Java RMI原理与使用

简介:
Java RMI 指的是远程方法调用 (Remote Method Invocation)。它是一种机制,能够让在某个 Java 虚拟机上的对象调用另一个 Java 虚拟机中的对象上的方法。

Java RMI概念

在Java中,只要一个类继承了java.rmi.Remote接口,即可成为存在于服务器端的远程对象,供客户端访问并提供一定的服务。JavaDoc描述:Remote 接口用于标识其方法可以从非本地虚拟机上调用的接口。任何远程对象都必须直接或间接实现此接口。只有在“远程接口”(扩展 java.rmi.Remote 的接口)中指定的这些方法才可远程使用。

编写一个RMI的步骤

1. 定义一个远程接口,此接口需要继承Remote
2. 开发远程接口的实现类
3. 创建一个server并把远程对象注册到端口
4. 创建一个client查找远程对象,调用远程方法

一个Hello Word的远程调用实例

定义一个远程接口

编写RMI应用的第一步就是先定义远程接口。远程接口必须继承java.rmi.Remote接口,并且声明自己的远程方法。为了处理远程方法发生的各种异常,每一个远程方法必须抛出一个java.rmi.RemoteException异常。

public interface RemoteHelloWord extends Remote {
  String sayHello() throws RemoteException;
}

这个远程接口只定义了一个远程方法 sayHello(),远程方法在调用的时候有可能失败比如发生网络问题或者server挂掉,此时远程方法会抛出RemoteException异常。

开发接口的实现类

开发接口的实现类,即具体的远程对象,在远程对象中实现远程接口中定义的方法。

public class RemoteHelloWordImpl  implements RemoteHelloWord{
    @Override
    public String sayHello() throws RemoteException {
        return "Hello Word!";
    }
}

创建一个Server并把对象注册到端口

在server端只需要做两件事:

  1. 创建并导出远程对象
  2. Java RMI registry 注册远程对象

下面是一个server端的程序:

public class RMIServer {
public static void main(String[] args) {
    try {
        RemoteHelloWord hello=new RemoteHelloWordImpl();
        RemoteHelloWord stub=(RemoteHelloWord)UnicastRemoteObject.exportObject(hello, 9999);
        LocateRegistry.createRegistry(1099);
        Registry registry=LocateRegistry.getRegistry();
        registry.bind("helloword", stub);
        System.out.println("绑定成功!");
    } catch (RemoteException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (AlreadyBoundException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}
}

关于创建和导出远程对象

RemoteHelloWord stub=(RemoteHelloWord)UnicastRemoteObject.exportObject(new RemoteHelloWordImpl(), 0);

Server端的main方法在创建一个远程对象来提供服务时,此远程对象必须被导出才能被远程调用者调用。静态方法UnicastRemoteObject.exportObject()负责导出我们定义好的远程对象,并用任意一个tcp端口来接收远程方法调用,同时,它还会返回一个存根,这个存根将会发送给client端进行调用。当exportObject()方法被执行后,运行时会在一个新的Server Socket或共享Server Socket上进行监听,来接收对远程对象的远程调用。返回的存根对象和远程对象继承的是同一套remote接口(为了实现代理模式),并且还它还包含了供client端口访问的主机IP和端口信息。

用Java RMI registry注册远程对象

Registry registry=LocateRegistry.getRegistry();
registry.bind( "helloword", stub);

为了使client能够调用远程对象的方法,client必须持有远程对象的存根,为此,Java RMI 提供了registry API 可以允许应用程序把一个名称和远程对象的存根绑定在一起,这样client就可以通过这个绑定的名称很方便的查找到需要调用的远程对象了,在这里可以把registry看做是一个名称服务,实现了工厂模式(提供具体的远程对象)和代理模式(代理server端具体处理client端的请求)。

一旦远程对象在server端导出并注册,client就可以通过绑定的名称获得远程对象的引用,然后调用远程方法。

静态方法Registry registry=LocateRegistry.getRegistry()会返回一个实现了java.rmi.registry.Registry接口的存根,并且在服务器本机的端口(默认是1099)上进行注册,返回的registry存根通过调用bind()方法在registry中把一个字符串名称和远程对象存根绑定在一起。

创建一个client查找远程对象,调用远程方法

public class RMIClient {
  public static void main(String[] args) {
         try {
              Registry registry = LocateRegistry.getRegistry("localhost");
              RemoteHelloWord hello = (RemoteHelloWord) registry.lookup( "helloword");
              String ret = hello.sayHello();
              System. out.println( ret);
        } catch (RemoteException e) {
               e.printStackTrace();
        } catch (NotBoundException e) {
               e.printStackTrace();
        }
  }

}

客户端首先通过LocateRegistry.getRegistry("localhost")方法获得registry的存根,然后再执行registry存根的lookup()方法从服务器registry中获得远程对象的存根,最后客户端在远程对象存根上执行sayHello()方法。整个过程可以描述为:

  • 客户端通过远程对象存根中的IP和端口打开一个服务器连接,并且序列化请求数据
  • 服务器端接收请求并且转发请求到远程对象调用服务方法,并且序列化运行结果发送给客户端
  • 客户端接收数据反序列化,把最终结果返回给调用者

结果测试

启动server,然后在启动client,控制台打印:

Hello Word!

Java RMI中用到的设计模式

Java RMI中用到了经典的工厂模式和代理模式,先介绍下Java RMI应用的一些角色:

  1. server:生产各种远程对象
  2. client:通过命名服务器rmiregistry获取远程对象的存根
  3. rmiregistry:具体处理client与server的交流

下面这幅图演示了整个步骤,下图中先做如下假设:

  • 有两个远程服务接口可供client调用,Factory和Product接口
  • FactoryImpl类实现了Factory接口,ProductImpl类实现了Product接口

这里写图片描述

1. FactoryImpl被注册到了rmiregistry中
2. client端请求一个Factory的引用
3. rmiregistry返回client端一个FactoryImpl的引用
4. client端调用FactoryImpl的远程方法请求一个ProductImpl的远程引用
5. FactoryImpl返回给client端一个ProductImpl引用
6. client通过ProductImpl引用调用远程方法
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