在分布式系统中，远程方法调用（Remote Method Invocation，简称RMI）是一种在一个Java虚拟机（JVM）中执行的远程对象调用（Remote Object Invocation），它包含了传输对象的远程引用和方法参数，可以让开发者通过在一个Java应用程序中调用远程对象的方法去与其他Java应用程序进行通信，实现分布式计算和通信的功能。

在本文中，我们将介绍如何使用RMI实现Java远程方法调用，包含RMI的工作原理，RMI的架构和如何编写一个RMI应用程序。

一、RMI的工作原理

在RMI中，一个Java对象可以为远程对象（Remote Object） ，”远程对象“是本地JVM上的一份Proxy，当此代理调用方法时，此方法将通过网络传输到远程JVM上去执行，而返回的对象也将被序列化并传回到本地JVM的代理中，主要流程包括三个部分：

1.客户端调用远程方法

RMI客户端通过调用远程对象的方法来和远程服务进行通信，例如客户端调用类似于”remoteObject.calculateArea(2.0,3.0);“的方法来计算长方形的面积。这将导致以下过程发生：

- 设置客户端环境：客户端将本地JVM配置为远程对象的客户端，使用远程对象的接口作为客户端的标记来标识客户端环境

- 获取远程对象：客户端通过名称服务(Registry)寻找远程对象，并获取其远程引用。

- 使用对象：客户端通过远程引用调用远程对象的方法来处理请求。

2.网络传输

当客户端调用远程对象的方法时，远程对象将请求信息打包并通过网络传输到远程JVM。这个过程包括：

- 将方法名、参数和标记打包成对象

- 通过Java RMI工具注册表包装对象，并发布到网络上。

- 远程端的JVM检查注册表并找到远程对象接口的Java类和方法，并从注册表中获取远程引用

- JVM反序列化接收到的请求信息，并通过反射调用方法处理请求。

3.服务端处理请求

远程JVM接收到请求信息后，调度相应的对象处理请求。服务端处理请求的过程包括：

- JVM标记Java对象，在特定端口上监听对远程请求的调用。

- 当调用发生时，将请求传递给对象。

- 执行方法并将结果返回到客户端。

- 序列化返回结果，并通过网络传送到客户端。

二、RMI的架构

RMI具有简单的客户端/服务端体系结构。在这种体系结构中，客户端在本地JVM中使用远程引用调用方法，远程引用则可以在远程JVM上执行远程对象的请求。 RMI API由java.rmi包和java.rmi.server包组成：

- java.rmi：RMI API中的核心部分。该包提供了实现远程接口和远程方法调用所需的类和接口。

- java.rmi.server：RMI服务端的核心部分，该包提供实现远程对象及多个支持类和接口的类。

在启动一个RMI服务时，需要收集如下的组件：远程接口，远程接口实现类，邻近接口实现类，类加载器和远程JVM的名称服务。当客户端启动时，它将搜索命名服务以获取远程对象的引用，然后通过引用调用远程方法。

三、编写一个RMI程序

在理解了RMI架构之后，我们可以开始编写RMI程序。此处我们用一个简单的计算器程序作为示例：

1. 编写服务器端远程接口和实现类

创建Calculating服务器为各种计算提供服务。

首先是远程接口CalculatorService，如下：

```

import java.rmi.Remote;

import java.rmi.RemoteException;

public interface CalculatorService extends Remote {

public double add(double n1, double n2) throws RemoteException;

public double subtract(double n1, double n2) throws RemoteException;

public double multiply(double n1, double n2) throws RemoteException;

public double divide(double n1, double n2) throws RemoteException;

}

```

这是一个标准的Java接口，它声明了四个方法，以执行加，减，乘和除法。

接下来是Implementing Class - CalculatorServiceImpl，它实现了远程接口方法。

```

import java.rmi.RemoteException;

import java.rmi.server.UnicastRemoteObject;

public class CalculatorServiceImpl extends UnicastRemoteObject implements CalculatorService {

public CalculatorServiceImpl() throws RemoteException {

}

public double add(double n1, double n2) throws RemoteException {

return n1 + n2;

}

public double subtract(double n1, double n2) throws RemoteException {

return n1 - n2;

}

public double multiply(double n1, double n2) throws RemoteException {

return n1 * n2;

}

public double divide(double n1, double n2) throws RemoteException {

return n1 / n2;

}

}

```

此实现类需要扩展Java RMI中的UnicastRemoteObject类，以使其成为远程对象。它的方法将执行远程事务。

2. 编写客户端代码

客户端将使用远程引用来调用远程对象的方法，计算器逻辑是在服务器端完成的。下面是一个简单的客户端实现：

```

import java.rmi.registry.LocateRegistry;

import java.rmi.registry.Registry;

public class CalculatorClient {

public static void main(String[] args) throws Exception {

Registry registry = LocateRegistry.getRegistry("localhost", 1079);

CalculatorService CalculatorService = (CalculatorService) registry.lookup("CalculatorService");

double d1 = 50.0;

double d2 = 25.0;

System.out.println("Addition : " + CalculatorService.add(d1, d2));

System.out.println("Subtraction : " + CalculatorService.subtract(d1, d2));

System.out.println("Multiplication : " + CalculatorService.multiply(d1, d2));

System.out.println("Division : " + CalculatorService.divide(d1, d2));

}

}

```

在主函数中，客户端通过远程引用查询远程对象并打印结果。

3. 运行程序

在执行此程序之前，需要先启动服务器端。可以通过以下步骤来实现：

- 启动服务器端Java虚拟机

- 启动运行rmi注册表

- 将Java RMI服务注册到注册表中

示例程序中需要手动注册，执行以下步骤：

- 将文件放入classpath或者执行时包含其路径（$ CLASSPATH）

- 在服务器端的命令行上执行命令：

```

java java.rmi.registry.LocateRegistry createRegistry 1079

```

- 使用以下命令注册服务器端：

```

java -Djava.rmi.server.codebase=file:/path/to/codebase/ -Djava.rmi.server.hostname=myhost object.rmi.RemoteCalcServer

```

在这个例子中，codebase是我们编写的代码所处的路径，myhost是我们注册该对象的服务器的IP地址。

最后，我们可以在客户端的命令行上执行程序。如果所有步骤都顺利完成，则结果将如下所示：

```

Addition : 75.0

Subtraction : 25.0

Multiplication : 1250.0

Division : 2.0

```

本文介绍了RMI的工作原理，架构和编写RMI应用程序。尽管RMI不如RESTful Web Service或其他新技术流行，但是它仍然是Java引擎中分布式计算和分布式服务的不二选择。