Java RMI

Java RMI

Java RMI（Remote Method Invocation，远程方法调用）是 Java 提供的一种分布式计算技术，允许运行在不同 Java 虚拟机（JVM）上的对象之间进行通信。通过 RMI，一个 JVM 上的对象可以调用另一个 JVM 上的对象的方法，就像调用本地方法一样。RMI 是 Java 分布式编程的核心技术之一，广泛应用于企业级应用、微服务架构和远程系统交互。

概述

Java RMI 基于客户端-服务器模型工作，其中：

• 远程对象（Remote Object）：位于服务器端，提供可被远程调用的方法。
• 存根（Stub）：客户端的代理对象，负责将方法调用转发到远程对象。
• 骨架（Skeleton）：服务器端的代理对象，负责接收客户端请求并调用实际方法。

RMI 依赖于 Java 的序列化机制来传输对象数据，并通过注册表（RMI Registry）管理远程对象的引用。

graph LR Client[客户端] -->|调用方法| Stub[存根] Stub -->|网络通信| Skeleton[骨架] Skeleton -->|调用方法| RemoteObject[远程对象] RemoteObject -->|返回结果| Skeleton Skeleton -->|网络通信| Stub Stub -->|返回结果| Client

核心组件

1. 远程接口（Remote Interface）

远程接口定义了可供客户端调用的方法，必须继承 java.rmi.Remote，且所有方法必须声明抛出 RemoteException。

import java.rmi.Remote;
import java.rmi.RemoteException;

public interface Calculator extends Remote {
    int add(int a, int b) throws RemoteException;
}

2. 远程对象实现

远程对象实现远程接口，并继承 UnicastRemoteObject（或其他远程对象基类）。

import java.rmi.server.UnicastRemoteObject;
import java.rmi.RemoteException;

public class CalculatorImpl extends UnicastRemoteObject implements Calculator {
    public CalculatorImpl() throws RemoteException {
        super(); // 调用父类构造函数
    }

    @Override
    public int add(int a, int b) throws RemoteException {
        return a + b;
    }
}

3. RMI 注册表（RMI Registry）

RMI 注册表是一个简单的命名服务，用于绑定和查找远程对象。默认运行在端口 1099。

import java.rmi.registry.LocateRegistry;
import java.rmi.registry.Registry;

public class Server {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        CalculatorImpl calculator = new CalculatorImpl();
        Registry registry = LocateRegistry.createRegistry(1099);
        registry.bind("CalculatorService", calculator);
        System.out.println("Server ready...");
    }
}

4. 客户端调用

客户端通过 RMI 注册表查找远程对象，并调用其方法。

import java.rmi.registry.LocateRegistry;
import java.rmi.registry.Registry;

public class Client {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Registry registry = LocateRegistry.getRegistry("localhost", 1099);
        Calculator calculator = (Calculator) registry.lookup("CalculatorService");
        int result = calculator.add(5, 3);
        System.out.println("Result: " + result); // 输出: Result: 8
    }
}

实际应用案例

分布式计算系统

在分布式计算系统中，RMI 可用于将计算任务分配到多台服务器上执行。例如：

• 服务器 A 提供矩阵乘法服务。
• 客户端将矩阵数据发送到服务器 A，接收计算结果。

银行交易系统

银行可以使用 RMI 实现跨分支机构的账户查询和转账功能：

• 远程对象提供 transfer(fromAccount, toAccount, amount) 方法。
• 客户端（如 ATM 或网银）调用远程方法完成交易。

安全注意事项

• RMI 通信默认不加密，敏感数据应使用 SSL/TLS（通过 RMISocketFactory 配置）。
• 限制远程方法的访问权限，避免暴露不必要的接口。
• 使用防火墙规则限制 RMI 端口的访问。

常见问题

1. ClassNotFoundException

客户端或服务器缺少远程接口或实现类的定义。确保所有相关类在类路径中可用。

2. 连接超时

检查：

• RMI 注册表是否运行。
• 防火墙是否阻止了端口 1099（或自定义端口）。
• 服务器和客户端的主机名/IP 配置是否正确。

进阶主题

动态类加载

RMI 支持通过 HTTP 动态加载类（需配置 java.rmi.server.codebase）。例如：

java -Djava.rmi.server.codebase=http://myserver.com/classes/ Server

自定义序列化

通过实现 java.io.Externalizable 接口，可以控制远程对象的序列化过程。

数学基础（可选）

在分布式系统中，RMI 的延迟可以用以下模型近似： $T_{\text{total}}=T_{\text{serialize}}+T_{\text{network}}+T_{\text{deserialize}}$ 其中：

• $T_{\text{serialize}}$ 是序列化时间。
• $T_{\text{network}}$ 是网络传输时间。
• $T_{\text{deserialize}}$ 是反序列化时间。

总结

Java RMI 提供了一种简单的方式实现 Java 应用程序之间的远程通信。尽管现代系统更常用 REST 或 gRPC，但 RMI 仍然是理解分布式编程基础的重要技术。通过本指南，您应能够实现基本的 RMI 服务并理解其核心机制。