《RPC手撸专栏》第58章：心跳机制交互数据模型设计

作者：冰河
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大家好，我是冰河~~

在前面的章节中，我们基于SPI扩展了JDK、Json、Hessian2、FST、Kryo和Protostuff序列化与反序列化机制，在服务消费者端基于SPI扩展了JDK、CGLib、Javassist、ByteBuddy和ASM动态代理机制。在服务提供者端，基于SPI扩展了JDK、CGLib、Javassist、ByteBuddy和ASM反射机制调用真实方法的功能，并且基于SPI扩展实现了负载均衡策略和增强型负载均衡策略，以及以Zookeeper为例，基于SPI扩展了注册中心，其他类型的注册中心，例如Nacos、Euraka、Etcd和Consul等，则以作业的形式交给小伙伴们自行实现。

一、前言

肝完注册中心了，接下来要干啥呢？

在前面的文章中，我们一起肝完了整体设计、服务提供者的实现、服务消费者的实现、注册中心、负载均衡。基于SPI扩展了序列化与反序列化机制、动态代理机制、反射机制、负载均衡机制和增强型负载均衡机制，并基于SPI扩展了注册中心。

二、目标

目标很明确：完成心跳机制交互数据的模型设计！

一个比较成熟和完善的RPC框架，一定是能够确保断线重连的，不需要人为的去维护服务消费者与服务提供者之间的网络连接，当服务消费者与服务提供者之间的网络连接断开时，RPC框架能够自动进行重连。并且RPC框架的服务消费者与服务提供者之间会通过心跳机制对连接进行保活操作。

本章，我们就一起实现心跳机制交互数据的模型设计。

三、设计

如果让你设计心跳机制交互数据模型，你会怎么设计呢？

心跳机制交互数据模型的流程如图58-1所示。

由图58-1可以看出如下信息：

（1）服务提供者会通过自定义类扫描器整合注册中心，将服务注册到注册中心。

（2）服务注册到注册中心的元数据，例如服务的名称、服务的版本号、服务地址、服务端口和服务分组等信息，元数据会贯穿整个服务的注册与发现流程。

（3）服务注册与发现SPI接口对外提供服务注册与发现的方法，服务提供者通过自定义扫描器会调用服务注册与发现SPI接口的方法实现服务注册功能。

（4）基于服务注册与发现的SPI接口，服务提供者会基于SPI接口实现多个服务注册与发现的实现类，每个实现类对应着一种注册中心服务。

（5）服务消费者会通过服务注册与发现的SPI接口订阅注册中心的服务，会从注册中心获取到服务提供者发布的服务信息，实现服务发现的功能。

（6）服务消费者从注册中心获取到服务提供者发布的服务信息后，会基于SPI机制动态加载普通算法（我们将第42章~第50章实现的负载均衡算法统称为普通算法）、基于增强型加权随机算法、基于增强型加权轮询算法、基于增强型加权Hash算法、基于增强型加权源IP地址Hash算法、基于增强型Zookeeper一致性Hash算法和最少连接数算法的负载均衡策略，从多个服务中选择一个进行远程网络连接。

（7）服务消费者会直接与根据基于SPI机制动态加载的负载均衡策略选择出的服务提供者建立连接，实现数据交互。也就是说，后续服务消费者会与服务提供者直接实现数据交互。

（8）服务消费者与服务提供者之间通过心跳机制维持连接的有效性。具体的实现方式为服务消费者连接服务提供者成功后，会定时向服务提供者发送心跳数据，并接收服务提供者响应的心跳数据。如果发现连接断开，则服务消费者会自动重连服务提供者。

心跳消息的数据模型总体上也会分为消息头和消息体两部分，如图58-2所示。

并且心跳消息在网络传输协议上也会满足自定义网络传输协议的要求，消息体部分是心跳消息特有的ping消息或者pong消息，也会在消息头部分的消息类型字段上固定为心跳消息类型，如图58-3所示。

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