最近在实施微服务化过程中,发现了一类潜在需求(这就是传说中开发者的敏锐嗅觉=_ =?):
如何快速的来进行远程RPC调用,来进行测试、排查问题?
服务调用方式有两种形式,如下图所示。
第一种,传统的方式,服务provider提供SDK,服务consumer在构建环境中引入SDK依赖,并且配置IP:PORT,直连调用。
第二种,改进的方式,服务provider通过平台治理中心来生成SDK,实际就是将API的接口和签名、类定义信息进行统一的schema描述(可以使用proto)后,由平台负责生成SDK,服务consumer可以通过契约schema的方式、或者引入SDK依赖,然后去治理中心订阅服务endpoint的拓扑,来进行调用,这中间的协调者不仅简化了复杂的依赖关系,并且对于依赖的变更,可以有很大的自由度来进行管控。
回到原题,在这种形式下,要发起调用,需要在IDE里或者一些Toolkit来进行,如果是RESTful的HTTP调用,甚至最简陋的可以用wget/curl命令模拟。等等,这么说我要在IDE里专门维护一个project或者专门开发一个toolkit,或者写一个shell脚本?Oh,My god,好像都对快速排查和测试不太友好。
我的一个想法是,能够有个Tab自动提示输入的命令行工具直接调?那这样就舒服多了。
解决方案是,前提是我的微服务是用Java语言开发的,使用Scala自带的REPL来做console,引入服务provider的SDK在Classpath下,然后在命令行中调用,摆脱沉重的IDE和需要大量额外开发的Toolkit以及简陋的linux命令。
先名词解释安利下,
REPL(Read-eval-print-loop):
交互式的命令行,常见于Python/Ruby等语言原生支持,以及Javascript通过浏览器内置工具支持。
Scala:
关键词概括=>兼容Java,类型安全,由JDK编译器作者Martin Odersky创始,函数式编程(FP),OO,优雅的并发模型,较为复杂、灵活的使用方式和高上手门槛的“白领”语言。
DSL:
领域特定语言,最简单通俗的理解,诸如2 days ago返回一个前两天的一个Date对象,这看起来就非常DSL。
自行开发的DSL语法结构大致如下:
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顺畅的读作:微服务(Micro SOA),(可选)在IP:PORT上,
调用XXXClazz的method方法,用args参数,返回结果由REPL保存。
例如,
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GetMediaByAdUnitIdRequest可以通过import语句和Tab键输入,简单的通过REPL交互式命令行来直接调用,调用完毕,结果缓存到了REPL中,可以使用Scala语言的各种高阶函数、控制语句来操作,很优雅方便不是。
更直观的例子如下图。
这个项目的我开源在了github上,源代码可以在这里面找到https://github.com/neoremind/scala-dsl-rpc-client。
一旦有了这样的工具,排查问题、测试调用就方便了很多,直接提高了开发效率。
github上为了简单,代码我就放在了一个文件中msoaexec.scala。(注意这个工程的某些依赖未开源,因此仅作demo展示)
首先定义一个包命名为msoa,类叫做MSOA,类构造函数含有两个成员变量,第一个是否是online的配置,第二个是一个带有String泛型的Option,默认为空,不为空则为Some("XXX"),扩展自一个trait,叫做UrlDefine。
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核心的调用方法如下,就是DSL中的call语法,接收一个Class实例,返回的是这个Class对应的对象。由于要做远程调用,因此这里复用了JDK自带的动态代理,可以通过反射拿到调用上下文信息,包括出入参、调用接口等,然后自行进行RPC,这里不得不说下Scala作为一个函数式编程的新生力军,相比起其纯前辈Haskell和Lisp来说,对于“元编程”的支持不是很强,不过也只能是依托JDK自带的API来做一些工作了。
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然后回到DSL,之所以可以按照类似流式、自然语言的语法来调用,其实是Scala语言支持的,例如一个参数的情况下,可以不写括号(),对象是一等公民,因此语句block的最后一个语句的返回值就是函数的返回值,因此看起来就非常的fluent的不是。
Java中要实例化一个对象,要用new关键词,但是Scala提供了伴生对象(Companion Object),它取消了static,并且本身实现的就是一个单例Singleton对象。因此才可以直接使用MSOA对象,而不用new出来。
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深入刚刚提到的动态代理来看,如下所示,class前面加入case是为了更好的模式匹配,因此默认就会带有一个伴生对象出来,可以看出extends就是实现了JDK的InvocationHandler接口,然后with了两个特质,这相当于Scala提供了一种多重继承的特性。
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实现接口关键字用override,def表示下面是一个函数,参数有三个,分别是被代理接口对象,被调用方法,参数,返回值是个Object。
由于我们内部的msoa框架,会在SDK Stub API的接口上打注解叫做@BundleService,内含该服务的名称、版本信息,因此可以帮助构造RPC调用请求体。
这里的RPC调用采用HTTP RESTful方式,利用了Dispatch这个Scala框架,底层使用了async-http-client,核心的调用语句如下:
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Http是一个带有伴生对象的实例,内含apply方法,参数就是MSOARequestHandlerTupleBuilder(req).build[ResponseWithSC](BytesWithSC),这个builder的入参是构造的HTTP Request对象,build函数的参数是一个函数对象,也就是从响应中Response中返回一个对象T,这里的T实际是就是讲一个对象转换为另外一个对象,我们要的是Array[Byte],这样方便后续做反序列化。可以看出,这个就是函数式编程的威力和简介之处,相比Java这种必须带有接口的传入参数,简洁了很多,当然Java8很好的吸收了Scala的这个优势,也可以省略接口了,由编译器做自动推断,也就是lambda表达式了。
使用async-http-client的有点就是纯异步、非阻塞调用,API也是异步的,这就是为什么返回的是一个回执Future,然后利用Scala的模式匹配能力,在future的onComplete方法上做结果匹配,成功了打印,失败了抛异常,注意这里的异常也是一个带有case关键词的伴生对象。
当然我们的调用要做到同步,因此这里用了Await来阻塞住,一旦调用成功即返回,然后拿到成功返回的Array[Byte],也就是HTTP返回的body,做反序列化,这里使用了protobuf技术,最后是服务化框架实现的,对于服务端的异常可以还原到客户端,因此做了一个小分支,如果是HTTP返回码不为200,则尝试还原异常,重新抛出。
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其他的代码这里不做展开,有兴趣的读者可以去github再挖掘。
从有这个需求,到完成这个DSL的开发,用时1周左右,期间读了两遍《快学Scala》,真的就是给我这种快速实现上手人量身定做的,使我可以快速入门,虽然暂时还没有时间研究一些Scala实现的名宿,例如Spark,Kafka,但想必为以后也打下了基础。
初学的感受总结一下:
正如这句话所说——"Every value is an object in Scala and functions are first class values"。
在函数式编程中,函数就是一等公民,在Scala中函数必须有返回值,即使是空也算个Unit类型。
另外Scala在函数上支持默认参数,带名参数,使用起来也非常方便。
最有意思的一点是,看似是别的语言的操作符重载特性,例如a+b,或者干脆就是内置的操作符,在Scala看来,全是对象,a+b,相当于调用a.+(b)。你调用array(0) = "abc",实际调用的是array.update(0, "abc")。
最典型的例子就是集成框架上的操作,这也就是为什么Spark采用Scala,因为写起实现来太流畅和舒服了。想象一下,用filter、map、foreach等来完成一个Collection的过滤、映射、针对每个输出到文件,一行搞定是多么舒服。
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可以看出为啥Lisp程序员笑称Java为B&D(Bondage & Disipline 捆绑与管教——SM的一种)的语言,而函数式编程则太优雅了。
还有currying科里化,可以使接受两个参数的函数,变成一个接受一个函数的过程,这无形中可以省去接口定义的冗余。偏函数可以做到固定某几个参数的值。
这是大名鼎鼎的空指针NullPointerException,使用Option、Some、None来规避,guava也是采用了这种思想来实现其collection框架的。
Scala里没有static,取而代之的是伴生对象,默认可以在类前面加入case关键词,表示让编译器自动生成伴生对象,以及apply方法,还可以方便做模式匹配。
类似switch,然后比这个强大的多,可以在某个对象上做match,类型依次匹配,并且支持apply、unapply、unapplySeq等提取器功能。
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为了弥补Java中接口只可以有抽象,没有实现以及多重继承的不方便之处,引入了trait,其实JDK8接口里允许实现也是吸取了这个特性。
以implicit关键字晟敏的带有单个参数的函数,例如在Scala-lib中的Predef中有很多体现,下面就是将一个普通的字符串默认转换为StringOps对象,所以我们就可以用"12345".map(_ + 1)这种来操作字符串了。
@inline implicit def augmentString(x: String): StringOps = new StringOps(x) |
Scala是一门给函数式语言和命令式语言搭桥的语言,它同时保有两者的性格。可以把Scala看做基本就是一个在JVM上实现了的Haskell,但一不如Haskell简单,二不如Haskell功能完整。它的发明者Martin Odersky真是编译器的大神,他的Generic Java和javac就是Sun当时选择的方案,同时从pizza这门实验室语言,开发出了Scala,会被编译成为JVM的字节码,这样Scala就可以充分享受Java平台已有的所有成果,并且也同样是类型安全的。
同时简洁的特性也融入到Scala中,试想
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这个语句等于Java的多少行?
由于函数式编程提倡变量不可变immutable、无side effect以及lazy evaluation,使异步编程变得非常容易。同时Scala提供的Future、Promise等, 和基于Actor模型的akka类库,使得异步、并发编程变得非常容易,无锁,不用JUC那么重,想写出安全的代码容易了许多。
总结一下,上面基本都是开发过程中的一些对于Scala语言的体会和随想,和Java是好兄弟的Scala,其先进性还是非常值得肯定的,另外最近爆出了LinkedIn抛弃Scala,转投Java8,这其中还涉及到商业公司的利益,例如TypeSafe这家Scala的拥有者,anyway,多接触一门语言就对编程多了一份热爱和未知,感受到自己需要进步的还非常的多,路漫漫其修远兮,与君共勉。
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