SparkRPC源码分析之RPC管道与消息类型

SparkRPC源码分析之RPC管道与消息类型
我们前面看过了netty基础知识扫盲，那我们应该明白，ChannelHandler这个组件内为channel的各种事件提供了处理逻辑，也就是主要业务逻辑写在该组建内。Spark的RPC也不会例外，因此我们看一下Spark的Handler怎么调用的。在TransPortClientFactory初始化客户端之前有一条代码为TransportChannelHandler clientHandler = context.initializePipeline(ch);这里的context定义的地方为private final TransportContext context;也就时我们接下来看TransoprtContext类的方法，代码如下

public TransportChannelHandler initializePipeline(SocketChannel channel) {
return initializePipeline(channel, rpcHandler);
}
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可以看到这里的initializePipeline调用了另一个initializePipeline方法，它的代码如下

public TransportChannelHandler initializePipeline(
SocketChannel channel,
RpcHandler channelRpcHandler) {
try {
TransportChannelHandler channelHandler = createChannelHandler(channel, channelRpcHandler);
channel.pipeline()
.addLast("encoder", ENCODER)
.addLast(TransportFrameDecoder.HANDLER_NAME, NettyUtils.createFrameDecoder())
.addLast("decoder", DECODER)
.addLast("idleStateHandler", new IdleStateHandler(0, 0, conf.connectionTimeoutMs() / 1000))
// NOTE: Chunks are currently guaranteed to be returned in the order of request, but this
// would require more logic to guarantee if this were not part of the same event loop.
.addLast("handler", channelHandler);
return channelHandler;
} catch (RuntimeException e) {
logger.error("Error while initializing Netty pipeline", e);
throw e;
}
}
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这里面和我们前面netty基础知识扫盲里面做的内容很类似，就是给pipeline启动添加了一些Handler处理逻辑
通过addLast添加的Handler会被依次执行顺序或倒序，那么我们就来依次看一些他的Handler都干了什么。

addLast(“encoder”, ENCODER)
服务器端用来编码服务器到客户端响应的编码器。通过调用消息的encode()方法对其进行编码。对于非数据消息，将添加一个ByteBuf到“out”，其中包含总帧长度、消息类型和消息本身。在ChunkFetchSuccess的情况下，我们还将与数据对应的ManagedBuffer添加到“Out”，以便启用零拷贝传输。一般会出现的消息类型如下

0 ChunkFetchRequest;
1 ChunkFetchSuccess;
2 ChunkFetchFailure;
3 RpcRequest;
4 RpcResponse;
5 RpcFailure;
6 StreamRequest;
7 StreamResponse;
8 StreamFailure;
9 OneWayMessage;
1 UploadStream;
-1 User
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.addLast(TransportFrameDecoder.HANDLER_NAME, NettyUtils.createFrameDecoder())
- 一种允许截取原始数据的定制帧解码器。
- 类似于Netty的帧解码器(具有符合此库需要的硬编码参数)但是不同的是它在封装成帧之前允许去装拦截器直接去读取数据
- 与Netty的帧解码器不同，每个帧在解码后立即被发送给子处理程序，而不是尽可能多地放入当前缓冲区一次性发出去。这允许子处理程序在需要时安装拦截器。
- 如果安装了拦截器，则停止封装成帧，数据将直接输入拦截器，当拦截器指示它不需要读取任何更多数据时,封装恢复

.addLast(“decoder”, DECODER)
客户端用来解码服务器到客户端响应的解码器。消息类型和加密端一样不再重复写了

.addLast(“idleStateHandler”, new IdleStateHandler(0, 0, conf.connectionTimeoutMs() / 1000))
在服务器和客户端之间一定时间内没有数据交互时, 即处于 idle【空闲】 状态时, 客户端或服务器会发送一个特殊的数据包给对方, 当接收方收到这个数据报文后, 也立即发送一个特殊的数据报文, 回应发送方, 此即一个 PING-PONG 交互，确保TCP连接有效

.addLast(“handler”, channelHandler);

channelHandler的创建代码如下

TransportChannelHandler channelHandler = createChannelHandler(channel, channelRpcHandler);
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createChannelHandler代码如下

private TransportChannelHandler createChannelHandler(Channel channel, RpcHandler rpcHandler) {
TransportResponseHandler responseHandler = new TransportResponseHandler(channel);
TransportClient client = new TransportClient(channel, responseHandler);
TransportRequestHandler requestHandler = new TransportRequestHandler(channel, client,
rpcHandler, conf.maxChunksBeingTransferred());
return new TransportChannelHandler(client, responseHandler, requestHandler,
conf.connectionTimeoutMs(), closeIdleConnections);
}
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值得注意的一点，我们可以看到这里面有客户端的初始化new TransportClient(channel, responseHandler);也许大家会有疑惑，我们前面才看了代码TransportClientFactory中有初始化TransportClient的代码，怎么这里也有呢？

这里分析一下TransportClientFactory中创建TransportClient时的情况，可以看到代码如下

final AtomicReference<TransportClient> clientRef = new AtomicReference<>();
final AtomicReference<Channel> channelRef = new AtomicReference<>();
bootstrap.handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
@Override
public void initChannel(SocketChannel ch) {
TransportChannelHandler clientHandler = context.initializePipeline(ch);
clientRef.set(clientHandler.getClient());
channelRef.set(ch);
}
});
…… 省略掉一部分代码
TransportClient client = clientRef.get();
…… 省略掉一部分代码
return client;
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可以看到这里的客户端与其说时创建不如说是获取，从clientHandler中获取，这么看来，客户端真正的创建的地方是在new关键字出现的地方，也就是这里，而TransportClientFactory中的创建不过是从这边取到的而已。

接着看TransportChannelHandler这个类到底为何方神圣？

从类图上可以看出来，这个类实现了ChannelInboundHandler接口，那么这个接口是干什么的呢？

ChannelInboundHandler是一个netty的组件，它是一个常用的Handler。这个Handler的作用就是处理接收到数据时的事件，我们的业务逻辑一般就是写在这个Handler里面。

这个TransportChannelHandler的处理业务逻辑是什么呢？看下面代码可知它重写了channelRead方法

@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object request) throws Exception {
if (request instanceof RequestMessage) {
requestHandler.handle((RequestMessage) request);
} else if (request instanceof ResponseMessage) {
responseHandler.handle((ResponseMessage) request);
} else {
ctx.fireChannelRead(request);
}
}
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这里它主要判断请求是什么类型的数据，根据类型交给TransportResponseHandler或者TransportRequestHandler的对象去处理。

这里可以看出无论是TransportRequestHandler还是TransportResponseHandler都是继承于MessageHandler抽象类。
那么我们就来看一下MessageHandler，看一下他的方法发现上面调用的handle方法都是来自于重写该类的方法.

public abstract class MessageHandler<T extends Message> {
//处理单个消息的接收。
public abstract void handle(T message) throws Exception;
//当MessageHandler所在的通道处于活动状态时调用
public abstract void channelActive();
//在通道上捕获异常时调用
public abstract void exceptionCaught(Throwable cause);
//当MessageHandler所在的通道处于非活动状态时调用
public abstract void channelInactive();
}
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那么我们先看TransportRequestHandler重写的handle方法

@Override
public void handle(RequestMessage request) {
if (request instanceof ChunkFetchRequest) {
processFetchRequest((ChunkFetchRequest) request);
} else if (request instanceof RpcRequest) {
processRpcRequest((RpcRequest) request);
} else if (request instanceof OneWayMessage) {
processOneWayMessage((OneWayMessage) request);
} else if (request instanceof StreamRequest) {
processStreamRequest((StreamRequest) request);
} else if (request instanceof UploadStream) {
processStreamUpload((UploadStream) request);
} else {
throw new IllegalArgumentException("Unknown request type: " + request);
}
}
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可以看出，在这里用了if-else逻辑判断消息的类型，然后再交给相应的方法去处理。那么一共有多少消息呢？它都可以处理什么消息呢？请看类图

那么现在再看一下TransportResponseHandler它复写的handle方法逻辑如下

@Override
public void handle(ResponseMessage message) throws Exception {
if (message instanceof ChunkFetchSuccess) {
ChunkFetchSuccess resp = (ChunkFetchSuccess) message;
ChunkReceivedCallback listener = outstandingFetches.get(resp.streamChunkId);
if (listener == null) {
logger.warn("Ignoring response for block {} from {} since it is not outstanding",
resp.streamChunkId, getRemoteAddress(channel));
resp.body().release();
} else {
outstandingFetches.remove(resp.streamChunkId);
listener.onSuccess(resp.streamChunkId.chunkIndex, resp.body());
resp.body().release();
}
} else if (message instanceof ChunkFetchFailure) {
ChunkFetchFailure resp = (ChunkFetchFailure) message;
ChunkReceivedCallback listener = outstandingFetches.get(resp.streamChunkId);
if (listener == null) {
logger.warn("Ignoring response for block {} from {} ({}) since it is not outstanding",
resp.streamChunkId, getRemoteAddress(channel), resp.errorString);
} else {
outstandingFetches.remove(resp.streamChunkId);
listener.onFailure(resp.streamChunkId.chunkIndex, new ChunkFetchFailureException(
"Failure while fetching " + resp.streamChunkId + ": " + resp.errorString));
}
} else if (message instanceof RpcResponse) {
RpcResponse resp = (RpcResponse) message;
RpcResponseCallback listener = outstandingRpcs.get(resp.requestId);
if (listener == null) {
logger.warn("Ignoring response for RPC {} from {} ({} bytes) since it is not outstanding",
resp.requestId, getRemoteAddress(channel), resp.body().size());
} else {
outstandingRpcs.remove(resp.requestId);
try {
listener.onSuccess(resp.body().nioByteBuffer());
} finally {
resp.body().release();
}
}
} else if (message instanceof RpcFailure) {
RpcFailure resp = (RpcFailure) message;
RpcResponseCallback listener = outstandingRpcs.get(resp.requestId);
if (listener == null) {
logger.warn("Ignoring response for RPC {} from {} ({}) since it is not outstanding",
resp.requestId, getRemoteAddress(channel), resp.errorString);
} else {
outstandingRpcs.remove(resp.requestId);
listener.onFailure(new RuntimeException(resp.errorString));
}
} else if (message instanceof StreamResponse) {
StreamResponse resp = (StreamResponse) message;
Pair<String, StreamCallback> entry = streamCallbacks.poll();
if (entry != null) {
StreamCallback callback = entry.getValue();
if (resp.byteCount > 0) {
StreamInterceptor<ResponseMessage> interceptor = new StreamInterceptor<>(
this, resp.streamId, resp.byteCount, callback);
try {
TransportFrameDecoder frameDecoder = (TransportFrameDecoder)
channel.pipeline().get(TransportFrameDecoder.HANDLER_NAME);
frameDecoder.setInterceptor(interceptor);
streamActive = true;
} catch (Exception e) {
logger.error("Error installing stream handler.", e);
deactivateStream();
}
} else {
try {
callback.onComplete(resp.streamId);
} catch (Exception e) {
logger.warn("Error in stream handler onComplete().", e);
}
}
} else {
logger.error("Could not find callback for StreamResponse.");
}
} else if (message instanceof StreamFailure) {
StreamFailure resp = (StreamFailure) message;
Pair<String, StreamCallback> entry = streamCallbacks.poll();
if (entry != null) {
StreamCallback callback = entry.getValue();
try {
callback.onFailure(resp.streamId, new RuntimeException(resp.error));
} catch (IOException ioe) {
logger.warn("Error in stream failure handler.", ioe);
}
} else {
logger.warn("Stream failure with unknown callback: {}", resp.error);
}
} else {
throw new IllegalStateException("Unknown response type: " + message.type());
}
}

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详细代码暂且不管，大体可以看出也是使用if-else逻辑判断消息的类型，然后分别进行处理。那么我么来看一些这里的消息。
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