以前版本Hadoop RPC

た入场券 2022-06-06 00:20 155阅读 0赞

# 一、RPC基础概念 #

## 1.1 RPC的基础概念 ##

RPC，即Remote Procdure Call，中文名：远程过程调用；

（1）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。因此，它经常用于分布式网络通信中。

> 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。

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

![111215143542709.jpg][]

> 因此，可以说：Hadoop的运行就是建立在RPC基础之上的。

## 1.2 RPC的显著特点 ##

（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；

（3）可控性：jdk中已经提供了一个RPC框架—RMI，但是该PRC框架过于重量级并且可控之处比较少，所以Hadoop RPC实现了自定义的PRC框架。

## 1.3 RPC的基本流程 ##

![111227284643833.png][]

（1）RPC采用了C/S的模式；

（2）Client端发送一个带有参数的请求信息到Server；

（3）Server接收到这个请求以后，根据发送过来的参数调用相应的程序，然后把自己计算好的结果发送给Client端；

（4）Client端接收到结果后继续运行；

## 1.4 Hadoop中的RPC机制 ##

同其他RPC框架一样，Hadoop RPC分为四个部分：

（1）序列化层：Clent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的Writable类型；

（2）函数调用层：Hadoop RPC通过动态代理以及java反射实现函数调用；

（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 RPC在整个Hadoop中应用非常广泛，Client、DataNode、NameNode之间的通讯全靠它了。例如：我们平时操作HDFS的时候，使用的是FileSystem类，它的内部有个DFSClient对象，这个对象负责与NameNode打交道。在运行时，DFSClient在本地创建一个NameNode的代理，然后就操作这个代理，这个代理就会通过网络，远程调用到NameNode的方法，也能返回值。

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## 1.5 Hadoop RPC设计技术 ##

（1）动态代理

> About：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。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。

（2）反射——动态加载类

（3）序列化

（4）非阻塞的异步IO（NIO）

> Java NIO原理请参考阅读：[http://weixiaolu.iteye.com/blog/1479656][http_weixiaolu.iteye.com_blog_1479656]

# 二、如何使用RPC #

## 2.1 Hadoop RPC对外提供的接口 ##

Hadoop RPC对外主要提供了两种接口（见类org.apache.hadoop.ipc.RPC），分别是：

（1）public static <T> ProtocolProxy <T> getProxy/waitForProxy(…)

构造一个客户端代理对象（该对象实现了某个协议），用于向服务器发送RPC请求。

（2）public static Server RPC.Builder (Configuration).build()

为某个协议（实际上是Java接口）实例构造一个服务器对象，用于处理客户端发送的请求。

## 2.2 使用Hadoop RPC的四大步凑 ##

（1）定义RPC协议

RPC协议是客户端和服务器端之间的通信接口，它定义了服务器端对外提供的服务接口。

（2）实现RPC协议

Hadoop RPC协议通常是一个Java接口，用户需要实现该接口。

（3）构造和启动RPC SERVER

直接使用静态类Builder构造一个RPC Server，并调用函数start()启动该Server。

（4）构造RPC Client并发送请求

使用静态方法getProxy构造客户端代理对象，直接通过代理对象调用远程端的方法。

# 三、RPC应用实例 #

## 3.1 定义RPC协议 ##

如下所示，我们定义一个IProxyProtocol 通信接口，声明了一个Add()方法。

public interface IProxyProtocol extends VersionedProtocol {
        static final long VERSION = 23234L; //版本号，默认情况下，不同版本号的RPC Client和Server之间不能相互通信
        int Add(int number1,int number2);
    }

需要注意的是：

（1）Hadoop中所有自定义RPC接口都需要继承VersionedProtocol接口，它描述了协议的版本信息。

（2）默认情况下，不同版本号的RPC Client和Server之间不能相互通信，因此客户端和服务端通过版本号标识。

## 3.2 实现RPC协议 ##

Hadoop RPC协议通常是一个Java接口，用户需要实现该接口。对IProxyProtocol接口进行简单的实现如下所示：

![复制代码][copycode.gif]

public class MyProxy implements IProxyProtocol {
        public int Add(int number1,int number2) {
            System.out.println("我被调用了!");
            int result = number1+number2;
            return result;
        }
    
        public long getProtocolVersion(String protocol, long clientVersion)
                throws IOException {
            System.out.println("MyProxy.ProtocolVersion=" + IProxyProtocol.VERSION);
            // 注意：这里返回的版本号与客户端提供的版本号需保持一致
            return IProxyProtocol.VERSION;
        }
    }

![复制代码][copycode.gif]

这里实现的Add方法很简单，就是一个加法操作。为了查看效果，这里通过控制台输出一句：“我被调用了！”

## 3.3 构造RPC Server并启动服务 ##

这里通过RPC的静态方法getServer来获得Server对象，如下代码所示：

![复制代码][copycode.gif]

public class MyServer {
        public static int PORT = 5432;
        public static String IPAddress = "127.0.0.1";
    
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            MyProxy proxy = new MyProxy();
            final Server server = RPC.getServer(proxy, IPAddress, PORT, new Configuration());
            server.start();
        }
    }

![复制代码][copycode.gif]

这段代码的核心在于第5行的RPC.getServer方法，该方法有四个参数，第一个参数是被调用的java对象，第二个参数是服务器的地址，第三个参数是服务器的端口 。获得服务器对象后，启动服务器。这样，服务器就在指定端口监听客户端的请求。到此为止，服务器就处于监听状态，不停地等待客户端请求到达。

## 3.4 构造RPC Client并发出请求 ##

这里使用静态方法getProxy或waitForProxy构造客户端代理对象，直接通过代理对象调用远程端的方法，具体如下所示：

![复制代码][copycode.gif]

public class MyClient {
    
        public static void main(String[] args) {
            InetSocketAddress inetSocketAddress = new InetSocketAddress(
                    MyServer.IPAddress, MyServer.PORT);
    
            try {
                // 注意：这里传入的版本号需要与代理保持一致
                IProxyProtocol proxy = (IProxyProtocol) RPC.waitForProxy(
                        IProxyProtocol.class, IProxyProtocol.VERSION, inetSocketAddress,
                        new Configuration());
                int result = proxy.Add(10, 25);
                System.out.println("10+25=" + result);
    
                RPC.stopProxy(proxy);
            } catch (IOException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }
    
    }

![复制代码][copycode.gif]

以上代码中核心在于RPC.waitForProxy()，该方法有四个参数，第一个参数是被调用的接口类，第二个是客户端版本号，第三个是服务端地址。返回的代理对象，就是服务端对象的代理，内部就是使用java.lang.Proxy实现的。

经过以上四步，我们便利用Hadoop RPC搭建了一个非常高效的客户机–服务器网络模型。

## 3.5 查看运行结果 ##

（1）启动服务端，开始监听客户端请求

![111400402141589.jpg][]

（2）启动客户端，开始向服务端发请求

![111401416513785.jpg][]

（3）查看服务端状态，是否被调用

![111402516511733.jpg][]

> SUMMARY：从上面的RPC调用中，可以看出：在客户端调用的业务类的方法是定义在业务类的接口中的。该接口实现了VersionedProtocal接口。

（4）现在我们在命令行执行jps命令，查看输出信息，会出现如下图所示的：

![111406041673819.jpg][]

从上图中可以看到一个java进程，是“MyServer”，该进程正是我们刚刚运行的RPC的服务端类MyServer。因此，大家可以联想到我们搭建Hadoop环境时，也执行过该命令用来判断Hadoop的相关进程是否全部启动。

> SUMMARY：那么可以判断，Hadoop启动时产生的5个java进程也应该是RPC的服务端。

下面我们观察NameNode的源代码，如下图所示，可以看到NameNode确实创建了RPC的服务端。

![复制代码][copycode.gif]

private void initialize(Configuration conf) throws IOException {
        ......
        // create rpc server
        InetSocketAddress dnSocketAddr = getServiceRpcServerAddress(conf);
        if (dnSocketAddr != null) {
          int serviceHandlerCount =
            conf.getInt(DFSConfigKeys.DFS_NAMENODE_SERVICE_HANDLER_COUNT_KEY,
                        DFSConfigKeys.DFS_NAMENODE_SERVICE_HANDLER_COUNT_DEFAULT);
          this.serviceRpcServer = RPC.getServer(this, dnSocketAddr.getHostName(), 
              dnSocketAddr.getPort(), serviceHandlerCount,
              false, conf, namesystem.getDelegationTokenSecretManager());
          this.serviceRPCAddress = this.serviceRpcServer.getListenerAddress();
          setRpcServiceServerAddress(conf);
        }
        this.server = RPC.getServer(this, socAddr.getHostName(),
            socAddr.getPort(), handlerCount, false, conf, namesystem
            .getDelegationTokenSecretManager());
       ......
     } 
     实现 一、 RPC(remote procedure call)  不同java进程间的对象方法的调用。
      一方称作服务端(server)，一方称作客户端(client)。
      server端提供对象，供客户端调用的，被调用的对象的方法的执行发生在server端。
      RPC是hadoop框架运行的基础。
     二、通过rpc小例子获得的认识      1.服务端提供的对象必须是一个接口，接口extends VersioinedProtocal
           2.客户端能够的对象中的方法必须位于对象的接口中。 三、RPC实例      1、创建MyBiz接口，此接口继承hadoop中的VersionedProtocol接口 
      
       
       
        [java] view plain copy 
       
        package com.lyz.hadoop.rpc;      import org.apache.hadoop.ipc.VersionedProtocol;      /**   * 设置代理对象的返回值必须为接口类型   * 此接口用于接收RPC客户端创建代理对象的返回值   * @author liuyazhuang   *   */   public interface MyBiz extends VersionedProtocol{       /**       * 定义的接口       * @param name       * @return       */       public String hello(String name);       /**       * 版本号       */       long VERSION = 1001;      }   
      
           2、创建MyBiz接口的实现类MyBizImpl 
      
       
       
        [java] view plain copy 
       
        package com.lyz.hadoop.rpc;      import java.io.IOException;      /**   * MyBiz接口的实现类   * @author liuyazhuang   *   */   public class MyBizImpl implements MyBiz {          @Override       public long getProtocolVersion(String protocol, long clientVersion)               throws IOException {           return MyBiz.VERSION;       }          @Override       public String hello(String name){           System.out.println("服务端被调用了");           return "hello "+name;       }   }   
      
           3、创建RPC服务端
      
       
       
        [java] view plain copy 
       
        package com.lyz.hadoop.rpc;      import org.apache.hadoop.conf.Configuration;   import org.apache.hadoop.ipc.RPC;   import org.apache.hadoop.ipc.RPC.Server;      /**   * RPC服务端   * @author liuyazhuang   *   */   public class MyServer {       public static final String SERVER_ADDRESS = "localhost";       public static final int SERVER_PORT = 12345;       public static void main(String[] args) throws Exception {           /**           * 构造一个rpc server           * @param instance:实例中的方法会被客户端调用           * @param bindAddress:绑定的地址用于监听连接           * @param port:绑定的端口用于监听连接           * @param conf:the Configuration to use           */           Server server = RPC.getServer(new MyBizImpl(), SERVER_ADDRESS, SERVER_PORT, new Configuration());           server.start();       }   }   
      
            4、创建RPC客户端
      
       
       
        [java] view plain copy 
       
        package com.lyz.hadoop.rpc;      import java.net.InetSocketAddress;      import org.apache.hadoop.conf.Configuration;   import org.apache.hadoop.ipc.RPC;      /**   * RPC客户端   * @author liuyazhuang   *   */   public class MyClient {       public static void main(String[] args) throws Exception {           MyBiz proxy = (MyBiz) RPC.waitForProxy(MyBiz.class,                    MyBiz.VERSION,                    new InetSocketAddress(MyServer.SERVER_ADDRESS, MyServer.SERVER_PORT),                    new Configuration());           String result = proxy.hello("world");           System.out.println("客户端的调用结果为："+result);           RPC.stopProxy(proxy);       }   }   
      
         5、 注意：下图中1和2位置处的版本号必须相同     注意：调用方(也可以称为客户端)也必须有和服务端一样的一个接口，代码一致，且所在包也需得一致(实测如果包名不一致的话，会报org.apache.hadoop.ipc.RpcServerException): Unknown protocol 异常)

[111215143542709.jpg]: /images/20220606/ad7fc4fc96ab4202a41cb12bb417dbe6.png
[111227284643833.png]: /images/20220606/56f0776eaf6144e7a48b9d2ce609a58b.png
[111231587613790.jpg]: /images/20220606/2a4aa58d2bad4a69a8cba8c767db8dde.png
[http_weixiaolu.iteye.com_blog_1479656]: http://weixiaolu.iteye.com/blog/1479656
[copycode.gif]: /images/20220606/447efbefc0a84b669053d242854eae47.png
[111400402141589.jpg]: /images/20220606/6cb2d8f2a7854b75926dbdda15a8dcc2.png
[111401416513785.jpg]: /images/20220606/61ad253b39ca41ddab6b712b374dfe88.png
[111402516511733.jpg]: /images/20220606/a66673f0b1b941e9a78235263dec4e2c.png
[111406041673819.jpg]: /images/20220606/38ba8b4287544a84a943b29c25dc882c.png