第02篇:手写JavaRPC框架之设计思路

天下代码一大抄, 抄来抄去有提高, 看你会抄不会抄！

一、前言

隔壁老李又在喷我了: "完犊子了，小编这绝对是为了骗粉丝，而水的一篇文章，到了第二篇竟然还没有开始写代码，又是一篇纯概念文章"。

我也想写代码，但是在没有讲清楚思路之前，一定不要上来就蛮干，不然就毫无设计可言了。小编向各位观众老爷保证，下一篇文章绝对上代码。

本篇文章非常重要，这是我们本系列文章中的重中之重，本篇文章的主要内容就是设计我们自己的通信协议及架构，可以这样说如果没有了本篇文章的内容，就不可能实现RPC。因为RPC的最基本要求就是能实现远程通信。本篇文章是讲述通信层的设计思路，下一篇就是实战的编写。(ps: 其实下一篇比较好写，因为代码我早就写完了嘻嘻，而这一篇竟然酝酿了一周还写的...不忍直视)

二、目标

本篇文章主要会围绕以下三方面展开叙述，希望在通读全篇后，大家都能在脑子中形成对这三个方面的认识，因为下面的三个方面是通信层搭建的主要指导思想。

1. 设计我们自己的通信协议
2. 确定我们的通信层的架构
3. 确定我们的工程结构

2.1 为什么我们要设计自己的通信协议呢?

上一篇我们也说了，实现RPC可以基于http也可以基于tcp。他们各有各的好处，如果是基于http其实我们的挑战就相对比较小一些，因为实现http的协议已经是在太多了，我们只用通过代理进行层层封装即可，而我们之所以要自己实现通信协议就是。

作为Java程序猿还是要对底层通信协议的具体实现有点了解的。如果不了解的话也没关系，你只要知道他是二进制数据就可以了。我们一步一步通过代码编写将二进制数据转换成我们Java语言能够认识的数据就好了。如果这个过程你学会了，那么一通百通，http如何实现的其实大概也能知道猜到一点。

2.2 为什么要讲通信层的架构？

怎么理解架构？

作为一个有经验的开发者，都会清楚，我们写代码就如同写文章。好的代码一定是思路清晰的，思路清晰的代码耦合性一定是很少的。我们举一个例子，最近大环境不好，大厂裁员较多，很多小伙伴都要面试吧，就举一个面试的问题，通过这个例子来解释下什么是架构。

• 面试官说: 同学做一下自我介绍吧。

首先我们不能懵啊，如果懵了就说明没有头绪了，这样就容易讲乱，没有头绪在开发过程中的体现就是代码写的杂乱。比如你在介绍家乡的时候突然穿插了一下爱好，而在讲爱好的时候，又穿插的讲了一下家乡。这样就会导致主题不分明，听者会感觉会乱。所以这里我们就需要 单一职责。首先定义清楚你的讲话的结构，然后每个结构点就一个职责。

如下我们设计的面试架构是这些点:

姓名，家乡，大学，专业，兴趣爱好，单位职称 .

下面我们只用实现每个点的内容(主题清晰)，最终将他组装成完成的自我介绍回答;

// 姓名，家乡，大学，专业，兴趣爱好，单位职称 
public interface Introduce{
     // 这是一个介绍类,负责介绍自己
     public void introduce();
}
public class XiaoMing implements Introduce{

     // 将任务进行拆分,拆分的维度是逻辑顺序,然后抽离出方法,抽离的维度是单一职责。
     // 这样的好处是工能化,模块化,便于复用。
     public void introduce(){
         sout("我叫小明");
         // 主题介绍家乡
         introduceHometown();
         // 主题介绍学校
         introduceSchool();
         // 主题介绍专业
         introduceMajor();
         // 主题介绍兴趣爱好
         introduceInterest();
         sout("从业xx年,目前在公司的职称是xxx");
     }
     
    private void introduceHometown(){
         sout("我的老家是河南南阳")
         sout("我的家乡就坐落在河南南阳邓州市")
         sout("邓州市一个美丽的城市,是中国邓姓的发源地")
         sout("邓州也是河南境内人口最多的一个县级城市")
     }
     
     private void introduceSchool(){
         sout("我大学是在河南大学")
         sout("河南大学简称河大，是一所位于中国河南省开封市涵盖文、史、哲、经、管、
         法、理、工、医、农、教育、艺术等12个学科门类的省部共建型综合性公立大学。")
     }
     
     private void introduceMajor(){
         sout("我的专业是计算机与信息工程")
     }
     
     private void introduceInterest(){
         sout("我的个人爱好是写博客、打游戏、做美食、偶会也会跑跑步")
     }
}

有没有发现单一职责的设计，会很大程度提高我们的代码利用率呢? 我们要的就是这个效果，所以我们再开始编码之前，最好提前定义清楚我们的架构是怎么样的。

上面的例子，不知道小编有没有给大家解释清楚，但是总归我们的目的，是要在设计的时候就要明确责任划分，尽可能的单一职责。尽可能的解耦。

要想设计一个好的框架，首先一定要有一个好的架构设计。这一点我们可以直接参考dubbo的设计架构。

上半部分不用看，我们只用看通信层就好了。

• serialize 序列化层，负责将二进制数据转成Java认识的数据类型
• transport 传输层，负责发送和接受数据
• exchange 转换成，通信层和业务逻辑层转换的地方。
• protocol 协议层，告诉serialize用什么协议来encode和decode数据的

所以说，天下代码一大抄，抄来抄去有提高，就看你会抄不会抄了。 我们的设计就主要参考dubbo来了。

2.3 工程结构设计

目前市面上的框架基本上都是自己来定制通信层，而通信层基本也不会单独的提供出去。但是本系列小编希望是通信层和业务能分开。通信层可以做RPC也可以利用通信层去实现消息队列或者是web容器。所以因为这个设计，就要求我们的项目能单独的去发布。所以我们整体的项目结构是由三个部分组成的，如下。

三、核心知识点

3.1 通信层协议定义

什么是协议呢?

其实就是规则，我们按照什么样的方式将二进制数据转换成Java对象。

如下图，我们的一条数据会分为4个部分

1. 第一部分占用一个字节是协议标记，用来标记是http协议还是自定义协议。
2. 第二部分占用一个字节是序列化标记，用来确定我们的真实报文使用什么来进行序列化和反序列化。
3. 第三部分占用四个字节，用来表示数据的字节长度，确定真实报文的长度。
4. 第四部分长度不固定，是真实的传输数据。最终会通过第二部分将这些二进制数据转换成Java对象。

以上就是我们定义的数据解析协议，通过上面的规则将二进制数据，转换成Java对象。

读到这里你有没有一点收获呢?

有没有发现，其实协议的概念，其实很简单，就是一个规则或者说是约定。能让彼此都互相认识的一个约定。

在本系列中，我们会自定义一个协议，同时也会兼容支持http协议。如果感兴趣，就跟着小编一起coding吧。

3.2 通信层架构设计

前面说了，我们是站在巨人的肩膀上的，根据dubbo的设计思路和我们的目标，我们也来画一张图。

我们的最终架构如上图。

包	作用
serialize	序列化协议层,包含了多种序列化协议
codec	数据解码器和编码器的具体实现层
exchange	API交换层,业务层API和通信层API交换数据的地方，负责将业务数据转换成二进制数据发送，也负责将二进制数据转换成业务数据返回
model	基础数据模型
business	提供给开发者用来实现业务的api
api	Fluent 风格的api, 这种风格的好处是不需要记住接下来的步骤和方法

3.3 工程结构

为了符合前面我们定的目标，所以我们要有一个大的工程。

项目名	职责
mojito-net	底层通信模块
mojito-rpc	rpc模块
mojito-spring-boot-starter	springboot自动化配置

由此我们的项目诞生了。下一篇我们就开始手撸代码吧。

.
├── README.md
├── mojito-net
│   ├── pom.xml
│   └── src
│       ├── main
│       │   ├── java
│       │   └── resources
│       └── test
│           └── java
├── mojito-rpc
│   ├── pom.xml
│   └── src
│       ├── main
│       │   ├── java
│       │   └── resources
│       └── test
│           └── java
├── mojito-spring-boot-starter
│   ├── pom.xml
│   └── src
│       ├── main
│       │   ├── java
│       │   └── resources
│       └── test
│           └── java
└── pom.xml