RMI 通信協議規範第十章全解：傳輸格式、HTTP 封裝與多路復用協議

協議概述：分層協議棧

RMI 協議建立在兩大基礎協議之上：

• Java 對象序列化協議：編組調用參數與返回數據
• HTTP 協議：作為「投遞」遠程調用的載體，穿透防火牆

語法規範採用類似 JLS 2.3 節的符號，控制碼用十六進制字面值表示。應用相關值的非終結符由其 Java 類型定義。

RMI 傳輸協議：流格式定義

通信格式以 Stream 表示，從客戶端視角：Out 為輸出消息，In 為輸入消息。輸入輸出流成對出現，In 僅需協議確認字節，其他標頭信息（魔數、版本）由流對上下文隱含。

輸出流格式

Out: Header Messages HttpMessage
Header: 0x4a 0x52 0x4d 0x49  // "JRMI"
Version Protocol
Version: 0x00 0x01
Protocol: StreamProtocol | SingleOpProtocol | MultiplexProtocol
StreamProtocol: 0x4b
SingleOpProtocol: 0x4c
MultiplexProtocol: 0x4d
Messages: Message Messages | Message

• SingleOpProtocol：HTTP 嵌入調用，僅一個 Message，無額外封裝
• StreamProtocol / MultiplexProtocol：服務器回應 0x4e（協議支持）+ EndpointIdentifier（主機名/端口），客戶端回應默認端點
• StreamProtocol：端點協商後直接發送 Messages
• MultiplexProtocol：套接字作為多路復用具體連接，虛擬連接承載 Messages

輸出消息類型

Message: Call | Ping | DgcAck
Call: 0x50 CallData
Ping: 0x52
DgcAck: 0x54 UniqueIdentifier

• Call：編碼方法調用
• Ping：傳輸層心跳，測試遠程 JVM 活性
• DgcAck：確認已接收服務器返回的遠程對象（分布式 GC）

輸入流格式

In: ProtocolAck Returns ProtocolNotSupported HttpReturn
ProtocolAck: 0x4e
ProtocolNotSupported: 0x4f
Returns: Return Returns | Return
Return: ReturnData | PingAck
ReturnData: 0x51 ReturnValue
PingAck: 0x53

RMI 對象序列化協議應用

CallData 結構

CallData: ObjectIdentifier Operation Hash Arguments_opt
ObjectIdentifier: ObjectNumber | UniqueIdentifier
UniqueIdentifier: Number Time Count
Arguments: Value Arguments | Value
Value: Object | Primitive

• ObjectIdentifier：調用目標
• Operation：JDK 1.1 為方法號；JDK 1.2 為 -1
• Hash：JDK 1.1 為 Stub/Skeleton 接口雜湊；JDK 1.2 為方法雜湊
• Arguments：零個或多個參數（Object/Primitive）

ReturnValue 結構

ReturnValue:
  0x01 UniqueIdentifier Value_opt   // 正常返回
  0x02 UniqueIdentifier Exception   // 異常返回

注意：ObjectIdentifier、UniqueIdentifier、EndpointIdentifier 使用自定義 write 方法（非 writeObject），組件數據連續寫入流。

類註解與動態加載

• ObjectOutputStream.annotateClass：查詢類加載器獲取 codebase URL，非空則寫入流
• ObjectInputStream.resolveClass：讀取註解，非空則獲取 URL 類加載器加載類（同 Applet 類加載機制）
• 建議不註解 java.* 包類（接收端必然可用）

RMI HTTP POST 封裝協議

用於防火牆穿透，URL 兩種形式：

1. https://<host>:<port>/：直接與 RMI 服務器通訊
2. https://<host>:80/cgi-bin/java-rmi?forward=<port>：調用 CGI 腳本轉發

HttpMessage: HttpPostHeader Header Message
HttpReturn: HttpResponseHeader Return

• 僅 SingleOpProtocol 出現在 HttpMessage Header 中
• HttpReturn 不含協議確認字節
• 響應狀態碼非 200 視為無返回值
• 單個 HTTP POST 請求僅嵌入一個 RMI 調用

應用相關值類型映射表

RMI 多路復用協議：單連接承載多虛擬連接

目的：允許雙端點均可打開多個全雙工虛擬連接，解決 Applet 環境無法創建 ServerSocket 導出遠程對象的問題。

核心概念

• 端點：多路復用連接的兩個用戶之一
• 具體連接：底層雙向可靠字節流（通常為 TCP Socket）
• 虛擬連接：代表特定會話的雙向可靠字節流
• 多路復用連接：一個具體連接上所有虛擬連接的集合
• 連接標識符：16 位整數標識虛擬連接（最多 65,536 個）

連接狀態機

流控制：基於包的獨立緩衝

• 每端點維護輸入請求數（已發送 REQUEST 未收到數據）與輸出請求數（對方請求未發送數據）
• REQUEST 增加輸入請求數，TRANSMIT 減少輸出請求數
• 規則：不得超過無阻塞處理能力；不得發送超過輸出請求數的數據
• 實現必須能消耗所有準備好的協議數據，防止遞歸調用死鎖

協議記錄格式（可變長度）

第一字節操作碼：

OPEN (0xE1)

1 byte opcode | 2 bytes ID

• 高位分隔標識符空間：發起方用高位=1（0x8000-0xFFFF），另一方用高位=0（0x0000-0x7FFF）防衝突
• 打開後雙端點輸入/輸出請求數歸零

CLOSE (0xE2)

1 byte opcode | 2 bytes ID

• 發送端狀態變為「等待關閉」，不可重新打開直到收到 CLOSE/CLOSEACK
• 接收端狀態變為「關閉」，需以 CLOSEACK 響應（若非已等待關閉）

CLOSEACK (0xE3)

1 byte opcode | 2 bytes ID

• 確認收到 CLOSE，狀態從「等待關閉」轉為「關閉」，可重新打開

REQUEST (0xE4)

1 byte opcode | 2 bytes ID | 4 bytes count

• 請求額外 count 字節數據（32 位有符號整數，必須 >0）
• 發送端輸入請求數 +count；接收端輸出請求數 +count（若接收端非等待關閉）

TRANSMIT (0xE5)

1 byte opcode | 2 bytes ID | 4 bytes count | count bytes data

• 實際傳輸數據，count >0 且不超過輸出請求數
• 發送端輸出請求數 -count；接收端可讀隊列 +count 數據，輸入請求數 -count
• 若輸入請求數歸零但用戶仍讀取，端點應發送新 REQUEST

協議違規處理

任何違規或通訊錯誤導致多路復用連接立即關閉：實際連接終止，所有虛擬連接即時關閉，用戶仍可讀取已緩衝數據。