Hadoop RPC远程过程调用源码解析及实例

Posted 2020-06-28 老樊Lu码

RPC简介：

        RPC(Remote Procedure Call）远程过程调用，它允许一台计算机程序远程调用另外一台计算机的子程序，而不用去关心底层的网络通信细节，对我们来说是透明的。经常用于分布式网络通信中。

       Hadoop的进程间交互都是通过RPC来进行的，比如Namenode与Datanode之间，Jobtracker与Tasktracker之间等。

       RPC协议假定某些传输协议的存在，如TCP或UDP，为通信程序之间携带信息数据。在OSI网络通信模型中， RPC跨越了传输层和应用层。 RPC使得开发包括网络分布式多程序在内的应用程序更加容易。  

       RPC采用客户机/服务器模式。请求程序就是一个客户机，而服务提供程序就是一个服务器。

       首先，客户机调用进程发送一个有进程参数的调用信息到服务进程，然后等待应答信息，在服务器端，进程保持睡眠状态直到调用信息的到达为止。当一个调用信息到达，服务器获得进程参数，计算结果，发送答复信息给client，然后等待下一个调用信息，最后，客户端调用进程接收答复信息，获得进程结果，然后调用执行继续进行。

RPC特点:

（1）透明性：远程调用其他机器上的程序，对用户来说就像是调用本地方法一样。

（2）高性能：RPC server能够并发处理多个来自Client的请求（请求队列）。3、可控性：jdk中已经提供了一个RPC框架–RMI，但是该RPC框架过于重量级并且可控之处比较少，所以               HadoopRPC实现了自定义的RPC框架。

Hadoop RPC通信:

（1）序列化层：Client与Server端通信传递的信息采用了Hadoop里提供的序列化类或自定义Writable类型。

（2）函数调用层：Hadoop RPC通过动态代理以及Java反射机制实现函数调用。

（3）网络传输层：Hadoop RPC采用了基于TCP/IP的socket机制。

（4）服务器端框架层：RPC Server利用Java NIO以及采用了事件驱动的I/O模型，提高RPC Server的并发处理能力。

Hadoop的整个体系结构就是构建在RPC之上(org.apache.hadoop.ipc)。

Hadoop RPC设计技术

（1）动态代理

（2）反射3、序列化4、非阻塞的异步IO（NIO）

动态代理:

（1）动态代理可以提供对另一个对象的访问，同时隐藏实际对象的具体事实，代理对象对客户隐藏了实际对象。

（2）动态代理可以对请求进行其他的一些处理，在不允许直接访问某些类，或需要对访问做一些特殊处理等，这时候可以考虑使用代理。3）目前Java开发包中提供了对动态代理的支持，但现在只支持对接口的实现。相关的类与接口：java.lang.reflect.Proxy--类java.lang.reflect.InvocationHandler--接口

动态代理创建对象过程：

InvocationHandler handler= new InvocationHandlerImpl(...) Proxy.newInstance(...)

具体实现可参考如下：

                 

根据上图查看hadoop2.6.0源码

Client:

Server:

RPC:

几个重要的协议:

（1）ClientProtocol是客户端(FileSystem)与NameNode通信的接口。

（2）DatanodeProtocol是DataNode与NameNode通信的接口NamenodeProtocol是SecondaryNameNode与NameNode通信的接口。

（3）DFSClient是直接调用NameNode接口的对象。用户代码是通过DistributedFileSystem调用DFSClient对象，才能与NameNode打交道。

模拟Hadoop RPC通信

package MyRPC; 

import org.apache.hadoop.io.Text; 

import org.apache.hadoop.ipc.VersionedProtocol; 

 

public interface MyRPCProtocal extends VersionedProtocol{ 

    public static long versionID = 23234l;//很重要很重要，搞了一下午才解决掉。 

    public Text test(Text t); 

} 

package MyRPC; 

 

import java.io.IOException; 

import org.apache.hadoop.conf.Configuration; 

import org.apache.hadoop.io.Text; 

import org.apache.hadoop.ipc.ProtocolSignature; 

import org.apache.hadoop.ipc.RPC; 

import org.apache.hadoop.ipc.RPC.Server; 

 

public class RPCServer implements MyRPCProtocal{     

    Server server = null; 

    public RPCServer() throws IOException, InterruptedException{ 

        //server = RPC.getServer(this,"localhost",8888,new Configuration()); 

        //相对于以前的版本有略微的改动 

        RPC.Builder ins = new RPC.Builder(new Configuration()); 

        ins.setInstance(this); 

        ins.setBindAddress("localhost"); 

        ins.setPort(9999); 

        ins.setProtocol(MyRPCProtocal.class); 

        //RPC.setProtocolEngine(new Configuration(), MyRPCProtocal.class, RpcEngine.class); 

        server = ins.build();//获得一个server实例 

        server.start(); 

        server.join();   

    } 

 

    public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException { 

        new RPCServer(); 

    } 

 

    @Override 

    public long getProtocolVersion(String protocol, long clientVersion) 

            throws IOException { 

        return MyRPCProtocal.versionID; 

    } 

 

    @Override 

    public ProtocolSignature getProtocolSignature(String protocol, 

            long clientVersion, int clientMethodsHash) throws IOException {      

        return new ProtocolSignature(); 

    } 

 

    @Override 

    public Text test(Text t) { 

        if(t.toString().equals("RPC")){ 

            return new Text("ok"); 

        } 

        return new Text("false"); 

    } 

} 

package MyRPC; 

 

import java.net.InetSocketAddress; 

 

import org.apache.hadoop.conf.Configuration; 

import org.apache.hadoop.io.Text; 

import org.apache.hadoop.ipc.RPC; 

 

public class RPCClient { 

 

    private MyRPCProtocal protocal; 

 

    public RPCClient() throws Exception{ 

        InetSocketAddress address = new InetSocketAddress("localhost",9999); 

 

        protocal = (MyRPCProtocal)RPC.waitForProxy 

                (MyRPCProtocal.class,MyRPCProtocal.versionID, address, new Configuration()); 

        //RPC.setProtocolEngine(new Configuration(), MyRPCProtocal.class, RpcEngine.class); 

    } 

 

    public void call(String s){ 

        final Text string = protocal.test(new Text(s)); 

        System.out.println(string.toString()); 

    } 

 

    public static void main(String[] args) throws Exception { 

        RPCClient client = new RPCClient(); 

        client.call("RPC"); 

    } 

}