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[网络协议]【自己动手实现一个简单的RPC框架】4、[v2.0]利用Netty传输数据；利用Kryo实现序列化

本文学习的代码地址：https://github.com/Snailclimb/guide-rpc-framework
本文代码地址：https://gitee.com/uamaa/msc-rpc-framework

【前言】本文主要实现了如下改进：
1.利用Netty传输数据
2.利用Kyro实现序列化

0 查看代码有哪些改动

新创建了例子客户端与服务器，跟之前的大差不差，
旧例子的RpcClient和RpcServer变成SocketRpcClient和SocketRpcServer，
新例子用的NettyRpcClient和NettyRpcServer

在这里插入图片描述
这里变了一点，我觉得这样更合理，代理和地址没得关系的

加了一个序列化异常类

加了序列化模块

加了Netty传输模块

1 看懂代码

本次版本改进就是引入了Kryo和Netty，Kryo服务于Netty，所以我们先看Kryo模块，再看Netty模块。

1.1 Kryo

在这里插入图片描述
先定义了一个序列化接口，声明序列化与反序列化方法
然后KryoSerializer实现该接口类
这么做的好处是：接口只负责提出需求，具体的实现需要具体的实现类来做，可能这一版用的是Kryo来实现。下一版又引入了新的技术，只需要新建新技术的实现类就行了，方便程序扩展

官方文档： https://github.com/EsotericSoftware/kryo
文档里提供了快速入门的简单例子

public class TestKryo {
    static public void main (String[] args) throws Exception {
        Kryo kryo = new Kryo();
        kryo.register(SomeClass.class);

        SomeClass object = new SomeClass();
        object.value = "Hello Kryo!";

        Output output = new Output(new FileOutputStream("D:\\file.txt"));
        kryo.writeObject(output, object);//序列化
        output.close();

        Input input = new Input(new FileInputStream("D:\\file.txt"));
        SomeClass object2 = kryo.readObject(input, SomeClass.class);//反序列化
        input.close();

        System.out.println(object2.value);
    }
    static public class SomeClass {
        String value;
    }

}

在这里插入图片描述

Output 类是一个将数据写入字节数组缓冲区的 OutputStream
Input 类是一个从字节数组缓冲区读取数据的 InputStream

例子说的很清楚流程：
1.自定义类在Kryo种注册
2.声明输出流Output，并将数据序列化成字节数组（writeObject）写入输出流 - 实现序列化
3.声明输入流Input，将输入流的字节数组反序列化成指定类（readObject） - 实现反序列化

由于 Kryo 不是线程安全的。每个线程都应该有自己的 Kryo，Input 和 Output 实例。所以，使用 ThreadLocal 存放 Kryo 对象

为什么要用Kryo而不用Serializable？
1.Kryo序列化的性能更高（来源：Java原生序列化和Kryo序列化性能比较）
2.Kryo序列化后的体积更小（来源：jackson、fastjson、kryo、protostuff等序列化工具性能对比）
3.Kryo提供了简单易用的API

1.2 Netty

在这里插入图片描述
这个结构很简单，Netty网络传输所必须的：客户端、服务端、客户端业务处理Handler、服务端业务处理Handler、编码器、解码器

NettyRpcServer跟https://zhuanlan.zhihu.com/p/181239748这篇文章的差不多，
workerGroup的EventLoop对应的管道设置这里有所不同
本项目用的是：解码、编码、服务端业务处理Handler
NettyRpcServer和NettyRpcClient跟套公式一样
主要是客户端业务处理Handler、服务端业务处理Handler的逻辑。

1.2.1 NettyClientHandler

继承ChannelInboundHandlerAdapter
在这里插入图片描述
因为channelRead没有返回值，要把RpcResponse传给NettyClient就需要声明一个AttributeKey对象。Channel上的AttributeMap就是大家共享的，每一个ChannelHandler都能获取到

1.2.2 NettyServerHandler

继承ChannelInboundHandlerAdapter

将发来的数据转成RpcRequest类，从中取到接口名，从注册中心中取到服务，转给RpcRequestHandler处理得到返回数据，将返回数据发送给客户端（ctx.writeAndFlush）

1.2.3 NettyKryoEncoder

编解码器参考资料：《Netty4核心原理》谭勇德

用户自定义编码器继承MessageToByteEncoder，只需要实现void encode(ChannelHandlerContext channelHandlerContext, Object o, ByteBuf byteBuf) 抽象方法即可完成ByteBuf到Java对象的编码。

编码器可以将写出的数据进行拦截处理。在本项目中就是在数据写入ByteBuf对象之前，先写入数据对应的长度

这里原作者Guide的注释写得很清楚了

    /**
     * 将对象转换为字节码然后写入到 ByteBuf 对象中
     */
    @Override
    protected void encode(ChannelHandlerContext channelHandlerContext, Object o, ByteBuf byteBuf) {
        if (genericClass.isInstance(o)) {
            // 1. 将对象转换为byte
            byte[] body = serializer.serialize(o);
            // 2. 读取消息的长度
            int dataLength = body.length;
            // 3.写入消息对应的字节数组长度,writerIndex 加 4
            byteBuf.writeInt(dataLength);
            //4.将字节数组写入 ByteBuf 对象中
            byteBuf.writeBytes(body);
        }
    }

1.2.4 NettyKryoDecoder

用户自定义解码器继承ByteToMessageDecoder，只需要实现void decode(ChannelHandlerContext channelHandlerContext, ByteBuf byteBuf, List< Object> list) 抽象方法即可完成ByteBuf到Java对象的解码。

由于ByteToMessageDecoder并没有考虑TCP粘包和拆包等场景，用户自定义解码器需要自己处理“读半包”问题。

所以要先处理“读半包”问题，再序列化（序列化就是借助Kryo序列化）

同样原作者Guide的注释写得很清楚

	/**
     * Netty传输的消息长度也就是对象序列化后对应的字节数组的大小，存储在 ByteBuf 头部
     */
    private static final int BODY_LENGTH = 4;

    @Override
    protected void decode(ChannelHandlerContext channelHandlerContext, ByteBuf byteBuf, List<Object> list) {

        //1.byteBuf中写入的消息长度所占的字节数已经是4了，所以 byteBuf 的可读字节必须大于 4，
        if (byteBuf.readableBytes() >= BODY_LENGTH) {
            //2.标记当前readIndex的位置，以便后面重置readIndex 的时候使用
            byteBuf.markReaderIndex();
            //3.读取消息的长度
            //注意： 消息长度是encode的时候我们自己写入的，参见 NettyKryoEncoder 的encode方法
            int dataLength = byteBuf.readInt();
            //4.遇到不合理的情况直接 return
            if (dataLength < 0 || byteBuf.readableBytes() < 0) {
                return;
            }
            //5.如果可读字节数小于消息长度的话，说明是不完整的消息，重置readIndex
            if (byteBuf.readableBytes() < dataLength) {
                byteBuf.resetReaderIndex();
                return;
            }
            // 6.走到这里说明没什么问题了，可以序列化了
            byte[] body = new byte[dataLength];
            byteBuf.readBytes(body);
            // 将bytes数组转换为我们需要的对象
            Object obj = serializer.deserialize(body, genericClass);
            list.add(obj);
        }
    }

2 自己动手

因为SocketRpcClient和NettyRpcClient都要用到RpcClientProxy，传入对应实例，所以整一个接口RpcClient，让SocketRpcClient和NettyRpcClient实现接口RpcClient，就能够统一写法

把类都建好之后，先从NettyRpcClient开始，实现RpcClient接口

为什么我的输出台多了很多DEBUG日志？
好了，修改了依赖，现在日志变成红色了。。。

3 总结

学到的知识：
1.由于 Kryo 不是线程安全的，所以，使用 ThreadLocal 存放 Kryo 对象
2.将接口类与实现类分离方便程序扩展
3.不懂的技术就看官网文档，有快速入门的简单例子（例：Kryo）；或者看书，比较全面（例：Netty）
4.NettyClient怎么从NettyClientHandler中得到RpcResponse对象？通过AttributeKey
5.为什么要用Kryo而不是Serializabler？因为Kryo序列化的性能更高，序列化之后的体积更小，提供简易的API

本次改进：
1.利用Netty传输数据
2.利用Kryo实现序列化

疑问：
1.为什么要把这一坨放在static里？
在这里插入图片描述