small-rpc 2.0:基于 Netty + Hessian 的轻量级 RPC 框架

small-rpc 是我写的一款高性能、轻量级、高度可扩展的 Java RPC 框架,定位是深入理解分布式 RPC 内核原理。2.0 版本完成了一次全面的模块化重构与现代微服务治理升级,目前已经发布到 Maven Central(io.github.upowerman:small-rpc-spring-boot-starter),Java 8+ 即可使用。

为什么要造这个轮子

市面上的 RPC 框架(Dubbo、gRPC 等)功能完善,但正因为太完善,想弄清楚「一次远程调用到底发生了什么」反而要穿透层层封装。small-rpc 的目标就是把这个过程拆开摆在桌面上:微内核、清晰的模块边界、每个机制都能单独读懂。它适合用来学习分布式网络编程、RPC 通信协议与服务治理机制,也适合在此基础上做二次定制。

整体架构:1 个微内核 + 7 个扩展模块

工程按职责拆成 8 个子模块,由父 POM 统一管理依赖。核心层 rpc-core 只依赖 slf4j-api,对网络协议与序列化零依赖:

• rpc-core — 微内核抽象:SPI 机制、Invocation / Invoker、Filter 链、LoadBalancer、Registry 抽象与缓存降级;
• rpc-transport-netty — 自研二进制协议帧(Magic 0x5352)编解码、Netty 4 通信引擎、Hessian 序列化;
• rpc-registry-local / rpc-registry-zookeeper / rpc-registry-redis — 三种开箱即用的注册中心;
• small-rpc-spring 与 small-rpc-spring-boot-starter — Spring 集成与自动装配;
• rpc-examples — 端到端示例工程(接口 / 提供方 / 消费端)。

设计亮点

1. 自研工业级 SPI

扩展点文件统一放在 META-INF/small-rpc/<接口全限定名>,支持:

• @Spi("defaultName") 声明默认实现,比如 LoadBalancer 默认 random;
• @SpiInject 字段依赖注入,内置同线程环依赖检测,成环立即大声失败;
• @Adaptive("key") 动态自适应代理,按 Invocation 的 attachments 动态路由,未传时平滑回退默认扩展;
• 多 ClassLoader 环境下按 (name, FQCN) 幂等去重,扩展名相同但类名不同则严格报错。

内置扩展点包括 Registry(local / zookeeper / redis)、LoadBalancer(random / roundrobin)、Serializer(hessian)、Filter(trace)。

2. 订阅-推送的注册中心 + 本地缓存无损降级

1.x 每次调用都同步去注册中心拉取实例列表,2.0 彻底改成事件驱动的订阅-推送模型:注册中心状态变化时异步回调,推送全量不可变实例快照。消费端调用只读本地 ConcurrentHashMap 缓存,不与注册中心产生任何同步网络等待。

由此换来一个关键承诺:注册中心故障无损降级——网络分区、抖动甚至注册中心全量停机时,本地缓存冻结保留,已有服务调用完全不受影响;注册中心恢复后推送管道自动重连,缓存即时刷新。ZooKeeper 实现用 Curator 5.6 临时节点 + 真实推送,Redis 实现用 Set 注册表 + 轮询差量比对推送,还带「存活租约键」判定,连 kill -9 这类被动退出也能自动摘除。

3. 优雅停机与容错

Failover 集群重试、全链路 Trace 上下文、Spring Boot 优雅下线与自动注销:Provider 在 Spring 上下文销毁或收到 SIGTERM 时自动 unregister,干净摘除节点。

快速上手

引入 starter(默认内置 Local 直连注册中心,零外部依赖开箱即用):

<dependency>
    <groupId>io.github.upowerman</groupId>
    <artifactId>small-rpc-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>2.1.1</version>
</dependency>

提供方只需在实现类上标 @RpcService:

@Service
@RpcService
public class HelloServiceImpl implements HelloService {
    @Override
    public HelloDTO hello(String name) {
        return new HelloDTO(name, "hello world");
    }
}

消费方用 @RpcReference 注入远程代理:

@RestController
public class HelloController {
    @RpcReference
    private HelloService helloService;

    @GetMapping("/rpc2/hello")
    public HelloDTO hello(@RequestParam("name") String name) {
        return helloService.hello(name);
    }
}

集群部署时把注册中心换成 ZooKeeper 或 Redis 即可,负载均衡默认 random,可切 roundrobin;还支持 @RpcReference(address = "...") 注解级点对点直连,适合调试与金丝雀灰度验证。

高可用是怎么验证的

示例工程提供了三个可以亲手复现的场景:

1. 多实例负载均衡与宕机摘除:起两台 Provider,连续调用观察流量均摊;kill -9 其中一台,等 ZooKeeper 会话超时后所有调用 100% 平滑转移到存活实例;
2. 注册中心停机无损降级:集群运行中直接 docker stop zookeeper,调用依然正常返回——消费端靠本地冻结快照继续服务;恢复后自动重连刷新;
3. Redis 注册中心:优雅下线自动注销(Set SREM),被动退出靠租约过期在下一个轮询周期自动摘除。

写在最后

small-rpc 是一个学习与研究定位的项目,专注于把核心机制呈现得足够清晰、工程规范足够完整。如果你也想搞懂 RPC 的内核——协议帧怎么编解码、注册中心怎么推送、降级怎么做到无损——欢迎 star、提 issue,或者直接读源码:

github.com/upowerman/small-rpc