RPC 实战与原理

￡神魔★判官ぃ 2024-02-05 17:53 82阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  什么是 RPC？
 *  RPC 有什么作用？
 *  RPC 步骤
 *  为什么需要序列化？
 *  零拷贝
 *   *  什么是零拷贝？
     *  为什么需要零拷贝？
     *  如何实现零拷贝？
     *  Netty 的零拷贝有何不同？
 *  动态代理实现
 *  HTTP/2 特性
 *  为什么需要服务发现？
 *   *  为什么不用 DNS？
 *  定时任务 & 时间轮
 *   *  定时任务的问题？
     *  时间轮的应用
     *  时钟轮本质
     *  时间轮在 RPC 的应用
     *  时间轮实现
 *  如何注册和发现服务？
 *  如何实现 RPC 远程调用？
 *  如何追踪微服务？
 *  注册中心选型
 *  开源 RPC 框架
 *   *  限定语言
     *  跨语言 RPC 框架
 *  Spring Cloud 微服务架构

## 什么是 RPC？ ##

`Remote Procedure Call，远程过程调用。`

## RPC 有什么作用？ ##

*  屏蔽远程调用、本地调用的区别
 *  `隐藏底层网络通信的复杂性`，让我们更专注于业务

## RPC 步骤 ##

![在这里插入图片描述][4630ebdc523844ba9c59657292f6f497.png]

## 为什么需要序列化？ ##

*  网络传输必须是「二进制」，调用方的参数都是对象
 *  请求↔二进制消息体

## 零拷贝 ##

### 什么是零拷贝？ ###

![在这里插入图片描述][e8bafc7cd0814a35bb3443c44a993e78.png]

### 为什么需要零拷贝？ ###

`网卡`等操作，只能通过`内核操作`，`应用程序`要发送网络数据，需要将`数据复制到内核`。

### 如何实现零拷贝？ ###

虚拟内存

*  mmap + write
 *  sendfile

### Netty 的零拷贝有何不同？ ###

*  一个请求，可能拆分成多个数据包
 *  数据包的组合在用户空间，解决用户空间内存的拷贝处理问题，CompositeByteBuf
 *  也包括用户空间、内核空间的数据拷贝：Direct Buffers

## 动态代理实现 ##

*  JDK：只能代理接口
 *  `Javassist`：`操作底层字节码`，不需要反射，性能好
 *  `Byte Buddy`：更容易的 API，速度比 Javassist 快，Spring、Jackson 使用

## HTTP/2 特性 ##

*  `多路复用`，同一链路双向发送stream数据
 *  `Header 压缩`

## 为什么需要服务发现？ ##

公共的“通讯录”

### 为什么不用 DNS？ ###

*  DNS多级缓存，且缓存时间长
 *  需要搭建负载均衡，额外成本

## 定时任务 & 时间轮 ##

### 定时任务的问题？ ###

*  future 启动线程进行异步编程，sleep
 *  如果5秒超时，高并发的
 *  让CPU额外轮询遍历，浪费CPU

### 时间轮的应用 ###

*  延迟消息
 *  订单过期（10分钟未付款，取消订单）

### 时钟轮本质 ###

`减少额外的扫描操作`

### 时间轮在 RPC 的应用 ###

调用端请求的超时处理，节省CPU

### 时间轮实现 ###

Netty的 TimeWheel

## 如何注册和发现服务？ ##

*  `RPC Server` 提供服务，向 Registry 注册自身
 *  `RPC Client` 调用服务，从 Registry 拉取服务列表
 *  Server 节点变更时，同步变更，Client 感知刷新本地的「服务节点列表」

![在这里插入图片描述][49f738f640ca4a0ab4a0b7933c86cef8.png]

实现：

*  注册中心 API
 *  服务健康状态监测：ZooKeeper 的会话超时控制机制
 *  服务状态变更通知：ZooKeeper 的 Watcher 机制

## 如何实现 RPC 远程调用？ ##

*  客户端、服务端如何建立网络连接：HTTP、Socket
 *  服务端如何处理请求：NIO（使用 `Netty`）
 *  数据传输采用什么协议
 *  数据如何序列化、反序列化：JSON，PB，Thrift

## 如何追踪微服务？ ##

核心理念：调用链，`全局唯一的 ID` 将同一请求串联起来，从而还原调用关系，统计系统指标。

![在这里插入图片描述][35da9d60f91345218efef8fc8b9cb116.png]

## 注册中心选型 ##

*  `高可用`
    
     *  集群部署：多个实例
     *  多机房部署：一个机房断电等不可抗因素
 *  `数据一致性`
    
     *  `CP` 型：ZooKeeper（Redis），强一致性，机房间断网，注册中心不可用
     *  AP 型：牺牲一致性，保证可用性。Eureka

## 开源 RPC 框架 ##

### 限定语言 ###

*  Dubbo、Nacos：Java，阿里
 *  Motan：Java，微博
 *  Tars：C++，腾讯（已支持多语言）
 *  Spring Cloud：Java
    
     *  网关 Zuul
     *  注册中心 Eureka
     *  服务超时熔断 Hystrix
     *  调用链监控 Sleuth
     *  日志分析 ELK

### 跨语言 RPC 框架 ###

*  gRPC：HTTP/2
 *  Thrift：TCP

## Spring Cloud 微服务架构 ##

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> 两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山   --李白《早发白帝城》

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