深入理解RPC

桃扇骨 2023-02-15 15:55 68阅读 0赞

### 一.什么是RPC ###

RPC（Remote Procedure Call Protocol）远程过程调用协议（主要基于TCP协议），从一台客户端上通过参数传递的方式，调用另外一台服务器提供接口，并返回的结果。

### 二.RPC架构组件 ###

（1）组件介绍

客户端（Client）：服务调用者（消费者）。

客户端存根（Client Stub）：存放服务端地址信息，将客户端请求的参数打包成网络传输格式（序列化），再传输到服务端。

服务端存根（Server Stub）：接收客户端发送的消息，并进行解包（反序列化），然后调用本地服务进行处理。

服务端（Server）：服务的提供者（生产者）。

（2）RPC调用流程

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RPC实现将上图的第2-第10步进行了统一封装，简言之，将服务调用，数据序列化/反序列化（编码/解码）封装起来。让远程调用就像调用本地服务一样。

### 三.RPC涉及的关键技术 ###

（1）Call ID映射

在RPC中，所有的方法（函数）都有的一个ID，并且所有进程中是唯一的，在远程调用时，客户端必须加上这个ID参数。同时在客户端和服务端中分别维护一个\{函数<->Call ID\}对应的表，俩者共有的函数对应的Call ID必须相同。

**【Note】当客户端远程调用时，通过查表，找出对应的Call ID，然后把它传给服务端；服务端收到之后，也通过查表，来确定客户端需要调用的函数，然后执行相应函数的代码，如下图。**

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（2）动态代理

生成的Client Stub和Server Stub时，需要用到动态代理技术调用相关的方法。

（3）序列化和反序列化

在网络传输中，所有的数据（请求和返回的数据），将被转化为字节进行传输，此时就要进行序列化和反序列化

**序列化：**把对象转换为字节序列的过程称为对象的序列化，也是编码的过程。

**反序列化：**把字节序列恢复为对象的过程称为对象的反序列化，也是解码的过程。

（4）网络传输

基于TCP的RPC，是通过socket进行网络上进行传输。网络传输层需要把Call ID和序列化后的参数字节流传给服务端，然后再把序列化后的调用结果传回客户端。

（5）建立通信

A机器想要调用B机器，首先得建立起通信连接。RPC主要是基于TCP协议，建立起主机之间连接。连接可以是按需连接，调用结束后就断掉，也可以是长连接，多个远程过程调用共享同一个连接。

（6）服务注册中心

通常使用zookeeper提供服务的注册和调用，告诉RPC框架服务注册的地址及端口、方法名；同时它还可以解决单点故障以及分布式部署的问题。如下图：

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（7）如何实现一个RPC框架，、

其实只需要把以上（1）-（5）实现了，就算基本完成。Call ID映射可以直接使用函数字符串或者整数ID。**映射表一般是一个哈希表**。序列化反序列化可以自己写，也可以使用**Protobuf、**FlatBuffers等。网络传输库可以自己写socket，或者用**asio，ZeroMQ，Netty**之类。

### 四.常用RPC框架 ###

*  **gRPC是Google公布的开源软件，基于最新的HTTP2.0协议，并支持常见的众多编程语言。** 我们知道HTTP2.0是基于二进制的HTTP协议升级版本， 这个RPC框架是基于HTTP协议实现的，底层使用到了Netty框架的支持。
 *  **Dubbo是国内阿里旗下的RPC框架**，被广泛使用。协议和序列化框架都可以插拔是及其鲜明的特色。同样的远程接口是基于Java Interface，并且依托于spring框架方便开发。可以方便的打包成单一文件，独立进程运行，和现在的微服务概念一致。

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