web中远程对象调用怎么理解

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要说“远程对象”，必先说“远程调用”，也就是RPC。比较著名的RPC框架有，最近很火的gRPC，也就是Google开源的RPC。另外还有Facebook开源的Thrift等等……我厂内部也有很多RPC框架，琳琅满目不暇接。Java在JDK里面也支持RMI（Remote Method Invoke: 远程方法请求）功能，也可以视为一种RPC，但实际上这个更像我们现在要讨论的“远程对象调用”。

在诸多的RPC中，我们都基本认为是通过网络，对运行在另外一个进程（或者电脑）里的某个函数，发起一次调用请求。既然是一次函数调用，那么我们自然要传入参数，然后期望获得返回值。在这个过程中，我们往往只需要输入：函数名+参数，RPC就能找到一个远程的进程，去执行对应的函数，然后传入目标参数。在这个过程里，执行这个函数的进程，会被认为是无状态的，所有的输出，都仅与输入的参数有关，除非有一部分状态是记录在数据库（持久化设备）上的。因此，计算的过程（算法），和计算的数据，实际上分离的，这些计算所需的数据，要么来源于参数，要么是数据库设备。而被请求的函数，以及装载这个函数的容器——进程，是不保证任何的状态维护能力的。

而“远程对象调用”，正是在“状态”这个环节上，和RPC不同——它是由框架去保证某种状态的。当我们发起一个远程对象调用的时候，是需要首先“找到”一个远程对象，然后再发起“方法”（成员函数）调用。这和RPC就产生了两个明显的区别：

1. 我们需要用某种手段定位到对象，而不是仅仅用一个函数名。对象是一个更复杂的远程概念，因为有可能同属于一个类（class），而存在多个状态一致或不一致的对象，在远程的机器上存在。我们就不能仅仅通过一个固定的路由标志（比如类名）去找一个这样的对象。远程对象的路由方式成为不同“远程对象调用”框架之间的一个显著区别。

2. 我们并不需要把所有的数据，在每次请求时都通过参数发给远程对象，因为对于同一个远程对象来说，它是可以包含大量过程状态的。我们只要找到正确的远程对象，就能获得之前操作所造成的结果状态。有远程对象往往是生存在进程的内存中，所以对于访问自己的状态数据，会非常快速，这对于有延迟压力的程序来说，是非常有用的。

   

所以，远程对象调用，最大的特点，就是数据和计算是合并在一起的——这很好的提高了使用面向对象编程的便利性，也大大降低了远程调用中因为数据拉取产生的延迟。

远程对象的优点：DB压力、易用性

在传统的“请求-响应”为基础的分布式服务器中，最常见的数据系统是：接入-逻辑-缓存-数据库 这样一个四层结构。为了让承担计算压力的“逻辑”模块能分布到不同的进程上，我们往往会把“逻辑”模块做成“无状态”的，这样我们就可以随意的启动、停止任何一个逻辑模块的进程，而不需要担心因此丢失用户数据。但是这样做，逻辑模块是轻松了，承担状态存储的“缓存-数据库”哥俩压力就大了。因为每一个数据操作，都需要去从他们这里读取数据，然后再回写结果（如果有数据修改操作的话）。

一个客户端程序，想要访问一个EJB对象，一般需要使用一个叫做JNDI的API，来具体连接到EJB对象上。JNDI的全称是Java Naming and Directory Inerface，基本等于我们常说的名字、目录服务接口。Java通过一套API规范，来统一各种目录服务器的使用方法。所有的J2EE容器，都必须提供一个JNDI服务，而客户端程序则通过使用J2EE容器提供的JNDI来访问容器内的EJB对象。JNDI的使用方法，基本上就是输入一个字符串，然后API会返回给你一个对象。在J2EE的环境里，这个对象就是EJB对象的Home接口对象（对应远程EJB对象的一个映像，也叫桩对象）。代码类似：

Context ctx = new InitialContext(env);
Object ejbHome = ctx.lookup(“java:comp/env/ejb/HelloBean”);
HelloHome empHome = (HelloHome) PortableRemoteObject.narrow (ejbHome,  HelloHome.class);

输入lookup()函数的字符串，是用户可以自己定义的任何内容，只要在对应的EJB容器里面登记了这个对应关系即可。从这个代码我们可以看到，如果EJB想要做容灾、负载均衡等功能，是完全可以通过ctx.lookup()这个接口来实现的。另外，远程对象的Home接口（桩代码）是需要预先部署在客户端测，在上面的例子里是HelloHome.class这个类。而EJB对象的这个Home接口类，是由EJB工具，自动通过来源的EJB对象类定义生成的。对比CORBA，Thrift等技术，EJB可以直接用.java源代码代替IDL定义，然后自动生成桩代码，这确实是简便很多。

EJB规范把远程对象定义为三种：无状态会话Bean，有状态会话Bean，消息驱动Bean。这意味着EJB容器对于EJB对象的生命周期是有管理的。其中无状态会话Bean和消息驱动Bean的声明周期是类似的，都是来一个请求（消息驱动的意思是每来一个JMS消息），就可能new一个Bean对象。当然也可能不是每次请求都新建对象，总之容器不保证会保持Bean对象的生存周期，这样容器可以根据负载压力，灵活的管理众多的Bean对象。而最特别的是“有状态会话Bean”，容器会根据客户端的会话状态（和客户端的context对象对应），来保持Bean对象，也就是说，每个客户端context对应一个有状态Bean。如果你用这个客户端context，发起多次lookup()查找，访问的那个EJB对象都将会是同一个。这对于需要保持登录状态的服务，就非常方便了。客户无需自己去维持一个远程对象的生命周期，而能得到状态保存的功能。

最后说说EJB的部署配置，以前的EJB容器部署异常复杂。除了需要写一个继承于特定基类的业务JAVA类外，还要配置很多细节。而EJB3.0之后，通过JAVA注解功能（Annotation），这些配置都可以和源代码写到一起，而业务JAVA类也无需集成特定的接口和类型，可以是任何一个普通的类（POJO），只是需要加上一些特定的注释即可。EJB容器提供工具对这些加了EJB注释的JAVA类进行处理，一方面把这个JAVA类自动部署到容器中，另一方面生成客户端的Home接口类文件，供用户发布（拷贝）到需要使用的客户方服务器上去。而一些EJB容器（如Weblogic）还提供了Eclipse（IDE）的图形界面工具，让整个过程几乎都不在需要编写额外的配置和命令行操作。

2.MS WCF

WCF全称Windows Communication Foundation，是微软发布的用于构建面向服务的应用程序框架。这套框架的底层是Windows的COM+技术，而编程接口则更多的使用C#语言/VB语言和.Net平台。这和EJB有一定的类似，差别就是WCF中的远程对象，不需要一个像JVM那样的虚拟机，而是结合在WINDOWS操作系统里。

无独有偶，WCF的远程接口定义，也是直接使用C#/VB代码，加上类似注解的“特性”（Attribute）功能注释，标注在一个定义好的接口（Interface）上来组成的。具体的业务实现类，只要“实现”定义的这个接口就可以了，和一个普通的类没有任何差别。和EJB的差别是，我们还是需要写一段XML配置，把这个远程对象的接口和查找字符串，注册到万能的IIS服务器里面。一旦注册完成，就可以通过URL：http://xx.xx.xx.xx/servicesname/service.svc这样的字符串去访问了。同时，如果客户端想要访问这个远程对象，则需要使用svcuitl.exe这个工具，输入刚刚注册的那个URL，就可以生成对应的客户端桩代码库。客户端可以直接new这个新建立的桩类型对象，然后直接调用其方法，就和调用本地对象的方法一样。

// Create a client.
CalculatorClient client = new CalculatorClient();

// Call the Add service operation.
double value1 = 100.00D;
double value2 = 15.99D;
double result = client.Add(value1, value2);
Console.WriteLine("Add({0},{1}) = {2}", value1, value2, result);

当然，如果你想连接不同的服务器，还是有机会的，一位内生成的客户端代码，会使用一个配置文件。在里面可以修改远程服务器的地址（还是那个注册的URL）。

你除了可以通过IIS来提供WCF的远程对象服务外，还可以自己写一个单独的程序，通过定义main()来完全的控制这些远程对象，从而提供服务。另外，WCF除了通过URL直接对应一个远程对象外，还可以通过编写“路由服务”，来对同一个URL的远程对象调用进行灵活的路由。虽然WCF没有提供类似EJB的远程对象生命周期管理功能，但是你完全可以通过WCF的服务API和路由服务，来自己编码实现任何形式的远程对象生命周期管理。

3.IBM RMI-IIOP

IBM公司的RMI-IIOP服务，是以JAVA技术为基础的，但是又不同于EJB的另外一套远程对象技术。这套技术更接近于以JAVA为基础实现的CORBA体系。这个技术的使用标准的JAVA RMI接口（RMIInterface）作为远程对象的接口，使用JAVA的序列化、反序列化能力作为编码能力。然后自己写一个main()函数，建立一个org.omg.CORBA.ORB对象来构造一个远程服务器。而客户端则是通过一个字符串来定位想要访问的远程对象。这个字符串类似：corbaloc:iiop:1.2@localhost:8080/OurLittleClient 。我们可以看到这里面有IP和端口，还有一个编写服务器远程对象时注册的字符串OurlLittleClient。我们通过rmic –iiop Server这样的命令行部署远程对象，然后用start java Server启动服务器，用start java Client启动客户机。这些命名，都是包含在IBM Developer Kit for Java technology v1.3.1里面的。我们可以发现，RMI-IIOP是一个更加原始的远程对象方案，基本上就是一个CORBA的API实现的组合。使用起来有点繁琐，但是好处是不需要学习和部署复杂的容器服务，可以完全自己编码去实现一套远程对象服务。这里没有限定你使用什么方法去定位查找远程对象，也没有限定你怎么管理远程对象的生命周期，一切都由开发者自己去编写实现。

小结

在对象定位的选择上，通过字符串查找已经是标准，而复杂的自定义路由也可以隐藏在这个查找操作下面。远程对象的生命周期管理，实际上是对服务器资源的管理，除了EJB有容器支持以外，其他的方案都比较少提供这样的能力，说明这一块是比较困难的。服务器部署方面，可以让用户以API自己写main()去构建服务器，提供了极大的灵活性。

远程对象的挑战：生命周期管理、数据一致性

通过上面的分析，我们可以发现，远程对象的生命周期管理，是一个比较重大且复杂的课题。我们要保证这样的生命周期管理程序，能有一个通用的策略，来保持各种业务情况下的服务器资源稳定，是比较困难的。而且在分布式系统的情况下，为了负载均衡，还要把同样类型的远程对象，部署到不同的进程上，这就引入了一个新的问题：数据一致性。

远程对象的生命周期，除了占用服务器的内存资源外，还会占用记录其地址的路由空间，检查维护生命周期的CPU运算时间。如果我们提供自动化的对象生命周期管理，势必就需要在客户使用的时候，提供这方面的教育，以及防止客户使用错误、过载等情况下对象管理失效的防御性策略。所以即便是EJB容器，也仅仅提供了非常简单的生命周期管理策略：会话状态、无状态这两种。

对于一般的互联网应用，只有EJB这两种生命周期管理的远程对象，基本上是够用的。因为一般的互联网应用，大部分数据都是持久化数据，需要读写数据库。临时状态数据一般来说不多，主要是用户登录后的产生的一些过程数据，有一个“会话（Session）”类型的生命周期就足够了。但是，如果我们的业务是网络游戏，那么这么简单的生命周期就是完全不够的，因为游戏中有大量的临时状态，比如组队的状态，玩家所在房间的状态，关卡副本的状态等等。这些临时状态，都是需要我们通过业务逻辑代码，来控制和管理所对应的对象生命周期的。所以一个适合游戏的远程对象系统，需要提供让客户端程序来选择，“新建/初始化”和“销毁”远程对象的能力。

在对远程对象进行管理的时候，我们常常会用到一种叫“对象池”的技术，使用这种技术避免频繁的新建和销毁对象。但是如果这些对象的是带状态的，那么我们的“池”就必须带索引，并且对象也必须有一个key。同时我们的对象还需要有一个“reset”的重置方法，用来让对象回归到初始化状态。

在分布式的系统下，我们的对象池因为是分别存放在不同的机器上，所以其一致性的维护往往是比较困难的。但是，我们可以把这个问题，转换成构建一个“分布式对象池”的问题。假如每个对象池，都按KEY的某个规律，如一致性哈希，存放不同的对象。那么只要在远程调用发起的时候，也就是通过lookup()查找远程对象的时候，把请求导向到对象所在进程，那么就能很方便的从本地进程对象池中获得对象。远程对象的“定位”和“一致性”在查找对象这个环节结合起来，是一个非常好的想法。这样能让远程状态对象的使用进一步简化，用户完全无需关心远程对象在什么地方，又能快速的访问到正确的对象。

[扩容下的远程对象迁移]

当分布式的对象容器出现部分进程故障，或者需要动态扩容的时候，只要我们针对对象查找的数据做某种程度的数据搬迁，或者缓存清理，就能很容易的实现对象的重新分布。如果对象同时能够支持持久化，那么这种数据搬迁，只需要简单的让对象写入持久化。然后在新的机器上，通过缓存建立的策略，从持久化设备读取出对象即可。

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