hadoop中RPC小析

1.什么是RPC



   RPC（Remote Procedure Call Protocol）——远程过程调用协议，它是一种通过网络从远程计算机程序上请求服务，而不需要了解底层网络技术的协议。这句话概括的，虽然正确，不过却略显得冗余，如果要用一句话来概括RPC是什么的话，那RPC就是在一台机子上调用另外一台机子上的方法，得到想要的结果的过程。



2.RPC的作用



   在hadoop中，消息的传递分为两类：控制消息和数据消息。前者包括DataNode定期向NameNode发送心跳，得到要执行的命令。这个过程就是用RPC实现的，即，在DataNode上调用NameNode上的方法，得到想要的结果。


3.RPC的数据

   那么这么看来，RPC也不过就是两台电脑间的信息通信。如果要调用另一台电脑上的方法，同时要能得到记过的话，那么至少必须具备以下条件：1.通信，2.需要调用的方法信息(包括类名，方法名，方法参数)，3.调用的结果。



   那么，这么看来，首先要实现的，就是能够将传入信息(比如方法参数类)、传出信息(结果参数)能够实现在网络上的传输。hadoop中对此定义为：基本数据类型和String能直接传输，而类的话，就要实现Wirtable接口才行。

public class MyWritable implements Writable {      

    // Some data           

    private int counter;      

    private long timestamp;      

     

    public void write(DataOutput out) throws IOException {      

        out.writeInt(counter);      

        out.writeLong(timestamp);      

    }      

         

    public void readFields(DataInput in) throws IOException {      

        counter = in.readInt();      

        timestamp = in.readLong();      

    }      

     

    public static MyWritable read(DataInput in) throws IOException {      

        MyWritable w = new MyWritable();      

        w.readFields(in);      

        return w;      

    }      

}

(代码来自《hadoop源码分析》)

4.RPC的过程

   那么，传输数据的过程呢？RPC是通信，而通讯的模式就是服务器/客户机,在hadoop中，NameNode充当服务器，而DataNode这充当客户机。在通讯时，首先要实现通讯协议的制定，hadoop中是使用的org.apache.hadoop.ipc.VersionedProtocol这个接口。所有要在服务器上实现的协议都要继承这个接口(RPC中的协议是以方法为基础的，可以看做是传输的是方法信息)。而在服务器上需要实现这个接口，而客户机只要保留对应接口信息就可以了。

接口定义如下：其中，getString即为要在服务器上调用的方法

public interface Datanode2NamenodeProtocil extends VersionedProtocol{  
    public static final long versionID = 19L;  
    public String getString();  
}  

然后，服务器端要继承并实现这个接口，并且创建一个server类,(hadoop中为org.apache.hadoop.ipc.Server)，等待并接受要处理信息。

而客户机端就简单了，只要具有协议接口(如：Datanode2NamenodeProtocil )，而不用指定其实现，在hadoop中是使用org.apache.hadoop.ipc.RPC类的waitForProxy方法，得到对应的代理类，而调用时，就是能够通过得打的代理类，将信息发送的服务器上，然后将接受到的结果在进行序列化，就Over了。

5.RPC的底层
   上一部分提到了，RPC客户端是实现的动态代理，那么底层呢？先看源码。

waitForProxy方法核心代码如下

 while (true) {
      try {
        return getProxy(protocol, clientVersion, addr, conf);   //这个
      } catch(ConnectException se) {  // namenode has not been started
        LOG.info("Server at " + addr + " not available yet, Zzzzz...");
        ioe = se;
      } catch(SocketTimeoutException te) {  // namenode is busy
        LOG.info("Problem connecting to server: " + addr);
        ioe = te;
      }

继续F3，得到的getProxy核心代码如下

VersionedProtocol proxy =
        (VersionedProtocol) Proxy.newProxyInstance(
            protocol.getClassLoader(), new Class[] { protocol },
            new Invoker(protocol, addr, ticket, conf, factory));

可见，此处使用的是动态代理，而代理处理类为Invoker，继续F3，查看Invoker。

Invoker中的Invoke方法如下:

 public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
      throws Throwable {
      final boolean logDebug = LOG.isDebugEnabled();
      long startTime = 0;
      if (logDebug) {
        startTime = System.currentTimeMillis();
      }

      ObjectWritable value = (ObjectWritable)
        client.call(new Invocation(method, args), remoteId);
      if (logDebug) {
        long callTime = System.currentTimeMillis() - startTime;
        LOG.debug("Call: " + method.getName() + " " + callTime);
      }
      return value.get();
    }

其核心也就是，ObjectWritable value = (ObjectWritable) client.call(new Invocation(method, args), remoteId);这一句，就是得到一个实现Writeable接口的、通过client(负责通讯、连接服务器)得到的类，然后，将这个结果返回。

继续看，Invoke类中的部分源码如下：

 public Invocation(Method method, Object[] parameters) {
      this.methodName = method.getName();
      this.parameterClasses = method.getParameterTypes();
      this.parameters = parameters;
    }

可见，其中包括方法变量，参数变量。

而它的写入/写出方法：

 public void readFields(DataInput in) throws IOException {
      methodName = UTF8.readString(in);
      parameters = new Object[in.readInt()];
      parameterClasses = new Class[parameters.length];
      ObjectWritable objectWritable = new ObjectWritable();
      for (int i = 0; i < parameters.length; i++) {
        parameters[i] = ObjectWritable.readObject(in, objectWritable, this.conf);
        parameterClasses[i] = objectWritable.getDeclaredClass();
      }
    }

    public void write(DataOutput out) throws IOException {
      UTF8.writeString(out, methodName);
      out.writeInt(parameterClasses.length);
      for (int i = 0; i < parameterClasses.length; i++) {
        ObjectWritable.writeObject(out, parameters[i], parameterClasses[i],
                                   conf);
      }
    }

写入/写出的信息都是关于对应方法信息、参数信息。由此可见，RPC底层通讯时，传递的信息如上所述：为方法/参数信息。