RPC框架之Thrift分析

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一、简介

1、Thrift是Facebook开发的跨语言的RPC服务框架。随后贡献给Apache开源组织。成为RPC服务的主流框架。

2、特点：

 优点：

      跨语言，支持java、c/c++、python等多种编程语言

      IDL定义接口函数和数据类型

      支持二进制传输，效率高

      支持多种工作模型，单线程模型、线程池模型、非阻塞模型

 

 缺点：

      文档不多

      各版本不兼容，升级不方便

二、分析

Thrift分为服务端（server）和客户端（Client）两个对应的部分。代码分层设计，分为Transport（传输层）、Protocol（协议层）、Processor（处理层）和Server（服务层）。

1、主要的处理流程：

各部分类图：

传输层

TTransport：客户端传输层抽象基础类，主要方法：read、write、flush、open、close。read、write方法为核心

TSocket 与 TNonBlockingSocket：分别是基于BIO和NIO客户端传输类。 TSocket持有Socket，设置输入输出流使用1K的BufferedStream，

TNonBlockingSocket持有SocketChannel，read和write方法里的byte会每次被wrap成一个ByteBuffer。

TServerSocket 与 TNonBlockingServerSocket：分别是基于BIO和NIO服务端传输类。TServerSocket持有ServerSocket，TNonBlockingServerSocket持有ServerSocketChannel。

TFramedTransport与TFastFramedTransport：将数据封装Frame(帧)实现的， TFastFramedTransport效率内存使用率高，使用了自动扩展长度的buffer

TZlibTransport：读取时按1K为单位将数据读出并调用JDK的zip函数进行解压再放到Buffer，写入时，在flush时先zip再写入。

TSaslClientTransport与TSaslServerTransport：提供SSL校验

协议层：

1)IDL 定义支持类型：

   基本类型: i16，i32，i64, double, boolean，byte，byte[], String。

   容器类型: List，Set，Map，TList/TSet/TMap类包含其元素的类型与元素的总个数。

   Struct类型：即面向对象的Class，继承于TBase。TStruct类有Name属性，还含有一系列的Field。TField类有自己的Name，类型，顺序id属性。

   Exception类型：Struct，继承于TException这个checked exception。

   Enum类型：传输时是个i32。

   Message类型：封装往返的RPC消息。TMessage类包含Name，类型(请求，返回，异常，ONEWAY)与seqId属性。

2) 类分析：

TProtocol：基础抽象类，拥有对IDL定义支持类型read和write方法，对于结构类型先readxxBegin()(或writexxBegin()),结束时调用readxxEnd() (或readxxEnd())方法。

TBinaryProtocol：二进制流传输协议类，把各类型转换成byte数组，交给TTransport传输。

TCompactProtocol：压缩方法二进制协议类，将Integer按照ZigZag

TTupleProtocol：继承TCompactProtocol，Struct使用时更省空间

TJSONProtocol：Json格式协议类，将数据封装成Json格式，再转为byte数组交给传输层。

TSimpleJSONProtocol：Json格式协议类，但只支持写的功能。

TProtocolFactory：TProtocol的工厂基础类，每个TProtocol实现类均有一个工厂实现。

Server层

TServer ：基础抽象类，实际上类似一个容器，持有TProcessor、TTransport、TProtocol的工厂对象，AbstractServerArgs作为参数抽象类，提供一个serve()方法,用于启动服务，stop()方法停止服务。

TSimpleServer :单线程阻塞式服务，只用于做测试的简单服务类。

TNonblockingServer：支持非阻塞单线程服务模型，基于NIO的Select实现。

THsHaServer：继承TNonblockingServer。单线程处理I/O,线程池请求的处理。

TThreadedSelectorServer： 继承AbstractNonblockingServer。维持两个线程池，一个线程池处理I/O,另一个线程池处理请求。  TThreadPoolServer：专门的线程接受请求并交给线程池处理，完成后线程池连接释放。请求处理线程和I/O线程为同一线程。阻塞式线程池模型。

以上五种模型参见：

https://github.com/m1ch1/mapkeeper/wiki/Thrift-Java-Servers-Compared

http://blog.youkuaiyun.com/houjixin/article/details/42779915

Processer层

TProcessor：基础接口，抽象方法process(TProtocol in, TProtocol out)

TBaseProcessor ：基础抽象类，持有processMap对象，key为方法名标示，value为方法（ProcessFunction的实例），实现TProcessor的方法process，in.readMessageBegin()拿到传过来的方法名，如果存在则准备交给具体业务类执行，否则抛出无效方法的异常。

Processor：IDL生成，实现TProcessor接口并继承TBaseProcessor类。

TAsyncProcessor：异步处理接口，抽象方法process(final AsyncFrameBuffer fb) TBaseAsyncProcessor：异步处理抽象类，持有processMap对象，key为方法名标示，value为方法（AsyncProcessFunction的实例），实现TAsyncProcessor的方法process(final AsyncFrameBuffer fb)，AsyncProcessFunction的getResultHandler方法拿到一个AsyncMethodCallback，带执行start方法后通过sendResponse方法返回。 AsyncProcessor 由IDL生成，实现TAsyncProcessor接口并继承TAsyncProcessor类。

TProcessorFactory： 构建 TProcessor的工厂类

总结

Thrift代码分析，可以借鉴和学习的方面：

1、代码分层设计，Thrift分传输层、协议层、处理层、服务层四个层设计，上层只依赖下层，方便扩展和维护。 2、基于接口编程和多用抽象工厂设计，每层之间都有一个核心的接口，各个实体初始化基本是使用工厂设计模式，降低耦合。

3、基于BIO和NIO，满足不同情景，便于性能调优。

转载于:https://my.oschina.net/caiz/blog/667352