云原生实践之 RSocket 从入门到落地：Servlet vs RSocket

Posted 2021-02-07

技术实践的作用在于：除了用于构建业务，也是为了验证某项技术或框架是否值得大规模推广。

本期开始，我们推出《RSocket 从入门到落地》系列文章，通过实例和对比来介绍RSocket。主要围绕RSocket如何实现Polyglot RPC、Service Registry、 Service Discovery、 IoT联结等维度，为读者们揭开RSocket的面纱，希望对大家在Java API规范的技术选型过程中有所借鉴。

第一篇文章我们将通过Servlet和RSocket的对比，快速了解RSocket的一些基本知识。要说明的是其实RSocket与Servlet并不是同类的产品，但是大家对Servlet都很熟悉，功能对比相对方便一些。

阅读本系列文章，需要大家对Java有了解，其中可能会涉及到Kotlin，有少部分C++和Python(不做要求），如果了解Spring Boot则最好。

什么是 Servlet ？
维基百科上的解释是"Servlet，全称Java Servlet，是用Java编写的服务器端程序。 其主要功能在于交互式地浏览和修改数据，生成动态Web内容”。

对于Java程序员来说，解释这个概念直接上代码，这样才能方便理解，如下：

public abstract class HttpServlet extends Servlet {
protected abstract void doGet(HttpServletRequest req,HttpServletResponse resp)
throws ServletException, IOException;

protected abstract void doPost(HttpServletRequest req,HttpServletResponse resp)
   throws ServletException, IOException;

}
所以，Servlet就是提供HTTP Request，处理后，最终调用HTTP Response完成输出。没错，就是这个，大家可别小瞧这个class，几乎所有符合Servlet规范的web框架的第一个Java类都是从这里开始的，包括Struts、Spring MVC和阿里巴巴内部用到的WebX。很多开发者根据这个class写了Web Framework，来解决不同的问题。

什么是 RSocket
rsocket.io给出的解释是"RSocket是一个二进制的协议，以异步消息的方式提供4种对等的交互模型，以字节流的方式运行在TCP, WebSockets, Aeron等传输层之上”。

通过这个定义，大家可以有一个基本理解：二进制协议、异步消息、七层协议和运行在TCP、WebSocket以及Aeron之上。同样的，我们通过代码来解释这个概念，如下：

public interface RSocket extends Availability, Closeable {

Mono<Payload> requestResponse(Payload payload);

Mono<Void> fireAndForget(Payload payload);

Flux<Payload> requestStream(Payload payload);

Flux<Payload> requestChannel(Publisher<Payload> payloads);

Mono<Void> metadataPush(Payload payload);

default double availability() {
return isDisposed() ? 0.0 : 1.0;
}
展开阐述一下：

四个模型：

requestResponse、fireAndForget、requestStream和requestChannel，它们和doGet、doPost没有区别。

参数：

Payload，前面说到基于消息通讯，那就是拿到消息返回消息，Got！等一下，为何不叫Message？请原谅我们的英文水平，暂时可以理解为同义词吧。对于一个消息来说，由两部分组成，原信息(metadata)和数据(data)。原信息是指路由信息等，例如要调用那个服务，你的数据的mime type是什么，数据则是指调用的参数值和返回的结果。

metadataPush：

这个是什么？推送元信息的，可以告诉对方的一些元信息，至于是什么，可以自己定义。我理解为：如果是一个集群，我可以将集群的信息给你，然后让你和各个work node连接；我要下线啦，大家做好准备等等。

availability：

为何要这个？ 这个可以理解问健康度检查，如果为0，则表示不可用，这在load balance的情况下非常实用。Servlet缺少这个，所以我们要自行加入Health URL等，如/ok.jsp :) 那为何不是布尔值，true或者false？仅是个人理解：double值可以作为权重，如1.0表示处理能力非常好，0.8一般，这个就看你如何处理了。

Mono和Flux：

这是Reactive编程要求，通过异步的方式来提升系统的处理能力。RSocket定义中有一个异步关键字，Mono和Flux就是来处理异步的。

Servlet 和 RSocket的区别
其实两者的共同点非常明显：Servlet是一套Java的API规范，基于HTTP协议之上；RSocket也是一套API规范（支持多种语言），基于自定义的二进制协议之上。 可以不用关心协议的细节，直接实现接口写代码就可以，然后功能就会Ready。 这里我们还是想列举一下它们两者之间的重大区别：

协议层：

Servlet是基于HTTP协议的，RSocket则是自定义协议。 标准化方面，HTTP尚不用说。 但是RSocket的自定义二进制协议性能非常好，解析方便。如果觉得HTTP非常简单，那是1.1，2.0版本开始是有点复杂的。这里我们可以理解为：RSocket定位高性能通讯，比HTTP高非常多（号称10倍）。这里要注意的是：RSocket并不是天然的极致高性能，要实现极致高性能需要根据自己业务场景优化才行。

指令和通讯模式：

HTTP的指令不只是get和post，其他还有head、put、delete和options等。Servlet2.0添加了流式的支持，但是这些指令都是为浏览器设计的，并非为服务通讯设计的，而且它们都是request/response模式，所以也叫做 request command。其他例如流式推送、fireAndForget和双向通讯，Servlet2.0都不支持。基本上，我们可以将HTTP定位为request/response这一种通讯模式。这个说法也许有争议，因为HTTP也有polling和websocket等，但是这些设计都是为了hack和高效通讯的改造，而不是内置的通讯模式。

message：

HTTP1.1是基于文本的通讯，2.0是基于message的。 message的好处是什么呢？基于message的好处是异步化。message都必须有一个ID，这个消息发送出去后，就不用等立即返回，可以继续发其他message，收到message后，再根据返回的message ID和之前的发出去的message ID进行匹配。如果不是message，内容发出去后，就要等着返回的结果进行匹配，然后才能发下一个message，这也是为何很多人抱怨www是World Wide Wait。

Reactive编程模型：

RSocket要求基于Reactive编程模型，对Java来说，主要是Reactor和RxJava，由于Spring在RSocket上贡献颇多，外加RSocket Java SDK还要基于Netty-Reactor，所以默认的接口就是Reactor API。异步化对编程确实比较有挑战，如callback、Future和Promise等，对比传统不是那么友好，所以Reactive在传统和异步化上推出了Reactive编程模型，算是兼顾，这个看大家如何理解，如果对Functional Programming也能接受的话，那Reactive就没有问题。

对等通讯：

我们传统的理解是Client -> Server模式，例如写一个Servlet运行在服务端的，然后再用JS写一个Servlet运行在浏览器端，这样服务端可以反向调用浏览器，例如订单状态变更时，需要将详情区域刷新一下。但是RSocket没有这个概念，大家的地位是对等的，都可以在server端，我调用你的服务，你也可以调用我的服务。后续我们会有详细的Demo来介绍这个使用场景，如无监听端口对外提供服务，从互联网反向访问内部服务。RSocket Broker就是基于这种对等通讯来实现的。

Singleton & Prototype scope:

这里我们套用Spring的Singleton scope和Prototype scope来看Servlet和RSocket的不同。 Singleton scope表示JVM唯一，而Prototype scope是每次调用都需要创建。类比而言，Servlet的class基本都是singleton的，但是RSocket确未必，主要原因是前面说到的对等通讯，如果要给连接的另一方发送请求，就需要hold住连接的另一方(peer RSocket)，所以这个handler就不能singleton的，如果只是单方通讯，不用在乎setup payload，那么RSocket的handler为Singleton也没有关系。

当然还有一项细小差别，这些就不做介绍了。鉴于个人能力，可能我理解的不够彻底，漏掉了重大的区别，大家理解和使用后，欢迎反馈一下。我们再通过图例来对比下两者的不同：

RSocket Demo
这里我们将RSocket的Demo介绍一下。由于没有client -> server这种通讯模型，所以我们用requester和responder来说明，但是角色也是互换的，requester可以为responder，在实际的编码过程中，其实就将requester默认调整为responder。

Responder代码：

RSocketFactory.receive()
.acceptor(new SocketAcceptor() {br/>@Override
public Mono<RSocket> accept(ConnectionSetupPayload setup, RSocket sendingSocket) {
return Mono.just(new RSocketHandlerImpl());
}
})
.transport(TcpServerTransport.create("0.0.0.0", 42252))
.start()
.subscribe();
Responder主要是RSocketFactory.receive()，接收外部来的连接。接下来你只需要一个RSocket的接口实现给acceptor就可以了。 这里说明一下SocketAcceptor接口。对于Responder来说，它需要验证requester能否可以连接到自己，这个非常有用，如初始鉴权等，一旦鉴权通过，连接建立好后，后续就不需要验证了。这里的ConnectionSetupPayload是requester发给responder的创建连接的数据。这个是Servlet中没有的，后续我们还会提供更多的实践，第一篇文章里仅验证是否可以连接。

Requester代码：

RSocketFactory.connect()
.acceptor(new Function<RSocket, RSocket>() {br/>@Override
public RSocket apply(RSocket peerRsocket) {
return Mono.just(new RSocketHandlerImpl()) ;
}
})
.transport(TcpClientTransport.create("localhost", 42252))
.start()
.block();
RSocketFactory.connect() 是表示要连接到目标的responder上，然后也有RSocket实现给acceptor表示接收从对方过来的调用请求。 最好的block()表示采用同步方式等待responder返回，这个是需要的，如目标服务宕机或者不存在等，应用可以快速自我发现。 但是在load balance的情况下，我们未采用block这种方式，而是使用Mono方式，这样可以实现自动重连，新地址推送等。

实际上，如果使用Spring Boot，可能就需要1-2个Bean，SocketAcceptor和RSocket Bean，其他都是通过注入方式完成，不需要写很多重复代码。 目前rsocket-spring-boot-starter已经开发快完成了，所以不用担心代码的复杂性。