深入理解rmi原理

深入理解rmi原理

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来翻译一篇rmi原理性文章：

成文动机

写这篇文章是出于我个人的经验，我是最近才知道java rmi这个东西的。但是立即我对这部分内容产生了浓厚的兴趣，尤其是 stubs 和skeletons。让我特别的感兴趣的是RMI的设计者设计的这个框架使得rmi客户端感觉就好像在调用本地方法一样，但是实际上是在远程对象上执行的。随着我学习的深入，我开始了解了RMIRegistry和更多的东西。对很多的问题我都很困惑，比如RMIRegistry 真正的角色是什么？他是必须存在的么？stub对象是在哪里创建的？（服务端？客户端？注册中心？），客户端怎么知道服务端监听的端口是哪一个？难道所有的服务端都是使用1099来监听客户端的吗？

这篇文章试图来回答我之前的这些疑惑。我参考了网上很多关于rmi书籍和文章，但是都不能找到这些疑惑的线索，没有人告诉我这些事情都是怎么运转的，每个人都在告诉我怎么写代码，如此而已，没有任何关于底层的工作机制。经过很长时间的研究和实验，我得到了我想要的答案。所以我想分享我的知识，因为还有很多人可能遇到和我同样的疑惑。

这篇文章试图来回答关于RMI原理的几个问题：
1、谁创建了stubs对象，服务器？客户端？注册中心？
2、怎么知道服务器监听的端口是哪一个？
3、注册中心对于RMI系统来说是必须的吗？
4、如果没有注册中心，RMI可以运行吗？

在下面的部分我会详细解答这些问题，如果你想快速得到这些问题的答案，可以直接去看对应的部分，这里我会一步一步的引导你理解rmi中到底发生了什么

首先，请忘记注册中心 ！！

是的，从现在开始忘掉注册中心，假设这玩意从现在开始不存在
最开始的场景大概是这样的：我们有一个server和一个client。server 继承了 java.rmi.server.UnicastRemoteObject。client和server运行在不同的机器上面
现在我们的需求是这样的：client想执行一个在远程机器上server的一个方法。

我们如果做到这一点？java rmi 会处理这些问题，解决方案肯定会涉及到socket网络编程，因为server运行在远程机器上，解决这个问题的关键点在于
1.客户端如何从处理网络连接中解耦开来
2.客户端如何能就像调用本地方法一样来调用远程机器上的方法，因此rmi的开发人员就引入了stub和skeleton模型。

所有与网络相关的代码都放在了stub和skeleton中，这样客户端和服务端就不需要处理网络相关的代码了。stub同样也实现了和服务端同样 java.rmi.Remote接口，这样当client想调用server上方法的时候，就可以调用stub上的相同的方法，但是stub里面只有和网络相关的处理逻辑，并没有对应的业务处理逻辑，比如说server上有一个add方法，stub中同样也有一个add方法，但是stub上的这个add方法并不包含添加的逻辑实现，他仅仅包含如何连接到远程的skeleton、调用方法的详细信息、参数、返回值等等。

所以，目前看来大概是这个样子的：
Client<-->stub<-->[NETWORK]<-->skeleton<-->Server

客户端和stub对话，stub和skeleton对话，skeleton和server对话，server执行真正的方法，然后把结果原路返回，这样看来就有4个独立的部分，也就是说你大概需要4个class了。

在jdk1.2之后，skeleton就被合并到server中了，所以看起来是这个样子滴:
Client<--->stub<--->[NETWORK]<--->Server_with_skeleton

socket 层的详细内容

现在，你可以学习在socket层通信是如何完成了的，这部分非常重要！，这部分内容开始变的有点绕，所以，请特别注意这部分内容。

1.server在远程机器上监听一个端口，这个端口是jvm或者os在运行时随机选择的一个端口。可以说server在远程机器上在这个端口上导出自己。
2.client并不知道server在哪，以及sever监听哪个端口，但是他有stub，stub知道所有这些东西，这样client可以调用stub上他想调用的任何方法。
3.client调用给你stub上的方法
4.stub链接server监听的端口并发送参数，详细过程如下：
a.client连接server监听的端口
b.server收到请求并创建一个socket来处理这个链接
c.server继续监听到来的请求
d.使用双方协定的歇息，传送参数和结果
e.协议可以是JRMP或者 iiop
5.方法在远程server上执行，并发执行结果返回给stub
6.stub返回结果给client，就好像是stub执行了这个方法一样。

所以整个过程就结束了，但是等一下！回头再看第2点，说stub知道server在哪，他监听的端口，这怎么么可能？如果client不知道server的host和port，他怎么能创建一个知道所有这一切的stub对象呢？更何况是在服务端端口是随机选择的

启动的窘境

这是在很多现实生活中最大的问题之一。解决方案在于我们如何通知client这些server端的细节。RMI的设计者们有应对启动问题的应急措施，那就是RMIRegistry 存在的必要了。RMIRegistry 可以认为是一个服务，它提供了一个hashmap，里面是 public_name, Stub_object 名值对。比如我有一个远程服务对象叫做 Scientific_Calculator，然后我想把这个服务对外公布为 calc，这样会在server上创建一个stub对象，燃火把他注册到RMIRegistry ，这样client就可以从RMIRegistry 中得到这个stub对象了，你可以使用一个工具类 java.rmi.Naming 来方便的操作注册和操作。

用一个栗子来说明整个过程

考虑一个计算的应用，它有一个add的方法，你想把这个方法对外发布成一个远程对象，远程接口叫做Calc



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这就是所有的类，编译这些类得到class，使用RMI 编译器生成stub的class，使用.keep选项得到源代码。



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Source code for CalcImpl_Stub.java:



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现在看一个这个生成的stub源代码，注意到他的构造参数需要个RemoteRef类型的对象，这个对象从哪里获取呢？继续下面看。
下面先运行程序：
开2个console



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然后就可以看到结果：7！！！
这里到底是怎么搞得？

我会给你看这个背后到底发生了什么
1.首先RMIRegistry 运行在server端，RMIRegistry 自身也是一个远程对象。有一点需要注意的是：所有的远程对象（继承了UnicastRemoteObject对象）都会在sever上任意的端口导出自己，因为RMIRegistry 也是一个远程对象，他也在server上导出自己，只是这个端口是广为人知的1099，“广为人知”的意思是所有的client都知道这个端口

2.服务端运行在server上，在UnicastRemoteObject构造函数里面，他把自己导出在server上一个任意端口上，这个端口client是不知道的

3.当你调用Naming.rebind()的时候，会传入一个CalcImpl 的引用（这里叫做 c）作为第2个参数，Naming 就会构造一个stub对象，详细如下：
a.Naming会使用getClass来获取类的名字，这里就是CalcImpl
b.加上后缀_Stub 变成了 CalcImpl _Stub
c.加载CalcImpl_Stub.class到虚拟机中
d.从c中获取RemoteRef 对象



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e.就是这个ref对象中封装了服务端细节，包括服务端的hostname、port
f.获取了RemoteRef 对象之后，就可以构造stub对象了。
g.传递stud对象到RMIRegistry中进行绑定，即（publicname,stub）
f.RMIRegistry 中内部使用一个hashmap来存储（publicname,stub）

4.当客户端使用 Naming.lookup()的时候，会传入public name 作为参数，RMIRegistry 就会返回stub给客户端调用

RMIRegistry 是必须的吗？

No，RMIRegistry 起到的作用只是为了方便client获取到stub对象，如果还有其他的方法让client拿到stub就不需要RMIRegistry 了，因为client一旦拿到了stub就不需要RMIRegistry 了

直接在client new一个stub对象不就可以了？

No，stub构造函数中需要一个RemoteRef 对象，这个对象只能在server端获取。