每日扫盲（一）：java的rmi

JAVA RMI 原理和使用浅析

本地对象调用

我们先看看本地对象方法的调用：

ObjectClass objectA = new ObjectClass(); 
String retn = objectA.Method();

但是想想，如果objectA对象在JVM a上；而我们的程序在JVM b上，而且想访问JVM a上的objectA对象方法，如何做呢？对于JVM b上的应用程序来说，是不知道JVM a上创建的ObjectClass实例对象名称是什么，因为这次我创建的实例对象可能是objectA，下次我程序一改，我创建的实例对象又叫objectB了，另外，我创没创建ObjectClass实例对象，JVM b上应用程序又怎么知道呢？

RMI就解决了这个问题。

工作原理

方法调用从客户对象经占位程序（Stub)、远程引用层(Remote Reference Layer)和传输层（Transport Layer）向下，传递给主机，然后再次经传输层，向上穿过远程调用层和骨干网（Skeleton），到达服务器对象。占位程序扮演着远程服务器对象的代理的角色，使该对象可被客户激活。远程引用层处理语义、管理单一或多重对象的通信，决定调用是应发往一个服务器还是多个。传输层管理实际的连接，并且追踪可以接受方法调用的远程对象。服务器端的骨干网完成对服务器对象实际的方法调用，并获取返回值。返回值向下经远程引用层、服务器端的传输层传递回客户端，再向上经传输层和远程调用层返回。最后，占位程序获得返回值。
要完成以上步骤需要有以下几个步骤：
1、生成一个远程接口
2、实现远程对象(服务器端程序)
3、生成占位程序和骨干网(服务器端程序)
4、编写服务器程序
5、编写客户程序
6、注册远程对象
7、启动远程对象

由于有RMI系统的支持，我们写RMI应用程序时只需要继承相关类，实现相关接口就可以了。也就是说，我们只需要定义接口、接口实现、客户端程序和服务端程序就可以了。

上图中的stub和skeleton代理都是在服务端程序中由RMI系统动态生成，服务端程序只需要继承java.rmi.server.UnicastRemoteObject类。

那么上图中的RMI Service（RMI registry）是怎么回事呢？

先卖个关子：

可以说，RMI由3个部分构成，第一个是RMIService即JDK提供的一个可以独立运行的程序（bin目录下的rmiregistry），第二个是RMIServer即我们自己编写的一个java项目，这个项目对外提供服务。第三个是RMIClient即我们自己编写的另外一个java项目，这个项目远程使用RMIServer提供的服务。
首先，RMIService必须先启动并开始监听对应的端口。
其次，RMIServer将自己提供的服务的实现类注册到RMIService上，并指定一个访问的路径（或者说名称）供RMIClient使用。
最后，RMIClient使用事先知道（或和RMIServer约定好）的路径（或名称）到RMIService上去寻找这个服务，并使用这个服务在本地的接口调用服务的具体方法。
通俗的讲完了再稍微技术的讲下：
首先，在一个JVM中启动rmiregistry服务，启动时可以指定服务监听的端口，也可以使用默认的端口。
其次，RMIServer在本地先实例化一个提供服务的实现类，然后通过RMI提供的Naming，Context，Registry等类的bind或rebind方法将刚才实例化好的实现类注册到RMIService上并对外暴露一个名称。
最后，RMIClient通过本地的接口和一个已知的名称（即RMIServer暴露出的名称）再使用RMI提供的Naming，Context，Registry等类的lookup方法从RMIService那拿到实现类。这样虽然本地没有这个类的实现类，但所有的方法都在接口里了，想怎么调就怎么调吧。
值得注意的是理论上讲RMIService，RMIServer，RMIClient可以部署到3个不同的JVM中，这个时候的执行的顺序是RMIService---RMIServer—RMIClient。另外也可以由RMIServer来启动RMIService这时候执行的顺序是RMIServer—RMIService—RMIClient。

实际应用中很少有单独提供一个RMIService服务器，开发的时候可以使用Registry类在RMIServer中启动RMIService。

RMI远程调用步骤
RMI的交互图：

RMI由3个部分构成，第一个是rmiregistry（JDK提供的一个可以独立运行的程序，在bin目录下），第二个是server端的程序，对外提供远程对象，第三个是client端的程序，想要调用远程对象的方法。
首先，先启动rmiregistry服务，启动时可以指定服务监听的端口，也可以使用默认的端口（1099）。
其次，server端在本地先实例化一个提供服务的实现类，然后通过RMI提供的Naming/Context/Registry（下面实例用的Registry）等类的bind或rebind方法将刚才实例化好的实现类注册到rmiregistry上并对外暴露一个名称。
最后，client端通过本地的接口和一个已知的名称（即rmiregistry暴露出的名称）再使用RMI提供的Naming/Context/Registry等类的lookup方法从RMIService那拿到实现类。这样虽然本地没有这个类的实现类，但所有的方法都在接口里了，便可以实现远程调用对象的方法了。

存根和骨干网的具体通信过程：

方法调用从客户对象经存根（stub）、远程引用层（Remote Reference Layer）和传输层（Transport Layer）向下，传递给主机，然后再次经传输层，向上穿过远程调用层和骨干网（Skeleton），到达服务器对象。
存根扮演着远程服务器对象的代理的角色，使该对象可被客户激活。
远程引用层处理语义、管理单一或多重对象的通信，决定调用是应发往一个服务器还是多个。
传输层管理实际的连接，并且追踪可以接受方法调用的远程对象。
骨干网完成对服务器对象实际的方法调用，并获取返回值。
返回值向下经远程引用层、服务器端的传输层传递回客户端，再向上经传输层和远程调用层返回。最后，存根获得返回值。

JAVA RMI简单示例

本示例是client端调用server端远程对象的加减法方法，具体步骤为：

1. 定义一个远程接口(这个是存在于server端的类)

import java.rmi.Remote;
import java.rmi.RemoteException;

/**
 * 必须继承Remote接口。
 * 所有参数和返回类型必须序列化(因为要网络传输)。
 * 任意远程对象都必须实现此接口。
 * 只有远程接口中指定的方法可以被调用。
 */
public interface IRemoteMath extends Remote {

　　    // 所有方法必须抛出RemoteException
    public double add(double a, double b) throws RemoteException;
    public double subtract(double a, double b) throws RemoteException;
    
}

2、远程接口实现类（存在于服务器端计算机的类)

import java.rmi.RemoteException;
import java.rmi.server.UnicastRemoteObject;
import remote.IRemoteMath;

/**
 * 服务器端实现远程接口。
 * 必须继承UnicastRemoteObject，以允许JVM创建远程的存根/代理。
 */
public class RemoteMath extends UnicastRemoteObject implements IRemoteMath {

    private int numberOfComputations;
    
    protected RemoteMath() throws RemoteException {
        numberOfComputations = 0;
    }
    
    @Override
    public double add(double a, double b) throws RemoteException {
        numberOfComputations++;
        System.out.println("Number of computations performed so far = " 
                + numberOfComputations);
        return (a+b);
    }

    @Override
    public double subtract(double a, double b) throws RemoteException {
        numberOfComputations++;
        System.out.println("Number of computations performed so far = " 
                + numberOfComputations);
        return (a-b);
    }

}

3、服务器端）（存在于服务器端计算机上）

import java.rmi.registry.LocateRegistry;
import java.rmi.registry.Registry;
import remote.IRemoteMath;

/**
 * 创建RemoteMath类的实例并在rmiregistry中注册。
 */
public class RMIServer {

    public static void main(String[] args)  {
        
        try {
            // 注册远程对象,向客户端提供远程对象服务。
            // 远程对象是在远程服务上创建的，你无法确切地知道远程服务器上的对象的名称，
            // 但是,将远程对象注册到RMI Registry之后,
            // 客户端就可以通过RMI Registry请求到该远程服务对象的stub，
            // 利用stub代理就可以访问远程服务对象了。
            IRemoteMath remoteMath = new RemoteMath();  
            LocateRegistry.createRegistry(1099);    
            Registry registry = LocateRegistry.getRegistry();
            registry.bind("Compute", remoteMath);
            System.out.println("Math server ready");
            // 如果不想再让该对象被继续调用，使用下面一行
            // UnicastRemoteObject.unexportObject(remoteMath, false);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }        
        
    }
    
}

4. 客户端（存在于客户端计算机上）

import java.rmi.registry.LocateRegistry;
import java.rmi.registry.Registry;
import remote.IRemoteMath;

public class MathClient {

    public static void main(String[] args) {
        
        try { 
            // 如果RMI Registry就在本地机器上，URL就是:rmi://localhost:1099/hello
            // 否则，URL就是：rmi://RMIService_IP:1099/hello
            Registry registry = LocateRegistry.getRegistry("localhost");        
            // 从Registry中检索远程对象的存根/代理
            IRemoteMath remoteMath = (IRemoteMath)registry.lookup("Compute");
            // 调用远程对象的方法
            double addResult = remoteMath.add(5.0, 3.0);
            System.out.println("5.0 + 3.0 = " + addResult);
            double subResult = remoteMath.subtract(5.0, 3.0);
            System.out.println("5.0 - 3.0 = " + subResult);            
        }catch(Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
                
    }
    
}