequest request, MessageResponse response, Map<String, Object> handlerMap, ChannelHandlerContext ctx) {this.request = request;this.response = response;this.handlerMap = handlerMap;this.ctx = ctx;}public void run() {response.setMessageId(request.getMessageId());try {Object result = reflect(request);response.setResult(result);} catch (Throwable t) {response.setError(t.toString());t.printStackTrace();System.err.printf("RPC Server invoke error!\n");}ctx.writeAndFlush(response).addListener(new ChannelFutureListener() {public void operationComplete(ChannelFuture channelFuture) throws Exception {System.out.println("RPC Server Send message-id respone:" + request.getMessageId());}});}private Object reflect(MessageRequest request) throws Throwable {String className = request.getClassName();Object serviceBean = handlerMap.get(className);String methodName = request.getMethodName();Object[] parameters = request.getParameters();return MethodUtils.invokeMethod(serviceBean, methodName, parameters);}
} 然后是RPC消息处理的回调实现模块代码
/*** @filename:MessageCallBack.java** Newland Co. Ltd. All rights reserved.** @Description:Rpc消息回调* @author tangjie* @version 1.0**/
package newlandframework.netty.rpc.core;import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
import newlandframework.netty.rpc.model.MessageRequest;
import newlandframework.netty.rpc.model.MessageResponse;public class MessageCallBack {private MessageRequest request;private MessageResponse response;private Lock lock = new ReentrantLock();private Condition finish = lock.newCondition();public MessageCallBack(MessageRequest request) {this.request = request;}public Object start() throws InterruptedException {try {lock.lock();//设定一下超时时间，rpc服务器太久没有相应的话，就默认返回空吧。finish.await(10*1000, TimeUnit.MILLISECONDS);if (this.response != null) {return this.response.getResult();} else {return null;}} finally {lock.unlock();}}public void over(MessageResponse reponse) {try {lock.lock();finish.signal();this.response = reponse;} finally {lock.unlock();}}
} 到此为止，NettyRPC的关键部分：服务端、客户端的模块已经通过Netty全部实现了。现在给出spring加载配置rpc-invoke-config.xml的内容：
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beanshttp://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsdhttp://www.springframework.org/schema/contexthttp://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd"><context:component-scan base-package="newlandframework.netty.rpc.core"/><context:property-placeholder location="classpath:newlandframework/netty/rpc/config/rpc-server.properties"/><bean id="rpcbean" class="newlandframework.netty.rpc.model.MessageKeyVal"><property name="messageKeyVal"><map><entry key="newlandframework.netty.rpc.servicebean.Calculate"><ref bean="calc"/></entry></map></property></bean><bean id="calc" class="newlandframework.netty.rpc.servicebean.CalculateImpl"/><bean id="rpcServer" class="newlandframework.netty.rpc.core.MessageRecvExecutor"><constructor-arg name="serverAddress" value="${rpc.server.addr}"/></bean>
</beans> 再贴出RPC服务绑定ip信息的配置文件：rpc-server.properties的内容。
#rpc server's ip address config rpc.server.addr=127.0.0.1:18888
最后NettyRPC服务端启动方式参考如下：
new ClassPathXmlApplicationContext("newlandframework/netty/rpc/config/rpc-invoke-config.xml"); 如果一切顺利，没有出现意外的话，控制台上面，会出现如下截图所示的情况：
如果出现了，说明NettyRPC服务器，已经启动成功！
上面基于Netty的RPC服务器，并发处理性能如何呢？实践是检验真理的唯一标准，下面我们就来实战一下。
下面的测试案例，是基于RPC远程调用两数相加函数，并返回计算结果。客户端同时开1W个线程，同一时刻，瞬时发起并发计算请求，然后观察Netty的RPC服务器是否有正常应答回复响应，以及客户端是否有正常返回调用计算结果。值得注意的是，测试案例是基于1W个线程瞬时并发请求而设计的，并不是1W个线程循环发起请求。这两者对于衡量RPC服务器的并发处理性能，还是有很大差别的。当然，前者对于并发性能的处理要求，要高上很多很多。
现在，先给出RPC计算接口、RPC计算接口实现类的代码实现：
/*** @filename:Calculate.java** Newland Co. Ltd. All rights reserved.** @Description:计算器定义接口* @author tangjie* @version 1.0**/
package newlandframework.netty.rpc.servicebean;public interface Calculate {//两数相加int add(int a, int b);
} /*** @filename:CalculateImpl.java** Newland Co. Ltd. All rights reserved.** @Description:计算器定义接口实现* @author tangjie* @version 1.0**/
package newlandframework.netty.rpc.servicebean;public class CalculateImpl implements Calculate {//两数相加public int add(int a, int b) {return a + b;}
} 下面是瞬时并发RPC请求的测试样例：
/*** @filename:CalcParallelRequestThread.java** Newland Co. Ltd. All rights reserved.** @Description:并发线程模拟* @author tangjie* @version 1.0**/
package newlandframework.netty.rpc.servicebean;import newlandframework.netty.rpc.core.MessageSendExecutor;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.logging.Level;
import java.util.logging.Logger;public class CalcParallelRequestThread implements Runnable {private CountDownLatch signal;private CountDownLatch finish;private MessageSendExecutor executor;private int taskNumber = 0;public CalcParallelRequestThread(MessageSendExecutor executor, CountDownLatch signal, CountDownLatch finish, int taskNumber) {this.signal = signal;this.finish = finish;this.taskNumber = taskNumber;this.executor = executor;}public void run() {try {signal.await();Calculate calc = executor.execute(Calculate.class);int add = calc.add(taskNumber, taskNumber);System.out.println("calc add result:[" + add + "]");finish.countDown();} catch (InterruptedException ex) {Logger.getLogger(CalcParallelRequestThread.class.getName()).log(Level.SEVERE, null, ex);}}
} /*** @filename:RpcParallelTest.java** Newland Co. Ltd. All rights reserved.** @Description:rpc并发测试代码* @author tangjie* @version 1.0**/
package newlandframework.netty.rpc.servicebean;import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import newlandframework.netty.rpc.core.MessageSendExecutor;
import org.apache.commons.lang.time.StopWatch;public class RpcParallelTest {public static void main(String[] args) throws Exception {final MessageSendExecutor executor = new MessageSendExecutor("127.0.0.1:18888");//并行度10000int parallel = 10000;//开始计时StopWatch sw = new StopWatch();sw.start();CountDownLatch signal = new CountDownLatch(1);CountDownLatch finish = new CountDownLatch(parallel);for (int index = 0; index < parallel; index++) {CalcParallelRequestThread client = new CalcParallelRequestThread(executor, signal, finish, index);new Thread(client).start();}//10000个并发线程瞬间发起请求操作signal.countDown();finish.await();sw.stop();String tip = String.format("RPC调用总共耗时: [%s] 毫秒", sw.getTime());System.out.println(tip);executor.stop();}
} 好了，现在先启动NettyRPC服务器，确认没有问题之后，运行并发RPC请求客户端，看下客户端打印的计算结果，以及处理耗时。
从上面来看，10000个瞬时RPC计算请求，总共耗时接近11秒。我们在来看下NettyRPC的服务端运行情况，如下所示：
可以很清楚地看到，RPC服务端都有收到客户端发起的RPC计算请求，并返回消息应答。
最后我们还是要分别验证一下，RPC服务端是否存在丢包、粘包、IO阻塞的情况？1W个并发计算请求，是否成功接收处理并应答了？实际情况说明一切，看下图所示：
非常给力，RPC的服务端确实成功接收到了客户端发起的1W笔瞬时并发计算请求，并且成功应答处理了。并没有出现：丢包、粘包、IO阻塞的情况。再看下RPC客户端，是否成功得到计算结果的应答返回了呢？
很好，RPC的客户端，确实收到了RPC服务端计算的1W笔加法请求的计算结果，而且耗时接近11秒。由此可见，基于Netty+业务线程池的NettyRPC服务器，应对并发多线程RPC请求，处理起来是得心应手，游刃有余！
最后，本文通过Netty这个NIO框架，实现了一个很简单的“高性能”的RPC服务器，代码虽然写出来了，但是还是有一些值得改进的地方，比如：
1、对象序列化传输可以支持目前主流的序列化框架：protobuf、JBoss Marshalling、Avro等等。
2、Netty的线程模型可以根据业务需求，进行定制。因为，并不是每笔业务都需要这么强大的并发处理性能。
3、目前RPC计算只支持一个RPC服务接口映射绑定一个对应的实现，后续要支持一对多的情况。
4、业务线程池的启动参数、线程池并发阻塞容器模型等等，可以配置化管理。
5、Netty的Handler处理部分，对于复杂的业务逻辑，现在是统一分派到特定的线程池进行后台异步处理。当然你还可以考虑JMS（消息队列）方式进行解耦，统一分派给消息队列的订阅者，统一处理。目前实现JMS的开源框架也有很多，ActiveMQ、RocketMQ等等，都可以考虑。
本文实现的NettyRPC，对于面前的您而言，一定还有很多地方，可以加以完善和改进，优化改进的工作就交给您自由发挥了。
由于本人技术能力、认知水平有限。本文中有说不对的地方，恳请园友们批评指正！不吝赐教！最后，感谢面前的您，耐心的阅读完本文，相信现在的你，对于Java开发高性能的服务端应用，又有了一个更深入的了解！本文算是对我Netty学习成果的阶段性总结，后续有时间，我还会继续推出Netty工业级开发的相关文章，敬请期待！
PS：还有兴趣的朋友可以参考、阅读一下，我的另外一篇文章：Netty实现高性能RPC服务器优化篇之消息序列化。此外，自从在博客园发表了两篇：基于Netty开发高性能RPC服务器的文章之后，本人收到很多园友们索要源代码进行学习交流的请求。为了方便大家，本人把NettyRPC的代码开源托管到github上面，欢迎有兴趣的朋友一起学习、研究！
附上NettyRPC项目的下载路径：https://github.com/tang-jie/NettyRPC
Netty工业级开发系列文章进阶：Netty构建分布式消息队列（AvatarMQ）设计指南之架构篇
谈谈如何使用Netty开发实现高性能的RPC服务器、Netty实现高性能RPC服务器优化篇之消息序列化。这两篇文章主要设计的思路是，基于Netty构建了一个高性能的RPC服务器，而这些前期代码的准备工作，主要是为了设计、实现一个基于Netty的分布式消息队列系统做铺垫，本人把这个分布式消息队列系统，命名为：AvatarMQ。作为Netty工业级开发系列的进阶篇，感兴趣的朋友可以点击关注：Netty构建分布式消息队列（AvatarMQ）设计指南之架构篇，一定不会让您失望！
AvatarMQ项目开源网址：https://github.com/tang-jie/AvatarMQ。
