【本文转载自java RMI原理详解】
定义
RMI(Remote Method Invocation)为远程方法调用,是允许运行在一个Java虚拟机的对象调用运行在另一个Java虚拟机上的对象的方法。 这两个虚拟机可以是运行在相同计算机上的不同进程中,也可以是运行在网络上的不同计算机中。
Java RMI:Java远程方法调用,即Java RMI(Java Remote Method Invocation)是Java编程语言里,一种用于实现远程过程调用的应用程序编程接口。它使客户机上运行的程序可以调用远程服务器上的对象。远程方法调用特性使Java编程人员能够在网络环境中分布操作。RMI全部的宗旨就是尽可能简化远程接口对象的使用。
我们知道远程过程调用(Remote Procedure Call, RPC)可以用于一个进程调用另一个进程(很可能在另一个远程主机上)中的过程,从而提供了过程的分布能力。Java 的 RMI 则在 RPC 的基础上向前又迈进了一步,即提供分布式对象间的通讯。
本地对象调用
我们先看看本地对象方法的调用:
[java]
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ObjectClass objectA = new ObjectClass(); String retn = objectA.Method();
但是想想,如果objectA对象在JVM a上;而我们的程序在JVM b上,而且想访问JVM a上的objectA对象方法,如何做呢?对于JVM b上的应用程序来说,是不知道JVM a上创建的ObjectClass实例对象名称是什么,因为这次我创建的实例对象可能是objectA,下次我程序一改,我创建的实例对象又叫objectB了,另外,我创没创建ObjectClass实例对象,JVM b上应用程序又怎么知道呢?
RMI就解决了这个问题。
工作原理
方法调用从客户对象经占位程序(Stub)、远程引用层(Remote Reference Layer)和传输层(Transport Layer)向下,传递给主机,然后再次经传 输层,向上穿过远程调用层和骨干网(Skeleton),到达服务器对象。 占位程序扮演着远程服务器对象的代理的角色,使该对象可被客户激活。 远程引用层处理语义、管理单一或多重对象的通信,决定调用是应发往一个服务器还是多个。传输层管理实际的连接,并且追踪可以接受方法调用的远程对象。服务器端的骨干网完成对服务器对象实际的方法调用,并获取返回值。返回值向下经远程引用层、服务器端的传输层传递回客户端,再向上经传输层和远程调用层返回。最后,占位程序获得返回值。 要完成以上步骤需要有以下几个步骤: 1、 生成一个远程接口 2、 实现远程对象(服务器端程序) 3、 生成占位程序和骨干网(服务器端程序) 4、 编写服务器程序 5、 编写客户程序 6、 注册远程对象 7、 启动远程对象
由于有RMI系统的支持,我们写RMI应用程序时只需要继承相关类,实现相关接口就可以了。也就是说,我们只需要定义接口、接口实现、客户端程序和服务端程序就可以了。
上图中的stub和skeleton代理都是在服务端程序中由RMI系统动态生成,服务端程序只需要继承java.rmi.server.UnicastRemoteObject类。
那么上图中的RMI Service(RMI registry)是怎么回事呢?
先卖个关子:
可以说,RMI由3个部分构成,第一个是RMIService即JDK提供的一个可以独立运行的程序(bin目录下的rmiregistry),第二个是RMIServer即我们自己编写的一个java项目,这个项目对外提供服务。第三个是RMIClient即我们自己编写的另外一个java项目,这个项目远程使用RMIServer提供的服务。 首先,RMIService必须先启动并开始监听对应的端口。 其次,RMIServer将自己提供的服务的实现类注册到RMIService上,并指定一个访问的路径(或者说名称)供RMIClient使用。 最后,RMIClient使用事先知道(或和RMIServer约定好)的路径(或名称)到RMIService上去寻找这个服务,并使用这个服务在本地的接口调用服务的具体方法。 通俗的讲完了再稍微技术的讲下: 首先,在一个JVM中启动rmiregistry服务,启动时可以指定服务监听的端口,也可以使用默认的端口。 其次,RMIServer在本地先实例化一个提供服务的实现类,然后通过RMI提供的Naming,Context,Registry等类的bind或rebind方法将刚才实例化好的实现类注册到RMIService上并对外暴露一个名称。 最后,RMIClient通过本地的接口和一个已知的名称(即RMIServer暴露出的名称)再使用RMI提供的Naming,Context,Registry等类的lookup方法从RMIService那拿到实现类。这样虽然本地没有这个类的实现类,但所有的方法都在接口里了,想怎么调就怎么调吧。 值得注意的是理论上讲RMIService,RMIServer,RMIClient可以部署到3个不同的JVM中,这个时候的执行的顺序是RMIService---RMIServer—RMIClient。另外也可以由RMIServer来启动RMIService这时候执行的顺序是RMIServer—RMIService—RMIClient。
实际应用中很少有单独提供一个RMIService服务器,开发的时候可以使用Registry类在RMIServer中启动RMIService。
Java RMI 简单示例
1. 定义一个远程接口
[java]
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package mytest; import java.rmi.Remote; public interface IHello extends Remote { public String sayHello(String name) throws java.rmi.RemoteException; }
2. 远程接口实现类
[java]
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package mytest; import java.rmi.RemoteException; import java.rmi.server.UnicastRemoteObject; public class HelloImpl extends UnicastRemoteObject implements IHello { protected HelloImpl() throws RemoteException { super(); } private static final long serialVersionUID = 4077329331699640331L; public String sayHello(String name) throws RemoteException { return "Hello " + name + " ^_^ "; } }
3. 服务端
[java]
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package mytest; import java.rmi.registry.LocateRegistry; import java.rmi.registry.Registry; public class HelloServer { public static void main(String[] args) { try { IHello hello = new HelloImpl(); LocateRegistry.createRegistry(1099); java.rmi.Naming.rebind("rmi://localhost:1099/hello", hello); System.out.print("Ready"); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }
4. 客户端
[java]
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package mytest; import java.rmi.Naming; public class Hello_RMI_Client { public static void main(String[] args) { try { IHello hello = (IHello) Naming.lookup("rmi://localhost:1099/hello"); System.out.println(hello.sayHello("zhangxianxin")); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }
RMI 应用各个类的交互时序图
RMI应用需要用到的类
1. RemoteObject抽象类实现了Remote接口和序列化Serializable接口,它和它的子类提供RMI服务器函数。
为什么远端调用方法抛出的RemoteException异常的父类竟然是IOException呢?
这是因为,远端调用方法其实际上是通过网络IO进行的。
2. 当客户端通过RMI注册表找到一个远程接口的时候,所得到的其实是远程接口的一个动态代理对象。当客户端调用其中的方法的时候,方法的参数对象会在序列化之后,传输到服务器端。服务器端接收到之后,进行反序列化得到参数对象。并使用这些参数对象,在服务器端调用实际的方法。调用的返回值Java对象经过序列化之后,再发送回客户端。客户端再经过反序列化之后得到Java对象,返回给调用者。这中间的序列化过程对于使用者来说是透明的,由动态代理对象自动完成。除了序列化之外,RMI还使用了动态类加载技术。当需要进行反序列化的时候,如果该对象的类定义在当前JVM中没有找到,RMI会尝试从远端下载所需的类文件定义。可以在RMI程序启动的时候,通过JVM参数java.rmi.server.codebase来指定动态下载Java类文件的URL。
实现一个stub和skeleton程序
明白了RMI应用的原理后,可以自行实现一个stub和skeleton程序,进一步探索RMI的代理访问原理。
RMI的本质就是实现在不同JVM之间的调用,它的实现方法就是在两个JVM中各开一个Stub和Skeleton,二者通过socket通信来实现参数和返回值的传递。
1. 定义一个Person的接口,其中有两个business method, getAge() 和getName()
Person代码:
[java]
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public interface Person { public int getAge() throws Throwable; public String getName() throws Throwable; }
2. Stub的实现
Person_Stub代码:
[java]
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import java.io.ObjectOutputStream; import java.io.ObjectInputStream; import java.net.Socket; public class Person_Stub implements Person { private Socket socket; public Person_Stub() throws Throwable { socket = new Socket("computer_name", 9000); } public int getAge() throws Throwable { ObjectOutputStream outStream = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream()); outStream.writeObject("age"); outStream.flush(); ObjectInputStream inStream = new ObjectInputStream(socket.getInputStream()); return inStream.readInt(); } public String getName() throws Throwable { ObjectOutputStream outStream = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream()); outStream.writeObject("name"); outStream.flush(); ObjectInputStream inStream = new ObjectInputStream(socket.getInputStream()); return (String)inStream.readObject(); } }
Person_Stub是建立socket连接,并向Skeleton发请求,然后通过Skeleton调用PersonServer的方法,最后接收返回的结果。
3. 骨架(Skeleton)的实现
Person_Skeleton代码:
[java]
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import java.io.ObjectOutputStream; import java.io.ObjectInputStream; import java.net.Socket; import java.net.ServerSocket; public class Person_Skeleton extends Thread { private PersonServer myServer; public Person_Skeleton(PersonServer server) { this.myServer = server; } public void run() { try { ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9000); Socket socket = serverSocket.accept(); while (socket != null) { ObjectInputStream inStream = new ObjectInputStream(socket.getInputStream()); String method = (String)inStream.readObject(); if (method.equals("age")) { int age = myServer.getAge(); ObjectOutputStream outStream = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream()); outStream.writeInt(age); outStream.flush(); } if(method.equals("name")) { String name = myServer.getName(); ObjectOutputStream outStream = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream()); outStream.writeObject(name); outStream.flush(); } } } catch(Throwable t) { t.printStackTrace(); System.exit(0); } } }
Skeleton类 extends from Thread,它长驻在后台运行,随时接收client发过来的request。并根据发送过来的key去调用相应的business method。
4. Person的实现PersonServer类
PersonServer代码:
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public class PersonServer implements Person { private int age; private String name; public PersonServer(String name, int age) { this.age = age; this.name = name; } public int getAge() { return age; } public String getName() { return name; } public static void main(String args []) { PersonServer person = new PersonServer("Richard", 34); Person_Skeleton skel = new Person_Skeleton(person); skel.start(); } }
PersonServer中对Person的接口进行了真正的实现,创建PersonServer实例对象,并启动Person_Skeleton服务。
5. Client的实现
PersonClient 代码:
[java]
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public class PersonClient { public static void main(String [] args) { try { Person person = new Person_Stub(); int age = person.getAge(); String name = person.getName(); System.out.println(name + " is " + age + " years old"); } catch(Throwable t) { t.printStackTrace(); } } }
Client(PersonClient)的本质是,它要知道Person接口的定义,并实例一个Person_Stub,通过Stub来调用business method,至于Stub怎么去和Server沟通,Client就不用管了。
注意它的写法:
Person person = new Person_Stub();而不是Person_Stub person = new Person_Stub();为什么?因为要面向接口编程嘛,呵呵。
实际上,对于PersonClient来说,它只关注Person接口,而且它的本质就是远程调用Person接口,而Person_Stub只是负责代理PersonClient去与Server交互。
参考
1. http://www.blogjava.NET/zhenyu33154/articles/320245.html
2. http://guojuanjun.blog.51cto.com/277646/1423392/
3. http://blog.sina.com.cn/s/blog_4918a7d90100oftg.html
4. http://haolloyin.blog.51cto.com/1177454/332426/
5. http://www.it165.Net/pro/html/201404/11411.html
6. http://spidermanzy.iteye.com/blog/1741045
7. http://www.infoq.com/cn/articles/cf-java-object-serialization-rmi/
8. http://www.cnblogs.com/yin-jingyu/archive/2012/06/14/2549361.html
相关资源:python入门教程(PDF版)