RabbitMQ文档翻译六(JAVA).远程过程调用(RPC)

第二个教程中,我们学习了如何使用工作队列在多个工作人员之间分配耗时的任务。
但是如果我们需要在远程计算机上运行一个函数并等待结果呢?好吧,那是另一回事了。这种模式通常称为远程过程调用或RPC。

在本教程中,我们将使用RabbitMQ构建一个RPC系统:一个客户端和一个可伸缩的RPC服务器。由于我们没有任何值得分发的耗时任务,我们将创建一个返回Fibonacci数的虚拟RPC服务。

客户端接口

为了说明如何使用RPC服务,我们将创建一个简单的客户端类。它将暴露一个名为call的方法,该方法发送一个RPC请求并阻塞,直到收到响应:

FibonacciRpcClient fibonacciRpc = new FibonacciRpcClient();
String result = fibonacciRpc.call("4");
System.out.println( "fib(4) is " + result);

关于RPC的一点注记
虽然RPC在计算中是一种非常常见的模式,但它经常受到批评。当程序员不知道一个函数调用是本地调用还是一个缓慢的RPC时,问题就出现了。这样的混乱会导致系统不可预测,并为调试增加不必要的复杂性。误用RPC不但不能简化软件,反而会导致无法维护的意大利面代码。

牢记这一点,请考虑以下建议:

  • 确定哪个函数调用是本地的,哪个是远程的。
  • 记录好系统文档。明确组件之间的依赖关系。
  • 容错。当RPC服务器长时间关闭时,客户端应该如何反应?

有疑问时避免RPC。如果可以,您应该使用异步管道,而不是像RPC那样的阻塞,结果被异步地推送到下一个计算阶段。

回调队列

一般来说,在RabbitMQ上执行RPC是很容易的。客户端发送请求消息,服务器用响应消息进行响应。为了接收响应,我们需要将“回调”队列地址与请求一起发送。我们可以使用默认队列(在Java客户端中是独占的)。让我们试试:

callbackQueueName = channel.queueDeclare().getQueue();

BasicProperties props = new BasicProperties
                            .Builder()
                            .replyTo(callbackQueueName)
                            .build();

channel.basicPublish("", "rpc_queue", props, message.getBytes());

// ... then code to read a response message from the callback_queue ...

消息属性
AMQP 0-9-1协议预先定义了一组14个属性,这些属性与消息一起使用。除以下情况外,大多数属性很少使用:

  • deliveryMode:将消息标记为持久(值为2)或临时(任何其他值)。您可能记得第二个教程中的这个属性。
  • contentType:用于描述编码的mime-type. 例如,对于经常使用的JSON编码,最好将此属性设置为:application/JSON。
  • replyTo:通常用于命名回调队列。
  • correlationId:用于将RPC响应与请求关联起来。

我们需要新的导入:

import com.rabbitmq.client.AMQP.BasicProperties;

关联Id

在上面介绍的方法中,我们建议为每个RPC请求创建一个回调队列。这相当低效,但幸运的是有一个更好的方法-让我们为每个客户端创建一个回调队列。
这引发了一个新问题,在该队列中接收到响应后,不清楚该响应属于哪个请求。此时将使用correlationId属性。我们将为每个请求设置一个唯一的值。稍后,当我们在回调队列中收到消息时,我们将查看此属性,并基于该属性,我们将能够将响应与请求相匹配。如果我们看到一个未知的correlationId值,我们可以安全地丢弃该消息-它不属于我们的请求。
您可能会问,为什么我们应该忽略回调队列中的未知消息,而不是因为错误而失败?这是由于服务器端可能存在争用情况。虽然不太可能,但是RPC服务器有可能在向我们发送应答之后,但在发送请求的确认消息之前死亡。如果发生这种情况,重新启动的RPC服务器将再次处理该请求。这就是为什么在客户机上我们必须优雅地处理重复的响应,RPC在理想情况下应该是幂等的。

总结

在这里插入图片描述

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我们的RPC将这样工作:

  • 对于一个RPC请求,客户机发送一个包含两个属性的消息:replyTo,它被设置为只为请求创建的匿名独占队列,correlationId为每个请求设置了一个唯一的值。
  • 请求被发送到rpc_queue队列。
  • RPC工作线程(又名:服务器)正在等待该队列上的请求。当一个请求出现时,它执行该任务,并使用replyTo字段中的队列将结果发送回客户机。
  • 客户机等待应答队列上的数据。当消息出现时,它检查correlationId属性。如果它与请求中的值匹配,则将响应返回给应用程序。

把他们放在一起

斐波纳契任务:

private static int fib(int n) {
    
    
    if (n == 0) return 0;
    if (n == 1) return 1;
    return fib(n-1) + fib(n-2);
}

我们声明了fibonacci函数。它假设只有有效的正整数输入。(不要指望这个方法能处理大数据,而且它可能是最慢的递归实现)。
我们的RPC服务器的代码可以在这里找到:RPCServer.java.

服务器代码相当简单:

  • 像往常一样,我们从建立连接、通道和声明队列开始。
  • 我们可能需要运行多个服务器进程。为了在多个服务器上平均分配负载,我们需要在channel.basicQos中设置prefetchCount.
  • 我们使用basicConsume来访问队列,在basicConsume方法的参数中中我们以一个对象(DeliverCallback)的形式提供一个回调,该对象将执行工作并将响应发回。

我们的RPC客户端的代码可以在这里找到:RPCClient.java.
客户端代码稍微更复杂一些:

  • 我们建立了连接和通道。
  • 我们的call方法产生实际的RPC请求。
  • 在这里,我们首先生成一个唯一的correlationId号并保存它-我们的消费者回调将使用这个值来匹配适当的响应。
  • 然后,我们为应答创建一个专用的独占队列并订阅它。
  • 接下来,我们发布请求消息,包含两个属性:replyTo和correlationId。
  • 在这一点上,我们可以坐下来,等待正确的响应到来。
  • 因为我们的消费者交付处理是在一个单独的线程中进行的,所以在响应到达之前,我们需要一些东西来挂起主线程。使用BlockingQueue是一种可能的解决方案。这里我们创建的ArrayBlockingQueue的容量设置为1,因为我们只需要等待一个响应。
  • 消费者正在做一个非常简单的工作,对于每个被消费的响应消息,它都会检查correlationId是否就是我们要查找的那个。如果是这样,它将响应放入BlockingQueue。
  • 同时,主线程正在等待从BlockingQueue获取响应。
  • 最后,我们将响应返回给用户。

向客户发出请求:

RPCClient fibonacciRpc = new RPCClient();

System.out.println(" [x] Requesting fib(30)");
String response = fibonacciRpc.call("30");
System.out.println(" [.] Got '" + response + "'");

fibonacciRpc.close();

像往常一样编译并设置类路径(参见教程一):

javac -cp $CP RPCClient.java RPCServer.java

我们的RPC服务现在准备好了。我们可以启动服务器:

java -cp $CP RPCServer
# => [x] Awaiting RPC requests

要请求fibonacci数列,请运行客户端:

java -cp $CP RPCClient
# => [x] Requesting fib(30)

这里介绍的设计并不是RPC服务的唯一可能实现,但它有一些重要的优点:

  • 如果RPC服务器太慢,您可以通过运行另一个服务器来扩展。尝试在新控制台中运行第二个RPCServer。
  • 在客户端,RPC只需要发送和接收一条消息。不需要像queueDeclare这样的同步调用。因此,RPC客户机只需要为单个RPC请求进行一次网络往返。

我们的代码仍然非常简单,不试图解决更复杂(但很重要)的问题,例如:

  • 如果没有服务器在运行,客户机应该如何反应?
  • 客户端应该为RPC设置某种超时吗?
  • 如果服务器发生故障并引发异常,是否应将其转发给客户端?
  • 在处理之前防止无效的传入消息(如检查边界、类型)。

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转载自blog.csdn.net/u013041642/article/details/106665495