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MyRpc

a rpc framework based on java

架构

图片

初始架构

MyRpc框架重构架构图

重构架构

myrpc框架连接层重构.jpg

连接层重构

时间轮设计.jpg

时间轮设计

线程模型

线程模型

特性

  1. 使用Netty作为底层网络通信框架,NIO提升网络通信效率

  2. 采用Netty长连接机制,避免不必要的重复连接开销

  3. 使用心跳包维护上述长连接,客户端定期向服务端发心跳,并期望服务端进行心跳回复

  4. 服务端健康检查机制:对服务端维护的连接中长时间没收到心跳的客户端主动断开,节省服务端资源

  5. 客户端健康检查机制:对长时间没有收到回复的服务端连接,将该连接断开,并标记该连接对应的服务端为死亡状态,从客户端缓存的服务提供者列表中移出。

  6. 客户端采用Failover重连机制,应对连接远程服务端失败的情况

    客户端的初始化时连接服务端失败将会将其放入时间轮中,延时重试。

  7. 客户端实现负载均衡算法选择连接的服务端(实现权重随机负载均衡和一致性哈希负载均衡算法)

  8. 两种序列化和反序列化方式(java原生+hessian)

  9. 自定义注解,方便服务提供者和消费者注册和消费服务

  10. 集成Spring框架,通过注解注册服务,通过注解消费服务

  11. 采用SPI机制+URL配置总线,实现 接口实现类的动态插拔

  12. 采用了单例设计模式、适配器模式(codecAdapt服务端多例适配)、装饰器模式(channelHandler的传递增强)

  13. 异步IO场景下,使用CompletableFuture阻塞地同步获取响应结果。优化了原本的自旋获取响应结果,减少CPU负载

    引入CompletableFuture实现调用端、服务端全链路异步。

  14. 使用zookeeper的watch机制,配合本地缓存provider列表,异步更新本地缓存,使本地缓存中存储最新的provider列表。优化了原本每次调用都需要与zookeeper进行通信的流程。

  15. 添加路由策略模块,在服务结点上线时,支持自定义路由策略,辅助服务的灰度发布,定义黑名单、白名单等流量治理功能。

  16. 添加客户端异常重试机制,如果客户端发送请求时出现网络问题或者服务端下线等异常情况,RPC框架能够抓到异常进行重新发送,重新发送会剔除发生异常的结点。默认重试次数为5次。

    集群容错FailOver策略,retry次数可配置。

  17. 添加客户端超时重试机制,客户端发送请求后调用future.get(timeout)等待一定时间,如果仍没有收到响应则判定本次请求超时,重新发送请求,默认超时时间为5s。

    客户端请求基于时间轮实现超时机制,超时后使CompletableFuture异常完成,删除内存中map的entry,来避免海量请求超时后oom的情况。

  18. 服务端和客户端引入myrpc框架线程池,实现io线程->框架线程切换,减少底层nio线程的开销,更快释放io线程,增大服务的吞吐量,降低延时。

  19. 增加http/1协议支持,http协议的协议穿透性更强,header和body分离对于网关解析也更友好。

  20. 容错模块完善,引入Sentienl组件实现服务端基于QPS的限流。客户端新增MockCluster支持本地mock,实现降级功能。

项目模块

  • rpc-framework-core:rpc核心功能部分代码实现
  • rpc-example-client:测试用客户端
  • rpc-example-server:测试用服务端
  • rpc-framework-api:rpc服务api注册

传输协议

使用自定义的可扩展的RPC通信协议规定数据格式,解决TCP粘包、拆包问题。

+---------------+---------------+-----------------+-------------+-----------------+-----------------+
|  Magic Number |  Total Length | Header Length   | Version     |  MessageType	  |	Serializer Type	|
|    4 bytes    |    4 bytes    |     2 bytes     |   1 bytes   |	1 byte		  |		1 byte		|
+---------------+---------------+
|  Message ID   |Extended Header|
|    2 bytes    |   unknown    	|
+---------------+---------------+-----------------+-------------+-----------------+
|                          Data Bytes                           |				  |
|                   Length: ${Data Length}                      |				  |
+---------------------------------------------------------------+-----------------+

字段					解释
Magic Number		 魔数,表识一个 RPC 协议包,0x12345678
Total Length         整体长度
Header Length        头部长度
Version   			 协议版本
Message Type		 消息类型,标明这是一个调用请求还是调用响应
Serializer Type		 序列化器类型,标明这个包的数据的序列化方式
Message ID			 消息ID
Extended Header		 扩展头部
Data Bytes			 传输的对象,通常是一个RpcRequest或RpcResponse对象,取决于Package Type字段,对象的序列化方式取决于Serializer Type字段。

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a rpc framework based on java

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