Java RMI技术详解与案例分析

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Java RMI(Remote Method Invocation)是一种允许Java虚拟机之间进行通信和交互的技术。它使得远程Java对象能够像当地对象一样被访问和操纵,从而简化了分布式应用程序的开发。一些应用依然会使用 RMI 来实现通信和交互,本日的内容我们来聊聊 RMI 的那些事儿。
一、先来相识一下概念

RMI原理

RMI的基本思想是远程方法调用。客户端调用远程方法时,实际上是发送一个调用请求到服务器,由服务器实行该方法,并将效果返回给客户端。RMI通过存根(Stub)和骨架(Skeleton)类来实现远程调用,存根位于客户端,而骨架位于服务器端。
RMI组件


  • 远程接口:必须继承自java.rmi.Remote接口,并声明抛出RemoteException。
  • 远程对象:实现了远程接口的类。
  • RMI服务器:提供远程对象,并处理客户端的调用请求。
  • RMI客户端:发起远程方法调用请求。
  • 注册服务(Registry):提供服务注册与获取,类似于目次服务。
数据通报

RMI使用Java序列化机制来通报数据。客户端将方法参数序列化后通过网络发送给服务器,服务器反序列化参数并实行远程方法,然后将效果序列化回传给客户端。
RMI案例

以下是一个简单的RMI案例,包罗服务器和客户端的实现思路,下文V 将再用代码来表明:
服务器端


  • 实现一个远程接口,例如PersonController,包含一个远程方法queryName。
  • 创建该接口的具体实现类PersonControllerImpl,并在其中实现远程方法。
  • 在服务器的main方法中,实例化远程对象,创建RMI注册表,并使用Naming.rebind将远程对象绑定到指定名称。
客户端


  • 通过Naming.lookup方法,使用RMI注册表提供的名称获取远程对象的存根。
  • 调用存根上的方法,就像调用当地方法一样,实际上是在调用服务器上的远程方法。
RMI的局限性


  • 语言限定:RMI是Java特有的技术,不能直接用于非Java应用程序。
  • 安全性问题:RMI的序列化机制可能带来安全风险,不建议将1099端口暴露在公网上。
  • 性能和扩展性:RMI的性能受网络延迟和带宽影响,且在高并发情况下可能面临扩展性限定。
RMI的应用场景

RMI适用于需要Java程序之间进行远程通信的场景,如分布式银行系统、游戏服务器、股票买卖业务系统和网上商城等。接下来一起看一个简单的案例使用吧。
二、案例使用

先来搞一个简单的Java RMI服务器端和客户端的实现案例。这个案例中,服务器端将提供一个名为HelloWorld的远程服务,客户端将调用这个服务并打印返回的问候语。
服务器端实现


  • 定义远程接口
    服务器和客户端都需要这个接口。它必须继承自java.rmi.Remote接口,并且所有远程方法都要声明抛出RemoteException。
  1. import java.rmi.Remote;
  2. import java.rmi.RemoteException;
  3. public interface HelloWorld extends Remote {
  4.     String sayHello() throws RemoteException;
  5. }
复制代码

  • 实现远程接口
    创建一个实现了上述接口的类,并实现远程方法。
  1. import java.rmi.server.UnicastRemoteObject;
  2. import java.rmi.RemoteException;
  3. public class HelloWorldImpl extends UnicastRemoteObject implements HelloWorld {
  4.     protected HelloWorldImpl() throws RemoteException {
  5.         super();
  6.     }
  7.     @Override
  8.     public String sayHello() throws RemoteException {
  9.         return "Hello, World!";
  10.     }
  11. }
复制代码

  • 设置RMI服务器
    创建一个主类来设置RMI服务器,绑定远程对象到RMI注册表。
  1. import java.rmi.Naming;
  2. import java.rmi.RemoteException;
  3. import java.rmi.registry.LocateRegistry;
  4. public class HelloWorldServer {
  5.     public static void main(String[] args) {
  6.         try {
  7.             // 创建远程对象
  8.             HelloWorld helloWorld = new HelloWorldImpl();
  9.             // 获取RMI注册表的引用,并在指定端口上创建或获取注册表实例
  10.             LocateRegistry.createRegistry(1099);
  11.             // 将远程对象绑定到RMI注册表中,客户端可以通过这个名字访问远程对象
  12.             Naming.bind("rmi://localhost/HelloWorld", helloWorld);
  13.             System.out.println("HelloWorld RMI object bound");
  14.         } catch (Exception e) {
  15.             System.err.println("Server exception: " + e.toString());
  16.             e.printStackTrace();
  17.         }
  18.     }
  19. }
复制代码
客户端实现


  • 调用远程服务
    客户端使用RMI注册表的名字来查找远程对象,并调用其方法。
  1. import java.rmi.Naming;
  2. import java.rmi.RemoteException;
  3. public class HelloWorldClient {
  4.     public static void main(String[] args) {
  5.         try {
  6.             // 使用RMI注册表的名字查找远程对象
  7.             HelloWorld helloWorld = (HelloWorld) Naming.lookup("rmi://localhost/HelloWorld");
  8.             // 调用远程方法
  9.             String response = helloWorld.sayHello();
  10.             System.out.println("Response: " + response);
  11.         } catch (Exception e) {
  12.             System.err.println("Client exception: " + e.toString());
  13.             e.printStackTrace();
  14.         }
  15.     }
  16. }
复制代码
来详细表明吧


  • 远程接口 (HelloWorld): 这是服务器和客户端之间通信的协议。它定义了可以被远程调用的方法。
  • 远程对象实现 (HelloWorldImpl): 这是远程接口的一个实现。RMI调用实际上会调用这个实现中的方法。
  • 服务器 (HelloWorldServer): 负责创建远程对象的实例,并将这个实例绑定到RMI注册表中。如许客户端就可以通过注册表的名字来访问这个对象。
  • 客户端 (HelloWorldClient): 使用RMI注册表的名字来查找服务器上的远程对象,并调用其方法。
接下来就可以编译所有类文件,运行服务器端程序,确保RMI注册表已经启动(在某些Java版本中会自动启动),再运行客户端程序,搞定。注意一下哈,由于RMI使用Java序列化机制,因此客户端和服务器的类路径必须一致或兼容。
三、RMI 在分布式银行系统中的应用

接下来V哥要先容业务场景下的应用了,拿在分布式银行系统中来说,我们可以使用RMI来实现不同银行分行之间的通信,例如,实现账户信息的查询、转账等操纵。以下是一个简化的示例,其中包罗两个基本操纵:查询账户余额和实行转账,按步骤一步一步来吧。
步骤1: 定义远程接口

首先,定义一个远程接口BankService,它将被各个分行实现以提供银行服务。
  1. import java.rmi.Remote;
  2. import java.rmi.RemoteException;
  3. public interface BankService extends Remote {
  4.     double getAccountBalance(String accountNumber) throws RemoteException;
  5.     boolean transferFunds(String fromAccount, String toAccount, double amount) throws RemoteException;
  6. }
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步骤2: 实现远程接口

接下来,实现这个接口来创建远程对象,这个对象将提供实际的银行服务。
  1. import java.rmi.server.UnicastRemoteObject;
  2. import java.rmi.RemoteException;
  3. import java.util.HashMap;
  4. import java.util.Map;
  5. public class BankServiceImpl extends UnicastRemoteObject implements BankService {
  6.     private Map<String, Double> accounts = new HashMap<>();
  7.     protected BankServiceImpl() throws RemoteException {
  8.         super();
  9.         // 初始化一些账户信息
  10.         accounts.put("123456789", 5000.00);
  11.         accounts.put("987654321", 1000.00);
  12.     }
  13.     @Override
  14.     public double getAccountBalance(String accountNumber) throws RemoteException {
  15.         return accounts.getOrDefault(accountNumber, 0.00);
  16.     }
  17.     @Override
  18.     public boolean transferFunds(String fromAccount, String toAccount, double amount) throws RemoteException {
  19.         if (accounts.containsKey(fromAccount) && accounts.get(fromAccount) >= amount) {
  20.             accounts.put(fromAccount, accounts.get(fromAccount) - amount);
  21.             accounts.merge(toAccount, amount, Double::sum);
  22.             return true;
  23.         }
  24.         return false;
  25.     }
  26. }
复制代码
步骤3: 设置RMI服务器

服务器端将创建BankService的远程对象实例,并将其绑定到RMI注册表中。
  1. import java.rmi.Naming;
  2. import java.rmi.RemoteException;
  3. import java.rmi.registry.LocateRegistry;
  4. public class BankServer {
  5.     public static void main(String[] args) {
  6.         try {
  7.             LocateRegistry.createRegistry(1099); // 创建RMI注册表
  8.             BankService bankService = new BankServiceImpl();
  9.             Naming.rebind("//localhost/BankService", bankService); // 绑定远程对象
  10.             System.out.println("BankService is ready for use.");
  11.         } catch (Exception e) {
  12.             System.err.println("Server exception: " + e.toString());
  13.             e.printStackTrace();
  14.         }
  15.     }
  16. }
复制代码
步骤4: 实现RMI客户端

客户端将使用RMI注册表的名字来查找远程对象,并调用其方法。
  1. import java.rmi.Naming;
  2. import java.rmi.NotBoundException;
  3. import java.rmi.RemoteException;
  4. public class BankClient {
  5.     public static void main(String[] args) {
  6.         try {
  7.             BankService bankService = (BankService) Naming.lookup("//localhost/BankService");
  8.             System.out.println("Account balance: " + bankService.getAccountBalance("123456789"));
  9.             
  10.             // 执行转账操作
  11.             boolean isTransferSuccess = bankService.transferFunds("123456789", "987654321", 200.00);
  12.             if (isTransferSuccess) {
  13.                 System.out.println("Transfer successful.");
  14.             } else {
  15.                 System.out.println("Transfer failed.");
  16.             }
  17.             
  18.             // 再次查询余额
  19.             System.out.println("New account balance: " + bankService.getAccountBalance("123456789"));
  20.         } catch (RemoteException | NotBoundException e) {
  21.             System.err.println("Client exception: " + e.toString());
  22.             e.printStackTrace();
  23.         }
  24.     }
  25. }
复制代码
来详细表明一下


  • 远程接口 (BankService): 定义了两个方法:getAccountBalance用于查询账户余额,transferFunds用于实行转账操纵。
  • 远程对象实现 (BankServiceImpl): 实现了BankService接口。它使用一个HashMap来模拟账户和余额信息。
  • 服务器 (BankServer): 设置了RMI服务器,将BankService的实现绑定到RMI注册表中,供客户端访问。
  • 客户端 (BankClient): 查找RMI注册表中的BankService服务,并调用其方法来查询余额和实行转账。
撸完代码后,编译所有类文件,运行服务器端程序BankServer,再运行客户端程序BankClient,测试效果吧。
末了

末了V哥要提醒一下,在实际的银行系统中,当然还需要思量安全性、事务性、持久性以及错误处理等多方面的因素,RMI的网络通信也需要在安全的网络情况下进行,以防止数据泄露或被篡改。你在应用中是怎么使用 RMI 的,欢迎关注威哥爱编程,一起交换一下哈。

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